## はじめに暗号通貨を考えると、"ブロックチェーン"や"分散台帳技術"のような用語が思い浮かぶかもしれません。ビットコインの誕生以来、何百もの他のデジタル通貨が登場しました。ほとんどは同様のネットワークアーキテクチャに依存しており、ユーザーは価値を移転したり、分散型アプリケーションと相互作用したりすることができます。ブロックチェーンシステムでは、新しいブロックが定期的に成長するチェーンに追加されます。各ブロックは、ハッシュ値を介してその前のブロックに暗号的にリンクされています。これらのブロックには、ユーザーによってブロードキャストされた最近のトランザクションが含まれています。しかし、トランザクションのブロードキャストとブロックへの追加の間には通常、待機時間があります。駅で待っていることを想像してください。車両のサイズ(ブロックサイズ)や、他に待っている人の数(保留中のトランザクション)によって、次の列車に乗れないかもしれません。それどころか、その次の列車にも乗れないかもしれません。確認時間は数秒から数時間に及ぶことがあります。多くの人にとって、このトレードオフは受け入れられ、中央集権的な調整なしで高いセキュリティを提供します。他の人は、ブロックチェーン技術には有効期限があると主張し、スケーラビリティの問題を長期的な広範な採用への障壁として挙げています。一部の人々は、暗号通貨の決済ネットワークの未来は全く異なるアーキテクチャにあると信じています—有向非循環グラフ (DAGs)。## DAGとは何ですか？DAGは代替データ構造です—異なる情報の断片を接続するデータベースのように考えてください。「有向非巡回グラフ」という用語を分解して、その意味を理解しましょう。_有向非循環グラフ._概念的に、DAGは上の画像に似ています。それらは、エッジ(線)で接続された頂点(球)で構成されています。それらは有向で、矢印(で示されるように一方向)に移動します。そして、それらは非循環(であり、頂点は自分自身に戻ることはありません - ある点から始めてグラフに従っても、同じ点に戻ることはできません。これはすぐに明確になるでしょう。そのようなデータ構造は、データのモデル化にしばしば使用されます。科学的または医療分野では、DAGが変数間の関係を観察し、どのように互いに影響を与えるかを判断するために使用されることがあります。たとえば、栄養、睡眠サイクル、身体的症状などの要因を考慮して、それらの関係をマッピングし、患者に対する影響を理解することができます。私たちの目的においては、DAGが分散型暗号通貨ネットワークにおける合意を達成するのにどのように役立つかにより興味があります。## DAGはどのように機能するか？DAGベースの暗号通貨では、構造内の各頂点がトランザクションを表します。ブロックの概念はなく、データベースを拡張するためにマイニングは必要ありません。トランザクションをブロックに集める代わりに、各トランザクションは別のトランザクションに基づいて構築されます。しかし、ノードがトランザクションを送信する際には、小さなプルーフ・オブ・ワーク操作が実行されます。これにより、ネットワークがスパムで氾濫することを防ぎ、以前のトランザクションを検証します。新しいトランザクションを追加するには、古いトランザクションに基づいていなければなりません。例えば、アリスが新しいトランザクションを作成するとします。このトランザクションを確認するには、以前のトランザクションを参照する必要があります。これはビットコインのブロックが以前のブロックを参照するのと似ていますが、複数のトランザクションを参照します。一部のシステムでは、アルゴリズムが新しい取引がどの取引)または「ティップ」(に基づいて構築する必要があるかを選択します。累積重量が大きいティップ（ティップの経路がどれだけ確認されているかの指標）は、選ばれる可能性が高くなります。アリスが構築するトランザクションは未確認です。しかし、アリスがそれらを参照すると、それらは確認されます。アリスのトランザクションは現在未確認であるため、他の人がそれに基づいて構築する必要があります。そうでないと受け入れられません。ユーザーは"より大きな"重みを持つトランザクションを確認する可能性が高く、システムが継続的に成長することを保証します。そうでなければ、ユーザーが古いトランザクションに基づいて構築し続けることを妨げるものは何もありません。ブロックチェーンでは、二重支出の保護が簡単です。同じ資金を1つのブロック内で二度使うことはできません—ノードは簡単に試みを検出し、矛盾するトランザクションを含むブロックを拒否します。ブロック生成はマイナーにとってコストがかかるため、公平に競争するインセンティブがあります。DAGは二重支払いを防ぐためのメカニズムも備えています。それはやや似ていますが、マイナーは存在しません。ノードが古い取引を確認する際、DAGの最初の取引までの全経路を評価し、送信者に十分な残高があることを確認します。複数の経路が存在する可能性がありますが、確認が必要なのは1つだけです。