什麼是有向無環圖（DAG）？

有向無環圖（DAG）技術是加密貨幣和分散式帳本領域的重要創新。自區塊鏈技術問世以來，一直主導金融科技產業，而DAG則成為備受矚目的替代方案，能有效解決傳統區塊鏈網路在可擴展性與效率上的諸多挑戰。本文將介紹DAG技術的基本原理、架構、應用場景，並比較其與傳統區塊鏈系統的差異。

TL;DR

與傳統區塊鏈架構相較，DAG技術具備多項核心優勢。省略區塊產生與挖礦流程，DAG得以實現更快的交易處理速度與更高的可擴展性。此技術以節點互聯方式組織交易，取代線性區塊，顯著提升效率並降低能耗。不同於常見高手續費的區塊鏈網路，DAG系統通常費用極低甚至零手續費，非常適合微支付與高頻交易場景。但須留意，DAG並非取代區塊鏈，而是針對特定應用與專案需求提供新技術路徑。

DAG與區塊鏈技術比較

有向無環圖是一種用於資料建模和結構化的工具，部分加密貨幣專案將其作為區塊鏈架構的替代選項。此技術受到產業部分支持者青睞，他們認為其在某些層面有機會超越傳統區塊鏈。不過，兩種技術目前於加密貨幣領域並存，分別服務不同場景。

DAG架構採用以圓圈和線段組成的獨特圖形結構。每個圓圈（頂點）代表一筆需納入網路的交易或活動，線段（邊）則表示交易驗證與批准的順序。此結構最大特色在於所有線段皆為單向且不形成閉環。這正是「有向無環圖」命名的由來：「有向」指邊的單向性，「無環」則代表頂點間不會循環指向自身，能有效避免循環引用。

這種資料結構在資料建模領域價值極高，便於用戶分析多個變數間的關係與相互影響。於加密貨幣應用中，DAG有助於專案在分散式網路內實現共識。一大差異在於，DAG不再將交易集中打包進區塊，而是直接在前序交易之上建構，極大提升交易處理效率。

DAG與區塊鏈有何不同？

DAG與區塊鏈在加密貨幣領域皆具基礎性作用，但結構及運作機制本質不同。最明顯的區別在於，DAG系統不會像區塊鏈一樣建立區塊，而是將交易以連續疊加方式直接建構於前序交易之上。

結構上，DAG以圓圈和線段組成圖狀結構，區塊鏈則呈現順序連接的區塊鏈條。此根本性架構差異，造就完全不同的系統型態：區塊鏈呈線性鏈式連結，DAG則為多路徑交錯的複雜圖形。

DAG技術的運作原理

DAG技術的運作原理可從其核心組件與流程理解。DAG系統由圓圈（頂點）及線段（邊）組成，每個頂點對應一筆獨立交易，交易以分層方式相互疊加。

用戶發起交易時，需先確認一個或多個早於自身提交的前序交易，這些尚未確認的前序交易稱為「tips」。驗證流程要求用戶在提交新交易前，先確認這些tips。新交易確認後，也會成為新的tip，等待後續用戶再次確認。如此循環往復，社群成員持續疊加交易，系統自然成長。

為防止雙花攻擊，DAG技術引入嚴謹的交易驗證機制。節點在確認早期交易時，會回溯整條交易路徑至創世交易，確保帳戶餘額充足且所有交易皆有效。若用戶嘗試於無效交易路徑上構建交易，即使自身交易本身合法，也可能遭系統拒絕。此機制確保鏈上每筆交易有效，維持網路整體安全。

DAG應用場景

DAG技術於加密貨幣生態中具多元實際用途。首要應用為高效交易處理。由於省略區塊產生與挖礦流程，用戶可持續提交交易，僅需於提交新交易前確認既有交易。

高能效是DAG技術另一大優勢。與仰賴工作量證明（PoW）共識機制且高能耗的區塊鏈不同，DAG型加密貨幣僅需極低電力消耗。即使部分DAG系統採用PoW機制，其能耗也遠低於傳統區塊鏈網路。

DAG特別適合處理微支付，也是傳統區塊鏈的弱項。區塊鏈系統中，微支付手續費常高於交易金額，不具經濟效益。DAG系統透過免手續費或極低手續費，僅收取少量節點費用，有效破解此障礙。更重要的是，即使網路壅塞，這些費用仍可維持穩定，保障交易成本可控。

哪些加密貨幣採用DAG？

儘管DAG技術優勢明顯，目前真正導入此技術的加密貨幣專案仍有限。IOTA是最具代表性的專案。IOTA（MIOTA）名稱來自「物聯網應用」（Internet of Things Application）縮寫，專注於高速交易、可擴展性、安全、隱私及資料完整性。IOTA以節點與Tangle（多節點組合驗證交易）結構運作，要求用戶在交易獲批前必須驗證其他兩筆交易，確保每位參與者共同參與共識，實現完全去中心化。

Nano是另一知名DAG專案，採用DAG與區塊鏈結合的混合架構。資料透過節點傳遞，每位用戶擁有自己的區塊鏈錢包。交易須由發送方及接收方同時確認。Nano以交易速度快、可擴展性高、安全性強、隱私保護及零手續費著稱。

BlockDAG則是DAG技術的新型應用。該專案提供節能礦機和行動端BDAG挖礦應用。與比特幣四年減半不同，BDAG每12個月減半，形成獨特的代幣經濟模型。

DAG的優劣勢

如同其他技術，DAG亦存在明顯優勢與挑戰。

DAG最大優勢在於速度——無區塊時間限制，交易可隨時處理且數量不受限，僅需確認前序交易。因無挖礦流程與礦工獎勵，手續費極低甚至零，部分實現僅向特定節點收取少量費用，對微交易尤有利。DAG系統不依賴高能耗PoW共識，能耗極低、碳足跡小。此外，無區塊等待時間，能顯著緩解區塊鏈常見的可擴展性瓶頸。

DAG亦面臨多項挑戰。去中心化尚在完善中，部分DAG協議於初期採取中心化機制以引導網路啟動，但系統正逐步提升獨立性。網路成熟度不足時，安全性也需額外關注。此外，DAG於大規模應用與測試方面仍落後成熟的區塊鏈協議。儘管DAG已問世多年，其大規模應用尚未達到Layer-2等區塊鏈擴容技術的普及度，未來仍具成長與驗證空間。

結語

有向無環圖是一項創新技術，在加密貨幣及分散式帳本領域展現出巨大潛力。DAG相較傳統區塊鏈於手續費、處理速度、能耗及可擴展性具明顯優勢，但在去中心化與大規模落地等方面仍持續優化。現階段，DAG的去中心化升級和大規模應用推廣是核心發展重點，需再精進以發揮最大效能。即便如此，DAG技術持續演化，潛力與創新空間持續被挖掘。現有DAG專案已展現諸多亮點，市場亦密切關注其未來發展。與其將DAG定位為區塊鏈替代方案，不如視作分散式帳本生態中針對特定場景的多元補充技術，每一DAG實現都為加密貨幣產業注入獨特創新動能。

常見問題

DAG的含義為何？

DAG是「有向無環圖」（Directed Acyclic Graph）的縮寫，這是一種在區塊鏈技術中用於表達交易及其關係的資料結構。

DAG在業界代表什麼？

DAG於業界術語中指有向無環圖，是部分加密貨幣用來實現比傳統區塊鏈更快速、易擴展交易處理的資料結構。

什麼是DAG？

DAG（有向無環圖）是一種用於加密貨幣提升可擴展性與交易速度的資料結構。與傳統區塊鏈不同，它可支援交易並行處理。