摘要:dag区块链见证⑴有谁知道能解释一下有向无环图(DAG)么怎么用程序做出来,及怎么应用到经济学实证上我们说区块链目前还不成熟,有各种各样的问题,比如说处理速度...
dag区块链见证
⑴ 有谁知道能解释一下有向无环图(DAG)么怎么用程序做出来,及怎么应用到经济学实证上
我们说区块链目前还不成熟,有各种各样的问题,比如说处理速度慢、手续费高昂、存在安全隐患等等,这些都是用户最直观的体验,体验不是太好。区块链还有一个问题,那就是高并发问题。
高并发问题是怎么回事呢,我们简单说一下。高并发是计算机领域的问题,简单来讲,高并发问题就是系统无法顺利同时运行多个任务。
很多任务同时运行,一大堆用户涌进来,系统承受不住这么多的任务,会出现高并发问题,你的系统就卡住了,就好比春运时候,12306系统总是卡住,有可能就是高并发问题造成的。
传统互联网尚且存在高并发问题,区块链网络自然也存在这个问题,毕竟区块链的成熟程度比起传统互联网,还有很大的差距。但是,如果没有安全、可靠和高效的公链,整个区块链产业的发展都将受到严重制约,应用落地也是空谈。
在这种背景下,DAG 技术就被提出来了,DAG 的全称是“Directed Acyclic Graph”,中文翻译为“有向无环图”。
DAG有向无环图是怎么回事呢,它到底能起到什么作用呢?我们下面解释一下。
一、DAG:一个新型的数据结构
DAG,中文名字叫“有向无环图”,从字面意思看,“有向"就是说它是有方向的,
“无环”就是说它是没有环路的、不能形成闭环的。所以,DAG其实是一种新型的数据结构,这个数据结构是有方向的,同时又是不能形成闭环的。
传统区块来讲,我们总是以“区块”为单位,一个区块里往往包含了多笔交易信息。而在DAG中,没有区块的概念,而是以“单元”为单位,每个单元记录的是单个用户的交易,组成的单元不是区块,而是一笔笔的交易,这样一来,可以省去打包出块的时间。
简单来说,区块链和DAG有向无环图最大的区别就是:区块链是一个接一个的区块来存储和验证交易的分布式账本,而DAG则是把每笔交易都看成一个区块,每一笔交易都可以链接到多个先前的交易来进行验证。
二、DAG 的工作原理
传统区块链上,就拿比特币来讲,它是单链式的结构,区块与区块之间按照时间戳的先后顺序排列开来(如图一),数据记录在一条主链上。用不太恰当的比喻来讲,这个
“单链式”结构是一条一字排列的链。
区块链只有一条单链,打包出块就无法并发执行。新的区块会加入到原先的最长链之上,所有节点都以最长链为准,继续按照时间戳的顺序无限蔓延下去。而对于DAG来讲,每个新加入的单元,不仅只加入到最长链的一个单元,还要加入到之前所有的单元(如图二)。
举个例子:假设我发布了一个新的交易,此时DAG结构已经有2个有效的交易单元,那么我的交易单元会主动同时链接到前面的2个之中,去验证并确认,直到链接到创世单元,而且,上一个单元的哈希会包含到自己的单元里面。
换句话说,你要想进行一笔交易,就必须要验证前面的交易,具体验证几个交易,根据不同的规则来进行。这种验证手段,使得DAG可以异步并发的写入很多交易,并最终构成一种拓扑的树状结构,极大地提高扩展性。
依据DAG有向无环图,每一笔交易都直接参与了维护全网。当交易发起后,直接广播全网,跳过矿工打包区块阶段,这样就省去了打包交易出块的时间,提升了区块链处理交易的效率。
随着时间递增,所有交易的区块链相互连接,形成图状结构,如果要更改数据,那就不仅仅是几个区块的问题了,而是整个区块图的数据更改。DAG这个模式相比来说,要进行的复杂度更高,更难以被更改。
总结一下,DAG作为一种新型的去中心化数据结构,它属于广义区块链的一种,具备去中心化的属性,但是二者的不同之处在于:
区块链组成单元是Block(区块),DAG组成单元是TX(交易)。
区块链是单线程,DAG是多线程。
区块链所有交易记录记在同一个区块中,DAG每笔交易单独记录在每笔交易中。
区块链需要矿工,DAG不需要矿工。
三、 DAG 的代表:IOTA
DAG当前的代表项目,最知名的无疑就是 IOTA。可以说,正是因为IOTA这个币种在 2017年下半年冲进市值排行第四位,才使人们真正认识到了它的底层技术:DAG有向无环图。
IOTA在DAG有向无环图的基础上提出了“缠结”概念,在IOTA里面,没有区块的概念,共识的最小单位是交易。每一个交易都会引用过去的两条交易记录哈希,这样前一交易会证明过去两条交易的合法性,间接证明之前所有交易的合法性。这样一来, 就不再需要传统区块链中的矿工这样少量节点来验证交易、打包区块,从而提升效率,节省交易费用。
四、 DAG 的现状
尽管理论上来讲,DAG有向无环图能够弥补传统区块链的一些弊端,但是目前并不成熟,应用到数字货币领域的时间也比较短,还比较年轻 。
它没有像比特币那般经过长达10年的时间来验证整个系统的安全性,也没有像以太坊那般实现了广泛的应用场景。不过,现在有些声音提出要采用“传统区块链+DAG”的数据结构,但是还没有非常突出的案例,这里就不多说了。
总结一下,本节我们介绍了区块链的衍生技术:DAG有向无环图,这是一种全新的数据结构,可以对区块链处理交易的效率、并发力达到显著的提升。
⑵ 区块链常见的三大共识机制
区块链是建立在P2P网络,由节点参与的分布式账本系统,最大的特点是“去中心化”。也就是说在区块链系统中,用户与用户之间、用户与机构之间、机构与机构之间,无需建立彼此之间的信任,只需依靠区块链协议系统就能实现交易。
可是,要如何保证账本的准确性,权威性,以及可靠性?区块链网络上的节点为什么要参与记账?节点如果造假怎么办?如何防止账本被篡改?如何保证节点间的数据一致性?……这些都是区块链在建立“去中心化”交易时需要解决的问题,由此产生了共识机制。
所谓“共识机制”,就是通过特殊节点的投票,在很短的时间内完成对交易的验证和确认;当出现意见不一致时,在没有中心控制的情况下,若干个节点参与决策达成共识,即在互相没有信任基础的个体之间如何建立信任关系。
