有向无环图（DAG）是什么？不用区块的加密账本

有向无环图（DAG，Directed Acyclic Graph）是一种数据结构：每笔交易不是被打包进区块，而是通过直接确认之前的交易被写入账本。有向无环图是什么？简单说，一笔新交易加入网络时，会引用并验证过去的两笔或更多交易，因此确认过程无需等待按顺序产生的区块，而是并行推进。在区块链架构中，流量一高交易费就会飙升；而 DAG 网络在理论上会随着用户增多而变得更快。IOTA、Nano 和 Byteball 是采用这一架构的代表项目。不过，如果不评估安全成熟度和中心化风险就投资基于 DAG 的资产，可能会产生误判。

对比图——左侧为单列区块链，右侧为交易通过箭头相互验证、不断分叉延伸的 DAG 结构

“有向”和“无环”是什么意思？

DAG 的概念来自图论，可以拆成三个部分：

• 图（Graph）：由节点（这里指交易）和边（这里指引用关系）构成的结构。
• 有向（Directed）：每条边都有方向。新交易指向旧交易，箭头永远不会反向。
• 无环（Acyclic）：不存在循环。一笔交易被记录后，不可能形成一个再绕回它自己的环。这一特性保证了事件的先后顺序总能被清楚地推导出来。

三个条件结合在一起，就形成了一种账本：不需要单一的全局区块账本，也能可靠地记录“什么发生在什么之前”。

DAG 与区块链的主要区别

把两种架构放在一起比较，可以具体看出 DAG 带来了什么，以及为什么需要做出取舍：

需要注意的是：区块链交易量增加时，由于大家争夺有限的区块空间，Gas 费会随之上涨。DAG 的目标就是从结构上消除这一瓶颈。

DAG 网络的共同特点

不同的 DAG 项目虽然各自独立设计，但大多具有以下共同点：

1. 无环：新交易总是确认旧交易，因此交易甚至可以在离线时于本地生成，联网后再获得确认。
2. 低延迟：确认速度取决于节点之间的带宽，而不是固定的出块间隔；没有拥堵时几秒内即可最终确认。
3. 免费或按数据定价：多数 DAG 项目采用预先分发的固定供应量；用户同时承担验证者的角色，因此小额支付不收手续费。
4. 零价值交易：无需转移代币，也可以发送数据或信号。
5. 历史修剪：已最终确认的旧记录可以删除（IOTA 称为“快照”，Nano 称为“修剪”），节点只需保存自己需要的数据。

Nano 交易如何确认？分步示例

Nano 使用一种被称为区块晶格（Block-Lattice）的 DAG 变体：每个账户都有自己的链，只有发生冲突时才需要全网投票。

小李向小王发送 10 NANO 的过程如下：

1. 小李在自己的账户链上签署一个发送区块，余额减少 10 NANO。
2. 小王在自己的账户链上签署一个接收区块，余额增加 10 NANO。
3. 由于每个账户只能用该账户的私钥修改，无需等待全网的挖矿轮次。
4. 如果出现两个相互冲突的区块（双花尝试），加权代表账户会介入并拒绝少数分支。
5. 如果没有分歧，确认在一秒内完成，交易费为零。

这一流程说明，即使是一笔价值 10 NANO 的真实交易，也无需等待在全球流转的出块过程，几秒钟内即可最终确认。

三个代表性的 DAG 项目

Nano：极简支付

Nano（原名 RaiBlocks）于 2014 年上线。借助区块晶格结构，每个账户掌控自己的链；没有冲突时无需投票。全部供应量（约 1.33 亿 NANO）从创世账户通过验证码水龙头分发，没有经过挖矿。

Byteball（Obyte）：按数据大小定价

Byteball 现在更名为 Obyte。它的交易费与存储的数据量成正比：存储 1 字节数据需要花费价值 1 字节的币。为保证账本一致性，网络依靠一批身份公开的“见证人”（Witnesses）。它还支持人类可读的条件协议，相比完整的智能合约平台是一种更轻量的选择。

仿 Byteball/Obyte 钱包界面截图风格的设计，展示见证人列表和交易流

IOTA：面向机器之间的 Tangle

IOTA 的 DAG 结构被称为 Tangle。每笔加入网络的交易都必须确认两笔此前尚未被验证的交易，这一设计把用户和验证者的角色合二为一。该项目专注于物联网（IoT）和机器对机器的小额支付，早期不得不使用一个名为“协调器”（Coordinator）的中心化检查点服务，后来这一结构被逐步移除。

也有需要挖矿的 DAG

DAG 是一种数据结构，并不绑定某种特定的共识机制。XDAG（也称 Dagger）把区块、交易和地址整合在一个结构中，于 2018 年 1 月启动主网，并允许 CPU/GPU 挖矿。这个例子清楚地表明，“DAG = 预挖的固定供应量”并不是一条规律。

风险与注意事项

DAG 架构的优势是真实的，但也存在不容忽视的结构性风险：

• 中心化倾向：依赖 Nano 代表、Byteball 见证人以及 IOTA 历史上的协调器等少数可信参与者，是网络早期常见的“引导启动”方案。支持者认为这只是临时手段；批评者则认为，这削弱了相对于工作量证明（PoW）链的去中心化程度。
• 安全成熟度：比特币自 2009 年以来经受了大规模攻击的考验，而多数 DAG 网络尚未积累这样的实战经验。
• 生态深度：钱包选择、集成方案和经过审计的工具数量，都远远落后于主流公链。
• 理论扩展性 ≠ 现实表现：“无限容量”的说法只有在网络足够大、健康节点足够多时才成立；规模较小时，这一优势会减弱。

COINOTAG 观点

DAG 是一种试图在不按顺序处理区块的前提下达成共识的架构方案，而不是在所有场景下都胜过区块链的“超级技术”。并行确认模式为免手续费的高频小额支付和物联网场景提供了有力的选择，但安全成熟度和中心化问题必须认真对待。在投资基于 DAG 的资产之前，需要先回答三个问题：共识权力掌握在谁手中？网络经历过多少攻击考验？它的真实使用场景是否真的无法用区块链解决？如果找不到令人满意的答案，就应相应地限制仓位规模。

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