ユーザーが無効なパスに基づいて構築すると、自身のトランザクションが無視されるリスクがあります。彼らのトランザクションは正当なものであるかもしれませんが、過去の無効なトランザクションのために、その特定のパスを拡張したいと思う人はいません。これは最初は直感に反するように見えるかもしれません—お互いに気づかない複数のブランチができてしまうのではないでしょうか？人々はこれらの異なるブランチで同じお金を使うことができないのでしょうか？これは可能性がありますが、累積重みが大きいティップを優先する選択アルゴリズムによって対処されます。時間が経つにつれて、他のティップよりも一つのブランチが著しく強くなります。弱いブランチは捨てられ、ネットワークは最も重いブランチの上に構築を続けます。ブロックチェーンと同様に、絶対的な確定性はありません。取引が逆転されないと100%確信することはできません。非常に可能性は低いですが、理論的にはビットコインやイーサリアムのブロックを「取り消す」ことが可能であり、その中のすべての取引を逆転させることができます。あなたの取引を含むブロックの後に追加されるブロックが多いほど、その取引に対する自信が高まります。だからこそ、支出する前に6回の確認を待つことが推奨されています。IOTAのタンゲルのようなDAGでは、確認信頼度の概念があります。選択アルゴリズムは100回実行され、その後、選択されたティップであなたのトランザクションが直接または間接的に承認された回数を計算します。割合が高いほど、そのトランザクションが「確定」したままである可能性が高くなります。これは、ユーザーエクスペリエンスが悪化するように思えるかもしれません。しかし、そうではありません。アリスがボブに10個のMagicDAGTokensを送信する場合、正しいグラフのティップを選択することを心配する必要はありません。裏では、彼女のウォレットは次のように処理するかもしれません：- 重要なヒントを選択してください )忘れないでください、これらは最も累積確認の多いものです(。- 以前の取引の経路をたどり、チップに十分な残高があることを確認します。- 満足すると、彼らはトランザクションをDAGに追加し、それに基づいて構築されたトランザクションを確認します。アリスにとって、これは通常の暗号通貨のワークフローのように見えます。彼女はボブのアドレスと支出したい金額を入力し、送信をクリックします。上記のリストは、取引を作成する際に各参加者が実行するプルーフ・オブ・ワークです。**➠ 仮想通貨を使い始めたいですか？Gateでビットコインを購入しましょう！**## 有向非巡回グラフの利点と欠点DAGの)つの利点#### スピードブロック時間に縛られず、誰でもいつでも自分の取引を放送し処理することができます。ユーザーが以前の取引を確認する限り、提出できる取引の数に制限はありません。#### マイニングなしDAGは私たちが慣れ親しんでいるPoWコンセンサスアルゴリズムを使用しません。したがって、DAGのカーボンフットプリントは、ブロックチェーンネットワークを保護するためにマイニングに依存する暗号通貨のほんの一部です。#### 取引手数料ゼロマイナーがいない場合、ユーザーは手数料を支払うことなく取引を放送できます。それにもかかわらず、いくつかの取引は特定のタイプのノードに支払うべき小さな手数料を必要とします。低いまたはゼロの手数料はマイクロペイメントにとって魅力的であり、高いネットワーク手数料は小さな取引の目的に反します。#### スケーラビリティの問題なしブロック時間に制約されないDAGは、従来のブロックチェーンネットワークよりもはるかに多くのトランザクションを毎秒処理できます。多くの支持者は、これがさまざまな機械が相互に作用するIoT（インターネット・オブ・シングス）###のユースケースで価値を持つと考えています。DAGの(デメリット)# 完全に分散化されていないDAGに依存するプロトコルには、さまざまな中央集権的要素があります。いくつかのプロトコルにとって、これはネットワークを導くための短期的な解決策であるべきですが、DAGが第三者の介入なしで成功するかどうかはまだ不明です。もしそうでなければ、彼らはネットワークを最終的に危険にさらす攻撃ベクトルにさらされることになります。#### スケールでの未検証DAGベースの暗号通貨は何年も存在していますが、普及には程遠いです。したがって、将来のユーザーがシステムを利用する動機を予測することは難しいです。## まとめ有向非巡回グラフは、暗号通貨ネットワークを構築するための非常に興味深い技術です。これまでのところ、このデータ構造を使用しているプロジェクトは比較的少なく、まだ完全には開発されていません。それにもかかわらず、彼らがその潜在能力を実現できれば、高度にスケーラブルなエコシステムをサポートするでしょう。DAG技術は、高いスループットと無料のサービスが必要な分野、例えばモノのインターネット###IoT###やマイクロペイメントにおいて無数のユースケースを持っています。
暗号資産における有向非巡回グラフ(DAG)の理解