区块链技术正是运用一套基于共识的数学算法,在机器之间建立“信任”网络,从而通过技术背书而非中心化信用机构来进行全新的信用创造。
不同的区块链种类需要不同的共识算法来确保区块链上最后的区块能够在任何时候都反应出全网的状态。
目前为止,区块链共识机制主要有以下几种:POW工作量证明、POS股权证明、DPOS授权股权证明、Paxos、PBFT(实用拜占庭容错算法)、dBFT、DAG(有向无环图)
接下来我们主要说说常见的POW、POS、DPOS共识机制的原理及应用场景
概念:
工作量证明机制(Proof of work ),最早是一个经济学名词,指系统为达到某一目标而设置的度量方法。简单理解就是一份证明,用来确认你做过一定量的工作,通过对工作的结果进行认证来证明完成了相应的工作量。
工作量证明机制具有完全去中心化的优点,在以工作量证明机制为共识的区块链中,节点可以自由进出,并通过计算随机哈希散列的数值解争夺记账权,求得正确的数值解以生成区块的能力是节点算力的具体表现。
应用:
POW最著名的应用当属比特币。在比特币网络中,在Block的生成过程中,矿工需要解决复杂的密码数学难题,寻找到一个符合要求的Block Hash由N个前导零构成,零的个数取决于网络的难度值。这期间需要经过大量尝试计算(工作量),计算时间取决于机器的哈希运算速度。
而寻找合理hash是一个概率事件,当节点拥有占全网n%的算力时,该节点即有n/100的概率找到Block Hash。在节点成功找到满足的Hash值之后,会马上对全网进行广播打包区块,网络的节点收到广播打包区块,会立刻对其进行验证。
如果验证通过,则表明已经有节点成功解迷,自己就不再竞争当前区块,而是选择接受这个区块,记录到自己的账本中,然后进行下一个区块的竞争猜谜。网络中只有最快解谜的区块,才会添加的账本中,其他的节点进行复制,以此保证了整个账本的唯一性。
假如节点有任何的作弊行为,都会导致网络的节点验证不通过,直接丢弃其打包的区块,这个区块就无法记录到总账本中,作弊的节点耗费的成本就白费了,因此在巨大的挖矿成本下,也使得矿工自觉自愿的遵守比特币系统的共识协议,也就确保了整个系统的安全。
优缺点
优点:结果能被快速验证,系统承担的节点量大,作恶成本高进而保证矿工的自觉遵守性。
缺点:需要消耗大量的算法,达成共识的周期较长
概念:
权益证明机制(Proof of Stake),要求证明人提供一定数量加密货币的所有权。
权益证明机制的运作方式是,当创造一个新区块时,矿工需要创建一个“币权”交易,交易会按照预先设定的比例把一些币发送给矿工本身。权益证明机制根据每个节点拥有代币的比例和时间,依据算法等比例地降低节点的挖矿难度,从而加快了寻找随机数的速度。
应用:
2012年,化名Sunny King的网友推出了Peercoin(点点币),是权益证明机制在加密电子货币中的首次应用。PPC最大创新是其采矿方式混合了POW及POS两种方式,采用工作量证明机制发行新币,采用权益证明机制维护网络安全。
为了实现POS,Sunny King借鉴于中本聪的Coinbase,专门设计了一种特殊类型交易,叫Coinstake。
上图为Coinstake工作原理,其中币龄指的是货币的持有时间段,假如你拥有10个币,并且持有10天,那你就收集到了100天的币龄。如果你使用了这10个币,币龄被消耗(销毁)了。
优缺点:
优点:缩短达成共识所需的时间,比工作量证明更加节约能源。
缺点:本质上仍然需要网络中的节点进行挖矿运算,转账真实性较难保证
概念:
授权股权证明机制(Delegated Proof of Stake),与董事会投票类似,该机制拥有一个内置的实时股权人投票系统,就像系统随时都在召开一个永不散场的股东大会,所有股东都在这里投票决定公司决策。
授权股权证明在尝试解决传统的PoW机制和PoS机制问题的同时,还能通过实施科技式的民主抵消中心化所带来的负面效应。基于DPoS机制建立的区块链的去中心化依赖于一定数量的代表,而非全体用户。在这样的区块链中,全体节点投票选举出一定数量的节点代表,由他们来代理全体节点确认区块、维持系统有序运行。
同时,区块链中的全体节点具有随时罢免和任命代表的权力。如果必要,全体节点可以通过投票让现任节点代表失去代表资格,重新选举新的代表,实现实时的民主。
应用:
比特股(Bitshare)是一类采用DPOS机制的密码货币。通过引入了见证人这个概念,见证人可以生成区块,每一个持有比特股的人都可以投票选举见证人。得到总同意票数中的前N个(N通常定义为101)候选者可以当选为见证人,当选见证人的个数(N)需满足:至少一半的参与投票者相信N已经充分地去中心化。
见证人的候选名单每个维护周期(1天)更新一次。见证人然后随机排列,每个见证人按序有2秒的权限时间生成区块,若见证人在给定的时间片不能生成区块,区块生成权限交给下一个时间片对应的见证人。DPoS的这种设计使得区块的生成更为快速,也更加节能。
DPOS充分利用了持股人的投票,以公平民主的方式达成共识,他们投票选出的N个见证人,可以视为N个矿池,而这N个矿池彼此的权利是完全相等的。持股人可以随时通过投票更换这些见证人(矿池),只要他们提供的算力不稳定,计算机宕机,或者试图利用手中的权力作恶。
优缺点:
优点:缩小参与验证和记账节点的数量,从而达到秒级的共识验证
缺点:中心程度较弱,安全性相比POW较弱,同时节点代理是人为选出的,公平性相比POS较低,同时整个共识机制还是依赖于代币的增发来维持代理节点的稳定性。
⑶ GHOST,DAG,SPECTRE,PHANTOM和CONFLUX技术原理
DAG概念,当做继比特币,以太坊后新的一代区块链技术(区块链3.0),那么DAG区块链是什么?DAG的由来是什么?它的技术理念是怎么样的?运行在DAG区块链上的协议有哪些?
