鏈得得注：大文觀鏈，是鏈得得APP新推出的區塊鏈技術分析系列欄目。由鏈得得APP作者馬文佩伴隨諸位用戶，對區塊鏈、數字貨幣市場中前端技術方案進行應用層講解與熱點事件的技術層分析。每個工作日與大家一同分享“鏈圈技術宅”的那些頭腦日常。

為了解決擴容問題，全世界區塊鏈技術人員提出了眾多解決方案，力求在保證安全性、去中心化和高吞吐量中獲得一個新的平衡。目前常見的解決方案有此前我們講過的鏈下交易（Off Chain）、分片（Sharding）、有向無環圖（DAG）、側鏈等。今天為大家介紹DAG。

DAG本身是一個數學概念。在圖論中，如果一個有向圖從任意頂點出發無法經過若干條邊回到該點，則這個圖是一個有向無環圖（DAG圖）。因為有向圖中一個點經過兩種路線到達另一個點未必形成環，因此有向無環圖未必能轉化成樹，但任何有向樹均為有向無環圖。

這種結構常常被用在計算機系統當中，并不是什么新鮮理論。因為獨特的拓撲結構所帶來的一些特性，經常被用到處理動態規劃，導航中尋求最短路徑，數據壓縮等場景中。而在區塊鏈擴容的過程中，開發者們也嘗試利用DAG結構優化區塊鏈傳統的單一鏈狀結構。

眾所周知，區塊鏈問題的根源來自于對比特幣系統安全和穩定性的考量。最初，中本聰將區塊大小限制在 1MB。如果按照每筆交易占 250B，平均每十分鐘產生一個區塊的速度計算，比特幣網絡理論上每秒最多可以處理 7 筆交易。如果要提高TPS，同時僅生成一個區塊顯然會導致效率低下。DAG結構的核心是，使節點不需要用線性方式處理每一筆交易。

基于這樣的結構，目前DAG結構在解決區塊鏈擴容問題時有兩種應用方式。

1、以IOTA為代表，丟棄了全局的線性區塊概念，使用 DAG 數據結構來維持系統狀態。徹底放棄“區塊“，讓每一筆交易都直接參與維護全網的交易順序。交易發起后，直接廣播全網，跳過打包區塊階段，實現“無區塊”。這樣省去了打包交易出塊的時間，讓整個系統運作效率更高。IOTA采用的Tangle結構就是基于DAG全新設計的分布式賬簿結構，是一個既沒有塊也沒有鏈的區塊鏈。在Tangle中，每一個節點代表的是一個交易。IOTA里沒有區塊的概念，也沒有挖礦和礦工的概念，這就代表沒有交易費，整個網絡的吞吐量也很高。

2、以PHANTOM為代表，使用DAG結構將區塊串聯起來，在區塊打包時間不變的情況下，網絡中可以并行打包N個區塊，網絡中的交易就可以容納N倍。并行打包意味著可以并行挖礦，從而帶來更大的吞吐量和更快的交易確認時間。在DAG應用區塊鏈的網絡中，每一個區塊都有相鄰的區塊可參照，關注其中一個區塊，可以發現其能與其他區塊相連打通，體現了高度的可用性。

DAG結構看似解決了區塊鏈擴容的難題，但卻帶來了更大的挑戰。一方面，區塊之間打通之后，挖礦行為將由于發生頻繁有可能導致更多的硬分叉，一致性將遭到挑戰。同時更為嚴重的是：區塊不再遵循序列來排列之后，在各區塊里的交易沖突事件將會大幅提升，比如雙花問題（double spending）。IOTA直接放棄了區塊，PHANTOM采用的方案是利用投票機制解決沖突和一致性問題，并避免硬分叉，但這也帶來了更高的安全風險。

總而言之，DAG結構雖然可以在一定程度上解決區塊鏈擴容的難題，但實際上依然有更多問題沒有解決，依然有技術難關需要攻克。