はじめに
暗号通貨を考えると、"ブロックチェーン"や"分散台帳技術"のような用語が思い浮かぶかもしれません。ビットコインの誕生以来、何百もの他のデジタル通貨が登場しました。ほとんどは同様のネットワークアーキテクチャに依存しており、ユーザーは価値を移転したり、分散型アプリケーションと相互作用したりすることができます。
ブロックチェーンシステムでは、新しいブロックが定期的に成長するチェーンに追加されます。各ブロックは、ハッシュ値を介してその前のブロックに暗号的にリンクされています。これらのブロックには、ユーザーによってブロードキャストされた最近のトランザクションが含まれています。
しかし、トランザクションのブロードキャストとブロックへの追加の間には通常、待機時間があります。駅で待っていることを想像してください。車両のサイズ(ブロックサイズ)や、他に待っている人の数(保留中のトランザクション)によって、次の列車に乗れないかもしれません。それどころか、その次の列車にも乗れないかもしれません。確認時間は数秒から数時間に及ぶことがあります。
多くの人にとって、このトレードオフは受け入れられ、中央集権的な調整なしで高いセキュリティを提供します。他の人は、ブロックチェーン技術には有効期限があると主張し、スケーラビリティの問題を長期的な広範な採用への障壁として挙げています。
一部の人々は、暗号通貨の決済ネットワークの未来は全く異なるアーキテクチャにあると信じています—有向非循環グラフ (DAGs)。
DAGとは何ですか？
DAGは代替データ構造です—異なる情報の断片を接続するデータベースのように考えてください。「有向非巡回グラフ」という用語を分解して、その意味を理解しましょう。
有向非循環グラフ.
概念的に、DAGは上の画像に似ています。それらは、エッジ(線)で接続された頂点(球)で構成されています。それらは有向で、矢印(で示されるように一方向)に移動します。そして、それらは非循環(であり、頂点は自分自身に戻ることはありません - ある点から始めてグラフに従っても、同じ点に戻ることはできません。これはすぐに明確になるでしょう。
そのようなデータ構造は、データのモデル化にしばしば使用されます。科学的または医療分野では、DAGが変数間の関係を観察し、どのように互いに影響を与えるかを判断するために使用されることがあります。たとえば、栄養、睡眠サイクル、身体的症状などの要因を考慮して、それらの関係をマッピングし、患者に対する影響を理解することができます。
私たちの目的においては、DAGが分散型暗号通貨ネットワークにおける合意を達成するのにどのように役立つかにより興味があります。
DAGはどのように機能するか？
DAGベースの暗号通貨では、構造内の各頂点がトランザクションを表します。ブロックの概念はなく、データベースを拡張するためにマイニングは必要ありません。トランザクションをブロックに集める代わりに、各トランザクションは別のトランザクションに基づいて構築されます。しかし、ノードがトランザクションを送信する際には、小さなプルーフ・オブ・ワーク操作が実行されます。これにより、ネットワークがスパムで氾濫することを防ぎ、以前のトランザクションを検証します。
新しいトランザクションを追加するには、古いトランザクションに基づいていなければなりません。例えば、アリスが新しいトランザクションを作成するとします。このトランザクションを確認するには、以前のトランザクションを参照する必要があります。これはビットコインのブロックが以前のブロックを参照するのと似ていますが、複数のトランザクションを参照します。
一部のシステムでは、アルゴリズムが新しい取引がどの取引)または「ティップ」(に基づいて構築する必要があるかを選択します。累積重量が大きいティップ（ティップの経路がどれだけ確認されているかの指標）は、選ばれる可能性が高くなります。
アリスが構築するトランザクションは未確認です。しかし、アリスがそれらを参照すると、それらは確認されます。アリスのトランザクションは現在未確認であるため、他の人がそれに基づいて構築する必要があります。そうでないと受け入れられません。
ユーザーは"より大きな"重みを持つトランザクションを確認する可能性が高く、システムが継続的に成長することを保証します。そうでなければ、ユーザーが古いトランザクションに基づいて構築し続けることを妨げるものは何もありません。
ブロックチェーンでは、二重支出の保護が簡単です。同じ資金を1つのブロック内で二度使うことはできません—ノードは簡単に試みを検出し、矛盾するトランザクションを含むブロックを拒否します。ブロック生成はマイナーにとってコストがかかるため、公平に競争するインセンティブがあります。
DAGは二重支払いを防ぐためのメカニズムも備えています。それはやや似ていますが、マイナーは存在しません。ノードが古い取引を確認する際、DAGの最初の取引までの全経路を評価し、送信者に十分な残高があることを確認します。複数の経路が存在する可能性がありますが、確認が必要なのは1つだけです。