要想解释DAG,离不开Yonatan Sompolinsky 和 Aviv Zohar两位以色列人,他们是DAG区块链这一概念的提出者。在DAG之前,Aviv Zohar提出了一个GHOST协议(以太坊初期就采用了GHOST协议),该协议解决的是链分叉带来的安全性问题,而分叉的区块链 在GHOST协议下数据结构就从一条链变成了一个树(Tree),而之后Aviv Zohar进一步提出了一个inclusive协议,在inclusive协议规则下,区块的结构就变成了有向无环图(DAG)。
接下来本文将:
1.介绍 GHOST协议,DAG由来 背后的 设计原理
2.介绍三种针对DAG型区块链设计的协议,SPECTRE、PHANTOM和CONFLUX。
GHOST协议是为了解决 分叉 导致 链安全性降低 的一个协议。
下边将通过解释什么是 分叉 ,为什么 分叉会降低链的安全性 , 链上扩容 为什么会导致更多分叉来详细介绍GHOST协议。
一笔比特币交易为什么要等6个区块的交易时长呢?
等待不是为了 防范51%攻击 的。落后6个区块,如果拥有超过51%的算力,只要足够长的时间,一定能够产生更长的链完成攻击。它是为了防止 分叉 带来的风险。
比特币在 理想情况 下,不同节点之间有相同的一条区块链,全部节点都是基于 同一个区块 进行挖矿,但当两个挖矿节点 几乎同时 挖到一个新的区块,当它们接收到对方产生的区块时,不同的节点将选择基于 其中一个 区块挖矿, 分叉 产生了。之后节点会根据哪条 分叉更长 ,选择哪条是主链进行挖矿,而不是主链的分叉区块全部被 抛弃 。
比特币每天都会发生 二分叉 ,但出现连续的 六次分叉 几乎不可能,于是要等待6个区块的确认时间。(这种分叉不是来自恶意攻击,是 偶然性以及网络延迟 导致的。
分叉将‘攻击不超过51%算力,比特币就是安全的’这一理论推翻。
在比特币中,当链有 分叉 时,将选择分叉 最长 的链作为主链,恶意攻击就是产生一条比主链更长的链 代替主链。
下图中蓝色区块代表诚实区块,红色代表攻击区块。2号、3号蓝色区块产生 分叉 ,此时攻击节点产生5个攻击区块(红色)就能产生一条 更长 的链完成攻击。虽然蓝色区块总数更多(有6个), 但分叉的区块没有增加链的长度 ,这种情况下,红色攻击方在算力(假设每个区块代表算力相同)没有超过51%的情况下攻击成功。
比特币当前安全的原因在于10分钟的区块时间降低了分叉可能性,但其实际安全算力仍低于51%,也就是说,不需要51%的算力也能攻击成功。
采用 大区块 以及 小的产出时间 将导致链有 很多分叉。
比特币当前处理交易量很低,改进这个缺陷一个可行方法就是 增大区块的大小和减小区块的产出时间 。大区块需要更多的网络传输时间、单位时间更多的区块数都会导致 更多的分叉 。
链上扩容的方案对比特币处理交易能力提升是巨大的 ,假如每个区块大小变为原来的八倍(8M),出块时间缩短为原来的五分之一(2分钟),理想情况下,比特币的处理交易量将变为原来的 40倍 ,实际情况会产生分叉,交易量不会有这么高。
主链选择中,采用计算最大子树来代替比特币中的最长链规则。
比特币的最长链规则在有分叉情况下,将降低链的安全性,分叉越多,安全性越低。链上扩容将导致更多分叉,导致链不安全。
Yonatan Sompolinsky提出GHOST规则, 当有分叉时,通过计算最大子树,也就是每条分叉拥有的所有区块数来决定哪条链是主链 。图0中,链在区块0后分叉了,上边分叉总计有6个蓝色区块,下边分叉有5个红色区块,蓝色区块1是主链,所以 红色攻击失败 。
在有大量分叉的情况下,GHOST规则将链安全性直接提到了51%,分叉对采用GHOST协议的链安全性没有影响。
根据GHOST规则,上图中虽然诚实节点产生了12个区块,但加入主链的只有4个区块,大量区块 被丢弃 ,假定比特币每个区块大小变为原来的八倍(8M),出块时间缩短为原来的十分之一(1分钟),分叉率为0.33(产生的区块加入主链的概率),比特币的处理交易能力将变为原来的 26.6倍 。
GHOST协议解决了链上扩容导致分叉带来的安全性问题。
区块的结构类型就从一条链变为树
在GHOST的提出后,Yonatan Sompolinsky提出一种新的设想,新产生的区块指向所有已知的分叉末端区块,即一个区块有多个父亲,此时 区块链就从一条链变为多条分叉链共同组成的的结构,这样的链结构就被叫做DAG(有向无环图) 。
Yonatan Sompolinsky进而提出了在DAG上运行的 inclusive协议 ,原理如下:
遗憾的是, Yonatan Sompolinsky之后并没有详细介绍补充该协议 ,而是提出了一种新思路的DAG协议——SPECTRE。
看完上边内容之后,你会发现, 最长链规则下,分叉的区块对比特币安全性和交易量没有任何贡献 ,白白的浪费了算力,而 GHOST通过计算分叉区块个数来提升链的安全性 ,但分叉区块除了纳入区块计数外,区块内包含的交易信息却全部 被丢弃 。
