Qitmeer Network 周报(2020/10/26-2020/11/1)

每周一聊

区块链最重要的扩容方法——DAG技术!

长久以来,公链一直存在处理速度慢、费用高、安全隐患等问题,区块链的扩容(scalability)问题因直接影响到用户体验和商业落地尤为突出。为了提升区块链这种有限的处理能力,行业从业者们开启了对区块链扩容技术的探索。众多扩容方案也纷纷登台亮相,正如上一期所聊的那样,众多的扩容方案总结起来主要分为了链上扩容和链下扩容两个方向。

而我们这里要说的便是一种呼声最高、广受关注的链上扩容方案——DAG技术。

DAG技术是唯一基于经典区块链设定的链上扩容技术,在安全性,确认速度和扩容能力都有较好地平衡,受到了产业界以及学术届较大的关注。

DAG即 Directed Acyclic Graph(有向无环图),是不同于主流区块链的一种分布式账本技术,把同步记账提升为异步记账,被不少人认为可以解决传统区块链的高并发问题,是区块链从容量到速度的一次革新。

做个对比:

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从图中可以清楚的看出DAG技术和经典的Blockchain之间的区别,二者都是分布式点对点的传输方式,但DAG的效率比经典的链式区块链要高的多。经典的链式区块链好比是一条单行道,大家得排好队按顺序往前走;而DAG就有点条条大路通罗马的感觉了,有多条可选择的路到达目的地。

DAG相比于目前的公链技术,其实是图和链的区别,对于链而言,无法只处理一个局部,因为链的入度和出度只有一个,不能把链上的节点拆成好几个节点去处理,但是对于图却可以,因为图可以有多个出度,那么可以同时处理多个出度连接的节点。所以,DAG有以下几个特点:

  1. 交易速度块,DAG实现的局部处理和并行结算可以使得交易速度大幅度提升。

  2. 拓展性强,因为各个节点无需等待同步其他的节点的数据就可计算,使得记账节点很容易答复延展,因此DAG很适用于物联网类项目,例如机器微支付。

  3. 作恶难度更大,相比于链式结构,在DAG中恶意修改的难度会大很多,因为DAG拥有着很多的出度和入度,假如要修改某一个节点,那么对应的出入度都要进行修改。

对于链式网络而言,不是节点的处理能力不强,只是链式结构不能并行计算,浪费的时间其实主要为等待时间:一个是发起交易,需要将交易同步所有节点,另一个是当有一个节点确认,需要向全网同步。

对于DAG而言则不存在这样的问题,钱包发起交易时不需要等待自己之前有多少交易,只需要经历局部校验、全网广播、其他局部校验,相当于是把交易确认分散化,每一个节点都在做类似于拼图的工作,把自己的和别人确认的交易拼接起来。

IOTA,OByte和NANO便是早期被人熟知的使用DAG技术的项目, 他们是早期 Transactional DAG 的代表作品。他们有一个共同的特点就是账本结构每个节点都是一笔交易,而且都没有用工作量证明参与共识。这造成了一个误解,让很多人认为DAG项目就是无区块,无PoW。

随着技术的发展,后来出现了BlockDAG,这是一种完全不同的DAG模型。Block DAG要解决的便是区块链的孤块率的问题,即让区块链淘汰并丢弃的区块也能贡献吞吐量。比特币扩容,最直观的思路就是提高出块率或者增加区块大小。中本聪当然也会想到但是却没有这么做,是因为这两者都会增加分叉率,在比特币的最长链的竞争模型下,高分叉率代表推翻最长分叉所需算力可能远不需要50%,所以比特币是处于安全的考虑而通过牺牲扩容能力。而Block DAG就是为了解决如何在不牺牲安全性的前提下提高扩容能力。

BlockDAG便是这种在经典的比特币的基础上进行的最简单和直观的扩容方案,几乎没有改变比特币的任何设定,即全节点通过算力自由参与而实现的完全去中心化,50%安全性保证而区别于分片分层等其他扩容方案,我们称之经典区块链设定。而这种满足经典区块链设定的DAG协议统称为Block DAG协议。

而最著名的 BlockDAG 协议就是 SPECTRE 和 PHANTOM / GHOSTDAG。目前,Conflux 和 Qitmeer 便是使用了 BlockDAG 技术的典型项目。

总结一下,DAG是一种面向未来的新一代区块链技术,采用异步处理机制替代链式检查点的同步策略,速度快,吞吐量高。从长期看来,DAG是一种非常新颖且有前景的机制,为传统数据管理领域的思维打开了新的大门。DAG项目因其性能优越和扩展性强对现有的区块链项目是一个巨大冲击,从技术角度来看,DAG带给我们的是一场新的区块链实验。

以上文中观点,纯属社区个人观点,如有不当,请指正。

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  • Qitmeer 基金会联合承办第三届进博会金融论坛,探索人民币国际化,以及一带一路基础设施资产通证化。

    11月8日第三届中国国际进口博览会——2020产业投资与国际金融合作高峰论坛在上海国家会展中心成功开启。本次论坛由中华人民共和国商务部支持,中欧经济技术交流协会主办,Qitmeer基金会联合承办。本次论坛国际金融诸位精英齐聚一堂,以“赛道变换、中国和世界的选择”为主题,进行了深刻的讨论和分享。希望通过此次论坛,能够聚焦全球金融行业发展的新挑战,突出开放创新和合作共赢,为世界金融行业发展找准航向,共同推动全球金融行业持续建康发展。

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  • Qitmeer Network Foundation co-hosted the 3rd CIIE Financial Forum to explore the internationalization of the RMB and the token certification of real assets along “The Belt and Road”.

    The 3rd China International Import Expo (CIIE) – 2020 Industry Investment and International Financial Cooperation Summit Forum was successfully opened at the Shanghai National Convention and Exhibition Center on November 8. The forum was supported by the Ministry of Commerce of the People’s Republic of China, organized by China-EU Economic and Technical Exchange Association and co-organized by Qitmeer Foundation. With the theme of “Changing Circuit, Choices of China and the World”, the elites of international finance gathered in this forum and conducted profound discussions and sharing. It is hoped that through this forum, we can focus on the new challenges in the development of global financial industry, highlight open innovation and win-win cooperation, find a course for the development of the world financial industry, and jointly promote the sustainable and healthy development of the global financial industry.

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