ユーザーが無効なパスに基づいて構築すると、自身のトランザクションが無視されるリスクがあります。彼らのトランザクションは正当なものであるかもしれませんが、過去の無効なトランザクションのために、その特定のパスを拡張したいと思う人はいません。
これは最初は直感に反するように見えるかもしれません—お互いに気づかない複数のブランチができてしまうのではないでしょうか？人々はこれらの異なるブランチで同じお金を使うことができないのでしょうか？
これは可能性がありますが、累積重みが大きいティップを優先する選択アルゴリズムによって対処されます。時間が経つにつれて、他のティップよりも一つのブランチが著しく強くなります。弱いブランチは捨てられ、ネットワークは最も重いブランチの上に構築を続けます。
ブロックチェーンと同様に、絶対的な確定性はありません。取引が逆転されないと100%確信することはできません。非常に可能性は低いですが、理論的にはビットコインやイーサリアムのブロックを「取り消す」ことが可能であり、その中のすべての取引を逆転させることができます。あなたの取引を含むブロックの後に追加されるブロックが多いほど、その取引に対する自信が高まります。だからこそ、支出する前に6回の確認を待つことが推奨されています。
IOTAのタンゲルのようなDAGでは、確認信頼度の概念があります。選択アルゴリズムは100回実行され、その後、選択されたティップであなたのトランザクションが直接または間接的に承認された回数を計算します。割合が高いほど、そのトランザクションが「確定」したままである可能性が高くなります。
これは、ユーザーエクスペリエンスが悪化するように思えるかもしれません。しかし、そうではありません。アリスがボブに10個のMagicDAGTokensを送信する場合、正しいグラフのティップを選択することを心配する必要はありません。裏では、彼女のウォレットは次のように処理するかもしれません：
重要なヒントを選択してください )忘れないでください、これらは最も累積確認の多いものです(。
以前の取引の経路をたどり、チップに十分な残高があることを確認します。
満足すると、彼らはトランザクションをDAGに追加し、それに基づいて構築されたトランザクションを確認します。
アリスにとって、これは通常の暗号通貨のワークフローのように見えます。彼女はボブのアドレスと支出したい金額を入力し、送信をクリックします。上記のリストは、取引を作成する際に各参加者が実行するプルーフ・オブ・ワークです。
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有向非巡回グラフの利点と欠点
DAGの)つの利点
スピード
ブロック時間に縛られず、誰でもいつでも自分の取引を放送し処理することができます。ユーザーが以前の取引を確認する限り、提出できる取引の数に制限はありません。
マイニングなし
DAGは私たちが慣れ親しんでいるPoWコンセンサスアルゴリズムを使用しません。したがって、DAGのカーボンフットプリントは、ブロックチェーンネットワークを保護するためにマイニングに依存する暗号通貨のほんの一部です。
取引手数料ゼロ
マイナーがいない場合、ユーザーは手数料を支払うことなく取引を放送できます。それにもかかわらず、いくつかの取引は特定のタイプのノードに支払うべき小さな手数料を必要とします。低いまたはゼロの手数料はマイクロペイメントにとって魅力的であり、高いネットワーク手数料は小さな取引の目的に反します。
スケーラビリティの問題なし
ブロック時間に制約されないDAGは、従来のブロックチェーンネットワークよりもはるかに多くのトランザクションを毎秒処理できます。多くの支持者は、これがさまざまな機械が相互に作用するIoT（インターネット・オブ・シングス）###のユースケースで価値を持つと考えています。
DAGの(デメリット
)# 完全に分散化されていない
DAGに依存するプロトコルには、さまざまな中央集権的要素があります。いくつかのプロトコルにとって、これはネットワークを導くための短期的な解決策であるべきですが、DAGが第三者の介入なしで成功するかどうかはまだ不明です。もしそうでなければ、彼らはネットワークを最終的に危険にさらす攻撃ベクトルにさらされることになります。
スケールでの未検証
DAGベースの暗号通貨は何年も存在していますが、普及には程遠いです。したがって、将来のユーザーがシステムを利用する動機を予測することは難しいです。
まとめ
有向非巡回グラフは、暗号通貨ネットワークを構築するための非常に興味深い技術です。これまでのところ、このデータ構造を使用しているプロジェクトは比較的少なく、まだ完全には開発されていません。
それにもかかわらず、彼らがその潜在能力を実現できれば、高度にスケーラブルなエコシステムをサポートするでしょう。DAG技術は、高いスループットと無料のサービスが必要な分野、例えばモノのインターネット###IoT###やマイクロペイメントにおいて無数のユースケースを持っています。