这种新的区块结构带来了新的特性,当然,比特币的 最长链规则 也可以在DAG上实施,只不过安全性和处理交易能力不佳,而GHOST协议可以提高安全性和处理交易能力,为了 最大化 利用DAG区块链特性,社区提出了不同的协议,接下来介绍Yonatan Sompolinsky 提出的 SPECTRE协议 ,以及 PHANTOM协议 ,以及国内某社区提出的 CONFLUX协议 。
丢弃主链概念,所有产生的区块共同构成账本,不丢弃任何一个区块
只要是产生的区块就不会被丢弃,所有的区块都是有效的,所有区块共同组成账本,这样进一步提高了区块链的处理交易能力, 该设计的关键在于设计算法来保证区块链不会被恶意攻击成功。
SPECTRE协议较为复杂,下边将从其如何产生区块、如何处理冲突交易以及产生可信交易集三个方面进行描述。
SPECTRE协议中,当产生区块时,要指向之前所有分叉的末端区块。
下图中,左边为比特币产生区块时,当有分叉出现,新区块将选择基于其中一个产生新的区块,而SPECTRE中,将基于所有分叉末端区块产生新的区块。同时,当有新区块产生时,节点要立刻将新区块(包含基于哪些区块产生这一信息)发送给与自己相连接的节点。
仔细观察,GHOST协议中虽然有分叉,但每个区块都只基于前边某一个区块产生,而SPECTRE协议中要基于当前节点知道的所有末端区块产生下一个区块。
SPECTRE协议将矿工维持交易不冲突的要求剥除
比特币就像一本 权威 的账本,只要是里边记录的,就一定是真的(不考虑分叉和恶意攻击),而SPECTRE产生的DAG就像一本 不权威 账本,里边的交易信息可能冲突(上边图1中两个1区块中可能包含冲突交易信息)。
该协议下,挖矿节点只 负责迅速挖区块 (能够达到1秒一个区块),而对分叉中可能包含的冲突交易在挖矿阶段并 不做任何处理 ,将记录交易速度最大化,让DAG这种区块链有着恐怖的处理交易能力。
是时候解决挖矿不解决的 冲突交易 问题了,SPECTRE的思路是设计一个计算投票的算法,让诚实区块会投票给诚实的区块,后边的诚实区块会给前边的 堆叠算力 ,从而让恶意攻击失败,其安全算力也是 51% 。
拿双花举例,下图中,X和Y区块中包含着两条冲突交易会导致双花,此时DAG中的区块会对X和Y进行投票, 决定哪一个交易有效。
投票规则如下,投X的标蓝,投Y的标红,X<Y代表X先于Y:
根据投票结果,X中的那条交易信息 有效 ,Y中对应的那条交易信息 无效 。 Yonatan Sompolinsky也对 不指向前边区块 以及 产生区块不发给邻居节点的恶意攻击 有进行分析,在投票规则中,低于50%算力的攻击者会失败。
投票听起来像是一个主动地中心化行为,实际上不是,程序根据当前DAG区块所处的状态自发完成这一区块投票计算过程,就相当于,给定一个DAG数据,输入为两条冲突信息,运行该规则算法,将得出一对冲突交易的哪一个为有效。
SPECTRE可信交易集就相当于超过当前6个区块的比特币链里组成的交易集合。 区块链从数字加密货币的角度来说,就是一个 账本 ,从账本上的交易信息中得出每个 账户 所拥有的货币,所以,得出 确定的、不可能更改 的交易信息就至关重要,SPECTRE可信交易集产生过程如下:
SPECTRE并不会对所有区块进行排序,所有区块没有一个完整的线形顺序,有的只是决定冲突信息先后的区块顺序对。
比特币中的高度代表的就是 线形顺序 ,高度低的区块中交易信息先于高度高的区块里的信息,高度高的区块就不能 包含和高度低的区块冲突的交易 ,而SPECTRE有大量的分叉,区块高度不能代表线形顺序,前边的区块交易信息不一定先于后边的分叉区块交易信息,交易信息的有效性要由投票算法来决定,区块投票算法很快,再加上它将 所有分叉区块 都包含进来,也就没有了比特币所面临的 分叉风险 (等待6个区块),交易确认时间可以达到10秒。
至此,和比特币相比,SPECTRE对应的DAG区块链有三个特点:
SPECTRE协议非常 适合DAG型数字加密货币 ,但当它用于智能合约时,它的缺陷就出来了,智能合约需要一个 严格的线性顺序 ,对此Yonatan Sompolinsky新设计了 PHANTOM 协议来对DAG区块形成一个 线性顺序 ,下边将详细介绍PHANTOM协议。
SPECTRE和PHANTOM是两个完整的独立的协议,不是一个对另一个的补充。
PHANTOM的挖矿机制和SPECTRE一样,会产生同样类型的DAG,不同的是PHANTOM通过对 区块连通度分析 ,判定区块诚实还是恶意,按照分类对区块排序,对DAG区块产生一个严格的 线性顺序 ,通过线性顺序来判断 冲突交易有效性 。
DAG中,攻击者有两种攻击手段, 一产生的区块不基于已知的末端区块,二不立即发布自己产生的区块 ,前者会让自己区块指向的区块变少,后者让其他节点产生的区块不会指向自己的区块,这两种情况都会导致这些恶意区块的与其它区块的 连接度低 。
