技术分享——白话解读Vite公链DAG技术

前言

DAG 技术即 Directed Acyclic Graph （DAG），也叫有向无环图，是在分布式的分散环境中人们发送数据的另一种方法，不是区块链技术。它原本是计算机的一种数据结构，一般用来处理动态规划问题。最早提出这个概念的是 Sergio Demian Lerner，在 2015 年 9 月发表了《DAG Coin Draft》的文章，提出了 DAG-chain （DAG 链）的概念。DAG虽然不是区块链技术，但是现在通过DAG技术实现的去中心化网络仍旧被归在区块链板块中。目前比较流行的项目有IOTA，Nano，ByteBall ，VITE 等，这些项目都在DAG的基础上做了改进。！

DAG技术原理

与传统区块链相比，DAG不再是单一的链式结构，如果区块链是线，那DAG就是网络，可以在整个网络进行扩展，可以异步并发的写入很多交易，由于DAG支持高并发的特点，多个区块可以同时写入到全网中，与普通的区块链技术只能一个一个区块的写入的特点相比，DAG处理区块的交易效率会明显提高很多。

依据DAG有向无环图，每一笔交易都直接参与了维护全网。每发生一笔交易，都会产生一个新的区块，这个新的区块会加入到网络中并连接到前面的区块，随着时间的推移，所有的交易区块会相互连接，形成一个有向无环图状结构，每一个区块都可以向上追溯到创世区块，如果想要更改某一个区块的数据，那就需要向上更改创世区块的数据。

在下图中四种技术方案对比，从左往右，安全性逐渐提高，但是性能越逐渐降低，导致交易速度越慢。最左侧是中心化系统中常见的基于组合的结构，最右侧是典型的区块链账本，介于两者之间的是DAG账本。

DAG技术的特点

DAG相比于目前的公链技术，有如下两个特点：

??交易速度快，可以在网络中并行打包区块，在网络中容纳更多的交易同时进行，记账无需等待，交易确认速度快。

??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延展。

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。

区块链技术被大家诟病最多的一点就是交易速度的问题，DAG技术恰好解决了这一问题，通过使用DAG技术，区块链将会在日常生活中有更多的落地应用。

Vite公链DAG技术

Vite 采用一种称为 Block-Lattice 的 DAG 账本结构，每个账户地址对应一条链，每个交易引用本账户前一个交易的哈希；交易分为 “请求交易” 和 “响应交易” 两种，一个响应交易需要引用对应的请求交易的哈希。这样就构成了一种栅格状的 DAG 结构。这种账本结构允许互不相干的交易 “并行” 写入，降低冲突概率，提高系统吞吐能力。

然而Block-Lattice 的 DAG 账本也有一定的缺陷，它的防篡改特性较差，会产生安全隐患，因此迄今为止，除了 Nano 采用了该结 构之外，还没有其他项目采用。这是由于交易是按账户分组的，一个交易只会附加到其所属账户的账户链末端，其他账户产生的交易不会自动成为该交易的后继节点，因此，一些交易被回滚的概率不会随时间推移而降低。

为了弥补该缺陷，Vite 通过引入一种额外的链式结构 Snapshot Chain，并且改进了共识算法，成功的弥补了 block-lattice 安全性方面的不足，后续将为大家详细介绍Vite项目的Snapshot Chain，本文不再赘述。

总结

DAG是新一代的区块链技术，DAG的高性能与高扩展性，正好能弥补目前区块链技术的缺陷，它的普及将给区块链带来新的变革。Vite是采用DAG技术的代表，以DAG技术为基础，Vite的产品会更加友好，生态会更加完善，让我们拭目以待。

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编译者/作者：ViteLabs

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