暗号資産エコシステムにおける有向非巡回グラフ (DAG)

分散データ構造のランドスケープ

暗号資産の宇宙において、ブロックチェーン技術はビットコインの創造以来の基本的な柱です。このアーキテクチャは、暗号的にリンクされたブロックにトランザクションをグループ化し、その堅牢性と安全性を証明しています。しかし、スケーラビリティや確認時間に関しては課題があります。

プロセスを鉄道駅のように想像してみてください：取引(乗客)はブロック(車両)に乗るのを待っています。ブロックのサイズとネットワークの混雑状況に応じて、この待機時間は数秒から数時間まで変わる可能性があります。一部の人々にとって、この妥協は提供されるセキュリティを考慮すると受け入れ可能です。他の人々にとっては、これは大規模な採用に対する重要な制限を表しています。

この文脈では、これらの制限に対処することを約束する代替手段が浮上します：有向非循環グラフ(DAG)。

DAGを理解する

DAG（Directed Acyclic Graph）は、情報を一方向に、かつ循環なしで接続するデータ構造です。球体(頂点)が矢印(辺)で接続されている様子を想像してみてください。これらは決して閉じた回路を形成しません。この構成は、科学データの分析から、私たちの関心のあるケースである暗号資産の分散ネットワークにおける合意に至るまで、さまざまな応用があります。

DAGの暗号資産における機能

DAGに基づくネットワークでは、各トランザクションは以前のトランザクションに基づいて構築される頂点です。ブロックや従来のマイニングは存在しません。新しいトランザクションを追加するには、それが以前のトランザクションを参照および検証する必要があります。

カーメンが取引を行いたいと想像してみましょう。彼女の操作は、ブロックチェーンのブロックが前のブロックを参照するのと同様に、以前の取引にリンクする必要がありますが、複数の接続があります。アルゴリズムは、カーメンが参照すべき取引を選択し、蓄積された"重み"が最も高いもの、つまり(間接確認数)を優先します。

カルメンのトランザクションは、最初は未確認ですが、別のトランザクションがそれを参照することで有効になります。このメカニズムは、ユーザーに「重い」トランザクションを確認するように促し、システムの一貫した成長を確保します。

二重支出防止

DAGはマイナーに依存せずに二重支出を防ぐメカニズムを実装しています。ノードがトランザクションを確認すると、資金の可用性を保証するためにDAGの起源までの全経路を検証します。複数の経路が存在する可能性がありますが、確認する必要があるのは1つだけです。

無効なルートを使用しようとするユーザーは、自分の取引が無視されるリスクを負います。このシステムは自己調整型です：無効な取引を伴う枝は、より堅牢で検証されたものに優先して放棄される傾向があります。

DAGの利点

1. スピード：ブロック時間に制限されることなく、取引はほぼ瞬時に処理されます。

2. エネルギー効率: 集中したマイニングに依存しないため、DAGは著しく小さいカーボンフットプリントを持っています。

3. 経済: 従来のマイナーがいないことで、手数料なしまたは最小限の手数料での取引が可能になり、マイクロペイメントに最適です。

4. スケーラビリティ: ブロックの制約がないため、DAGははるかに高い取引量を処理できるため、IoT（モノのインターネット）向けのアプリケーションにとって魅力的です (IoT).

DAGの課題

1. 部分的中央集権: 一部のDAGプロトコルは中央集権的な要素を保持しており、これが脆弱性を引き起こす可能性があります。

2. 大規模な証明の欠如: 有望ではあるものの、DAGベースのシステムはまだ大規模な使用シナリオでの有効性を証明していません。

今後の展望

有向非循環グラフは、暗号資産ネットワークの設計における魅力的な革新を表しています。その潜在能力を活用できれば、特に高性能と低コストを必要とする分野、例えばIoTやマイクロペイメントにおいて、高度にスケーラブルなエコシステムを推進する可能性があります。

まだ開発と採用の初期段階にあるにもかかわらず、DAGは分散型ネットワークの未来に対する代替的で有望なビジョンを提供します。その進化と他のブロックチェーン技術との可能な統合は、今後数年で暗号資産の風景を再定義する可能性があります。