诚实区块在考虑网络最大延迟下,经过一定时间一定会传遍整个网络,一定会被后边的区块所指向,诚实节点在产生新区块时也一定会指向自己所知道的末端区块。
通过对 区块指出去的边和指向该区块的边 进行分析,也就是区块的 连通度 ,当考虑最大的网络延迟,连通度会有一个 极限值K ,低于该值的区块可以被认定为恶意区块,在排序中要处于 劣势 。
接下来,进行区块 诚实和恶意 判定,判定分两步,第一步最重要, 实现复杂也耗费时间 ,主要为通过对区块连通度的判定,将强连通度的区块标为蓝色视为诚实区块,弱的标为红色视为恶意区块。
第二步 先对蓝色区块集排序 ,拓扑排序,然后对 红色区块集排序 。红色区块的顺序要处于弱势,例如上图中C,它处于A和I之间,那么它的顺序会排在I的前一个区块,而D、H都会排在C前。 注意通过考虑最大延迟时间设定连通度的值,几乎所有正常诚实节点产生的区块都会被标记为蓝色
至此,PHANTOM协议实现了对DAG的 线性排序 ,通过线性顺序就可以提取 无冲突交易集 ,进而提取 可信交易集 ,虽然耗时较长,满足智能合约的要求。
Yonatan Sompolinsky在PHANTOM协议论文结尾,提出一种将PHANTOM + SPECTRE结合起来的可能协议,没有详细展开介绍。下图是几种协议的对比:
至此,介绍了Yonatan Sompolinsky一开始从分叉导致不安全提出的GHOST,到后来将DAG引入区块链,设计了SPECTRE协议,以及为智能合约考虑的PHANTOM协议。接下来,介绍国内某社区提出的CONFLUX协议。
GHOST有 主链但丢弃分叉区块 ;SPECTRE 没有主链,包含所有分叉,但没有线性顺序 ;PHANTOM 没有主链,包含分叉且有线性顺序 ,而CONFLUX 即有主链,又是DAG,利用主链让DAG产生线性排序 ,下面将从挖矿机制和区块排序两方面来说明CONFLUX协议。
CONFLUX协议定义了根源边和参考边。 新区块是基于前一个主链区块产生的,新区块用根源边(实线)指向前一区块,用参考边(虚线)指向分叉的其他区块末端 ,如下图最后一个新区块实线指向H,虚线指向分叉末端区块K。 根源边用于代表区块基于哪个区块产生,给哪个区块堆叠算力,参考边用于表示分叉的其它区块产生在该区块之前。
挖矿过程如下:
根源边只能有一条,参考边可多条(视情况而定)
以主链区块为分割点,将DAG分段,段间段内设计简单排序算法
CONFLUX协议下产生的区块链如上(图2),接下来对其进行线性排序,排序算法如下:
通过上述排序,DAG有了一个 线性顺序 ,上图DAG区块顺序为 Genesis, A, B, C, D, F, E, G, J, I, H, and K 。接下来对该线性顺序的区块里的交易信息进行交易排序, 单一区块 里可能包含的冲突交易将直接按照该区块内交易信息排列 先后顺序 决定。
至此,CONFLUX对DAG所有区块产生一个 线性顺序 ,进而可以对区块内交易信息排序,产生 无冲突交易集 ,超过一定时间的无冲突交易组成 可信交易集 。 主链只是排序的标尺,作为分割时段的标准,CONFLUX包含所有分叉区块。
GHOST论文
Inclusive论文
SPECTRE论文
PHANTOM论文
CONFLUX论文
DAGlabs 相关讲解视频合集
⑷ 什么是DAG
参考 Explaining Directed Acylic Graph (DAG), The Real Blockchain 3.0
Bitcoin视为blockchain 1.0, Ethereum视为2.0, 那么3.0是什么? DAG可能会是.
DAG, 即Direct Acyclic Graph, 有向无环图. 它的特点是节点有先后次序, 可以有分叉, 但还不会有环. DAG常用语数据处理, 事务规划, 最优路径查找, 数据压缩
bitcoin之所以效率低是因为它的POW机制. 整个网络只有一个主链, 其上的新块只能有一个, 无法同时创建多个新块. 10分钟左右以内的所有交易记录都被记录到一个块中. Ethereum也是类似, 大概15-20秒产生一个新块.
NXT 是第一个想到用DAG替代blockchain单链表结构的组织.
有了DAG, 就可以同一时间创建多个块.
使用DAG的想法来自于侧链(side-chain). 不同类型的交易在不同的链上同时进行.
IoT Chain (ITC), IOTA , 和 Byteball 是没有block概念的项目.
如果每个block只有一个transaction, 那这个transaction就不用等待被打包, 跳过计算hash的过程(即挖矿), 直接上链了.
Bitcoin使用UTXO(Unspent Transaction output)模型.
DAG网络中, 降低网络宽度是比较重要的一个课题.
由于只有transaction, 没有打包的过程, DAG比基于PoW或PoS的区块链更快.
DAG网络里, 没有矿工. 交易的验证直接在交易时进行. 对于用户来说这意味着交易可以瞬间完成.
DAG可以有效降低交易费.
IoT Chain (ITC) 所基于的DAG的TPS达到10,000.
⑸ XDAG(匕首币)——未来pow+dag货币之王
Dagger(代币简称XDAG)是一个全新的基于有向无环图(DAG)的加密货币,替代了区块链技术。没有预挖,也没有ICO计划,是一个真正由社区推动、公平开放的项目。而且不同于其它DAG方向的币,Dagger可以进行挖矿,目前CPU、GPU都可以进行挖矿。
Xdag总量为4, 294, 967, 296个(2的32次方),分 160 年挖完,明年预计大幅度减产,总量减少至8亿。一天产量为 138 万,每 64 秒产生一个块,一个块 1024 枚 Xdag。目前是 4 年递减,每隔 4 年挖出矿的数量减半。目前Xdag已经挖出近2亿枚,流通量约一亿八千枚。
Xdag于2017年11月被设计出来,内部测试两个月后,也就是2018年1月正式上线主网。它的作者是俄罗斯莫斯科国立大学的高级研究员,数学研究背景。Xdag的目标是创建一个能够允许每秒进行成千上万笔交易的去中心化的支付系统。
Dagger (XDAG)是全世界第一个实现pow+dag的加密货币,既拥有pow的去中心化和高安全性,又加入了dag的高并发,从bitcointalk.com 创世以来,就受到全世界的关注,被誉为dag中的比特币。每一个块包含一个交易,块同时也是一个地址。Xdag是仅可以通过挖矿获取,目标是成为全球性的超主权支付货币。完全没有预挖也没有ICO,主网络已经稳定运行五个月,算力上涨异常迅速。
DAG或直接非循环是在分布式、分散式环境中的人之间发送数据的另一种方法。这是在没有区块链的情况下完成的,可以提供更高的可扩展性。目前来看,XDAG网络在POW这种目前最优的去中心化方案下,依然能够拥有1000~10000tps,且整个转账系统零手续费。
XDAG(匕首币)已经于2018年04月22日,晚上6点整(UTC+8),正式登陆Coinbat.com。此为国内交易量最大交易所。
区块=交易=钱包
Xdag中所有的钱包地址、交易记录均是块(Block)。因为这种特性,所有的钱包都需要在网络上有独一无二的block。换而言之,你不可以向不存在的wallet转账。这意味着,不用再担心像其他加密货币一样,打到黑洞地址的情况。之前加密货币最不人性的一点就是容易手误打到错误地址。这一切在xdag中,不会出现。因为只有已经存在的钱包,才在xdag网络上有独一无二的区块。同时Xdag转账是没有任何费用的。
第一个基于DAG技术可挖矿(PoW)的公链
Xdag 是采用PoW(工作量证明)的 DAG 技术,是目前业界唯一个可以进行挖矿的DAG网络。相较于区块链技术Xdag有更高的 TPS,同时相对于其他DAG技术,Xdag则采用已经广为认可的 PoW共识机制,确保去中心化和公平性。
解决了双花问题
在Xdag中,主块(Main Block)在每个帧间隔(Frame Time)中生成,Xdag中所有交易均是块(Block),当发生交易产生交易块(Transaction Block)发送到主网中,见证者会按照规则验证交易,并将交易块链接到主块上,一个交易块会有自己的链接关系,见证者会依据规则确保先到的交易块被链接到主块,后到的块将不会被链接到主块,只有被主块链接的块才是有效的。
高TPS,转账速度快
到目前为止,整个系统已经稳定运行接近5个月,转帐速度极快,基本都在几十秒即可到达,远远超过 ETH、BTC。之后可以缩短到十几秒。
目前最好的不可能三角解决方案
Xdag通过pow来保证去中心化和安全性,同时保留了dag的高并发。这是目前市场最完美的不可能三角(高并发、安全性、去中心化不可兼得),具备非常大的区块链三点零潜质。
目前xdag的开发由社区自治,目前开发进度正常,版本更新快。前阵子曾因为算力上涨导致主网出现过两次不同步的现象,经过社区开发人员的开发,目前项目已经很大提升了其稳定性。现在转移开发重点为RPC接口、移动钱包的开发。RPC接口开发完成后意味着能实现交易平台自动冲提功能,届时也会一些交易平台进行对接,如果能够顺利上线一些流通性更好的平台,对项目本身的意义也是非常正面的。也许在未来,会有更科学的技术能够实现点对点交易、安全、匿名、高效的完美整合。但至少在接下来的一段时间里,XDAG绝对会是发展潜力无穷的金子。
xdag打赏address:ZBJ9BLTG+knstcKzwSiNfof9hDoDtdko
⑹ 居住星球采用的DAG技术,有什么特性呢
居住星球所采用的DAG技术具有以下优势:
一、效率高。DAG的每笔交易都要确认前面的两个交易,这是通过进行少量的计算工作来处理一个哈希函数而完成的。当交易越来越多并且有更多的节点连接到DAG时,也意味着DAG网络会变得越来越快。
二、去中心化。在DAG系统中,网络中的每位参与者都能进行交易并且积极参与共识。更具体点说,你直接定位了两笔交易(主交易和分支交易),且间接在子DAG中定位其它交易。通过这种方式,验证就能同步进行,网络能够保持完全去中心化,不需要矿工传递信任,也不需要支付交易手续费。
三、没有交易手续费。这是通过DAG独特的共识方法实现的。通常为了让交易得到验证并且纳入下一区块中,是需要支付交易手续费的,但DAG系统中不存在矿工或验证者(来完成这项工作,因此不需要支付手续费)。DAG的共识是完全去中心化的,每位网络成员都能发起交易,直接或间接地确认过去的交易。正是因为这种共识固有的特点(交易终端选择和计算需求),你才不用支付手续费。
⑺ 为什么要用DAG作为底层技术相比别的以太坊和比特币底层技术,其优势是什么
DAG区块链与传统区块链工作机制不同之处在于,后者需要矿工完成工作量证明(PoW)来执行每一笔交易,而DAG区块链能摆脱区块链的限制来完成这样的操作。相反的是,在DAG区块链中一笔交易接着另外一笔,这意味着一笔交易能够对下一笔交易提供证明,由此一直排序下去。这些交易之间的连接就是DAG,就像区块通过哈希值来向整条区块链提供它们的名字一样。
在传统块链式区块链中,每笔交易要花费不少时间,而对于DAG区块链来说,交易时间将变得微不足道
⑻ 硬科技:物联网、区块链与数位货币 长达4年的国际标准之争底定
各位在网路打滚多年的科科,或多或少,都可以亲身感受到「长江后浪推前浪,前浪死在沙滩上」的历史轮回。
每隔一段时间,就有排山倒海的业者、分析师和媒体,拼命炒作看似虚无飘渺,但绝对挂保证和商业投机紧紧挂勾的话题,别的不说,像本世纪初的网格运算、刀锋伺服器、云端运算、物联网、机械学习、雾运算、边缘运算、直到最近因众人疯狂炒作数位货币而火红的区块链等等想必各位绝不陌生的关键字,莫名其妙的占据了大量媒体版面之后,不知不觉中,就被更耸动的技术行销名词淹没,「还没开始就结束了」,仅在Google等搜寻引擎,遗留供后人凭吊的历史陈迹。
说穿了,万变不离其宗,近代资讯科学的发展轨迹,受限于单一运算容器终究有其极限,总脱离不了支撑巨量服务的分散式运算,诸多琳琅满目的技术行销名词,事后回顾,仅为瞎子摸象的一隅,被人类的痴愚贪念,蓄意包装后的加工化合物。
「物联网(IoT)」和「区块链(Blockchain)」就此在历史的舞台上站稳的脚跟,几乎无人敢否认,「万物互联」与「去中心化」将构成「NewInter」的基础,只是碍于诸多因素,这2种技术的应用等级,迟迟没有达到世人最初的期待。但当这两者合而为一,那就将开辟另一个崭新的应用领域,足以改变人类的生活与未来。
物联网喊了这么多年,大规模推广却看似原地踏步物联网热潮并非短短几年的事情,然而始终未普遍见于你我身边。这因素很复杂,同时兼具「技术门槛」和「商业模式」的层面,让我们迟迟看不到科幻小说般描述的物联网世界。
技术门槛是什么?
物联网不外乎布署大量智慧化的终端装置,但这些终端收集到的资料,最终还要为人类服务,这就引发了人和设备之间的互信疑虑:人类要如何信赖设备,设备要如何取信人类,设备和设备之间如何彼此确认资料是正确、而且不会被窜改。
物联网的资料传递与交换,一出乱子,可是会搞出很多人命的,相信不会有人希望自己家中的物联网装置被骇客入侵乱搞而且「被自杀」,例如晚上睡觉窗户全关所有家电浴室瓦斯炉热水器都开到最大活活搞死你的荒谬场面。
为何需要商业模式?接着,通过物联网取得数据之后,例如我家现在的温度是多少,农地里面的农作物现在生长状况如何,从资料采集、资料分发、资料转化为有意义的资讯,一路到多个主体之间分享资料,就涉及了「所有权」、「使用权」、「价值的分配」,衍生出一系列「信用」和「价值」的议题。
收集到一大堆资料是一回事,你要如何让这些资料产生相对应的价值,并有信用基础、商业模式和生态系统去推动其运行,那又是另一回事。难道这几年下来,做好放在那边却长期乏人问津的「IoT平台」还不够多吗?
当今数位货币的荒谬之处很幸运地区块链就是踢开这2块挡在路上石头的最佳解答,确保资料的可信度与安全性,并赋予资料价值,将其转变为可计价的数位代币(Token),让物联网在实际应用过程中产出的巨大资料,成为此代币的信用基础,而不是仅浪费地球资源虚耗庞大的「挖矿」电力,而且除了数位货币之间的兑换,还没有可以交易的「商品」可买,完全违背了货币本质「降低交易成本」的初衷,这真是数位货币最大的荒谬。
很多技术宅往往对「商业」嗤之以鼻,抱持不屑一顾的轻蔑态度,但请动脑想想,今天像日本动漫画产业与同人商品如此风行全球,背后支撑其发展的,绝对不是关在家里的御宅族,而是推波助澜的「商业化」,天底下所有产业的兴盛,也同样有迹可循,要理解这么简单的道理,真的一点也不难。
区块链技术的4个发展阶段现在谈到区块链,大多数人只会想到比特币和乙太币,但区块链并没那么简单,虽众说纷纭,大致上可定义为以下4个发展阶段。
区块链1.0:对北极熊不太友善的比特币。区块链2.0:乙太坊的智慧合约。区块链3.0:实现炼和炼之间的融合与互通,进而进行跨炼合约。区块链4.0:打造物联网区块链,数位资产来自实体世界的数据,区块链建立物联网底层的互信,填补资讯使用的信任机制。一方面建立物联网生态,另一方面建立商业模式和经济型态。创造可信任的物联网区块链生态体系。 成功的产品绝非只靠技术就能跃进融合区块链之后,物联网的发展就从此一帆风顺?当然不是,世上任何推广成功的产品与应用,从来就不是单单仰赖「技术」即可功德圆满。
假使三十年前没有OSI七层模型,网际网路的演进,根本不可能如此迅速。缺乏「框架(Framework)」,也就是所谓的国际技术标准,大家都在「多样少量」,没有经济规模,再多的新创公司都会壮烈牺牲。毕竟物联网覆盖了整个世界的资讯交换需求,如果没有一个联盟或生态体系,大家都在单打独斗,无法集中资源,确实的落实应用,只会让深奥幽玄的技术,停滞于天马行空的想像。
少了框架,就像少了设计图的房子,空有砖块和水泥,你还是无法万丈高楼平地起的盖起一栋稳固的高楼。
国际间长达4年的规格之争历经长达4年多的规格战争,2017年底由中国推动、德国与瑞典协助的ISO/IEC30141「IoT参考架构」(IoTReferenceArchitecture),通过了国际标准草案投票(DIS),也正式将中国的「六域模型(six-domainml)」国家标准GB/T33474-2016,拱上了物联网区块链的浪头。而六域模型就扮演着类似三十年前OSI七层架构的角色,对物联网未来的重要性不言可喻。
这种「国际标准」究竟如何成形,美国日本韩国如何拼命阻挡中国的提案,背后暗藏了多少大国私下角力与权力斗争的「国际战争」,很可怕,不要问。
那已经有相对应的实作?2017年五月启动专案、十月通过中国国家工信部区块链技术测试的「SDChain(Six-DomainChain)」是ISO/IEC30141全球第一个实作,基金会设置于新加坡,其数位代币SDA(Six-DomainAsset)在2018年1月8日开放交易。
ISO/IEC30141定义的「六域模型」和SDChain打造的「六域炼」,前者是物联网与各行各业融合的方法论,后者提供更强固的去中心化公有炼底层,并建立实际的应用与社群。
至于SDChain项目发起人与ISO/IEC30141规格制定主编辑那「神奇的巧合」,请自行跪求Google大神,在此不便撰述。
物联网的共识演算法,真的非得要区块链不可吗?这是一个高度争议性的话题,尤其当「无区块分散帐本」的IOTA受到众人关注后,区块链与DAG(DirectedAcyclicGraph,有向无环图)之间的优劣,一直不断的被众人关注并评论著。
从帐面上来看,相较于区块链,DAG不受制于区块体积与工作量证明(POW),免交易费,较能节省频宽与耗电,理论上有更强的规模延展性,但也有双重支付确认与缺乏传统意义上的「共识」等疑虑,而被取消的交易费,在实务领域也被视为提升区块炼安全性的重要环节,因此这些特性可能限制其应用范围。历史的教训已经证明,如果学术上已存在争论,那实际应用上问题只会更多,这些都有待时间证明。
此外,受到炒币歪风的不良影响,这年头的舆论已经被扭曲成「谁看起来比较炙手可热,谁的数位货币价格比较高,哪种技术就一定比较先进」,但重点是生态,而不是货币,应由应用场景决定共识算法,能不能「挖矿」就更不值一哂,这对人类一点贡献也没有。
物联网正处于迎接黎明前的黑暗从物联网概念被提出,一路到区块链因比特币而爆红,区块链逐步展现了可解决物联网宿疾的潜力,直到国际标准问世,提供可遵循的总体架构框架,足以帮助各行各业真正厘清物联网是什么,就这样,足足耗费了近二十年的光阴。
看的更远,从三十年前的OSI模型,直到今天的六域模型,这三十年过程是「沟通自动化」转型到「执行自动化」的时代,人和物、物和物之间将会自动沟通,互通有无。我们可预期的「一万亿」联网设备,如何管理?如何改善生活?如何创造财富?这才是当代最大的挑战。
此时此刻踏入物联网产业,并有能力提供完美解答的企业,将有机会成为未来的科技巨头。各位科科也许将有幸躬逢其盛,亲眼见证到物联网改变你我的生活,以及新科技霸权的诞生,在踏出黑暗、准备迎接黎明的当下,值得拭目以待。
⑼ DAGT区块链是要解决什么
资产证券化业务痛点在于底层资产真假无法保证;参与主体多、操作环节多交易透明度低出现信息不对称等问题,造成风险难以把控。数据痛点在于各参与方之间流转效率不高、各方交易系统间资金清算和对账往往需要大量人力物力、资产回款方式有线上线下多种渠道,无法监控资产的真实情况,还存在资产包形成后,交易链条里各方机构对底层资产数据真实性和准确性的信任问题。
变革:区块链去中介化、共识机制、不可篡改的特点,增加数据流转效率,减少成本,实时监控资产的真实情况,保证交易链条各方机构对底层资产的信任问题。
⑽ 区块链中的隔离见证是什么
隔离见证具体怎么操作的?其实没那么简单~隔离见证是区块链扩容的一种方法,已经在莱特币和比特币上成功实施。目前区块链上每个区块内不仅记录了每笔转账交易的具体信息,即在哪个时间点账户收到或转出多少比特币,还包含了每笔交易的数字签名,用来验证该交易的合法性。矿工在打包区块的时候需要用数字签名一一验证每笔交易,确认没有问题之后才会将该笔交易记录在区块里。但是对于普通用户来说,他只关心每个账户有多少资产,并不需要一一验证每笔交易。隔离见证就是把区块内的数字签名信息拿出去,让每个区块可以承载更多笔交易,从而达到扩容的目的。