有向無環圖（DAG）

什麼是有向無環圖（DAG）？

有向無環圖（DAG）是一種資料結構，資訊透過具方向性的連結串接，且不會形成回路返回原點。你可以將它想像成生產線：每個任務都指向其所依賴的任務，始終往前推進，不會回頭。

在Web3領域，DAG中的「資料」可以是交易、區塊或廣播事件。「有向」表示每個連結都有明確的順序，「無環」則確保沒有自我引用或循環依賴。這種架構讓依賴關係清晰明確，並能讓多條路徑同時推進，顯著提升處理吞吐量。

為什麼DAG非常適合Web3？

DAG結構特別適合Web3，因為它在確保依賴順序的同時，實現平行處理。這有助於緩解單鏈順序交易處理所導致的壅塞與延遲，使網路能同時接收並確認更多交易。

傳統區塊鏈中，所有交易依序排隊——就像單車道橋樑。而DAG則猶如多車道匝道：雖然交會口依然有序，但大量車輛（交易）可以平行推進。實際專案中，IOTA利用DAG讓交易彼此引用以實現確認；Avalanche的X-Chain以DAG組織平行交易；Hedera採用事件DAG進行虛擬投票；Fantom、Kaspa與Conflux則透過區塊級DAG提升吞吐量與容錯性。截至2025年12月，基於DAG的架構已是提升網路效能的主流方案。

DAG的運作原理是什麼？

DAG的核心元素是「節點」與「邊」。節點代表紀錄（如交易），邊則是具方向性的引用（表示某筆交易引用較早的交易）。無環特性讓資料能以拓撲順序組織與執行——從依賴到結果。

在IOTA等系統中，每筆新交易會引用兩個「尖端」（尚未確認的交易），進而推動隊列前移。區塊級DAG則允許新區塊同時引用多個最近的區塊，將多條平行紀錄鏈合併。最終，網路規則與共識機制會將這些平行路徑聚合為一致順序。

有向無環圖（DAG）在共識中的應用

DAG在共識中用於表達「先後順序」，為投票或取樣以達成全網一致性提供基礎——這一過程稱為共識。共識確保所有參與者就帳本的同一版本達成一致。

例如，在Avalanche中，節點會多次隨機取樣其他節點，以確定DAG中哪些交易最「優先」，並經過多輪程序最終確定結果。Hedera的事件DAG允許節點記錄訊息傳播過程，透過虛擬投票來決定事件順序，無需鏈上投票。Fantom在其DAG上實現非同步拜占庭容錯，降低延遲。Kaspa的GHOSTDAG和Conflux的Tree-Graph則在區塊級DAG中選取「更藍」或更主要的集合以確定主鏈。這些方法皆利用圖結構實現平行生成，最終透過規則合併為統一序列。

DAG在儲存領域的應用

DAG在儲存領域的典型應用是Merkle-DAG。「Merkle」代表為內容分配唯一指紋（雜湊），節點透過這些指紋相連形成圖結構。透過指紋，可以精準定位內容，無需依賴單一伺服器。

IPFS採用Merkle-DAG進行內容定址：檔案被切分為多個區塊，每個區塊都有獨立指紋，這些區塊透過雜湊連結形成DAG。持有根雜湊的用戶可驗證並取得完整內容。Git的提交歷史同樣屬於Merkle-DAG：每次提交都引用前次提交與檔案雜湊，確保歷史可驗證且不可竄改。交易所使用NFT時，圖片與元資料通常透過IPFS利用Merkle-DAG儲存——提高可用性，但需留意節點上線率與持久儲存服務。

DAG與區塊鏈的比較

區塊鏈可視為DAG的一種特殊形式：僅形成一條主路徑，所有區塊線性相連。關鍵差異在於，DAG允許多條分支平行存在，最終合併為網路認可的順序。

在權衡上，DAG於吞吐量與延遲表現具優勢，但實作更為複雜，需進階排序與安全機制；線性區塊鏈結構簡單、工具成熟，但高負載下易成瓶頸。許多現代協議結合「圖上平行生成」與「最終線性排序」，兼顧效能與清晰度。

如何體驗DAG專案？

想親身體驗DAG網路，可自支援相關資產的錢包或交易所著手。選擇採用DAG結構的網路，進行小額轉帳並觀察確認流程。

1. 在Gate搜尋IOTA、HBAR、AVAX、FTM、KAS或CFX等資產，確認充值與提現支援的網路與參數。
2. 下載相容的錢包或多鏈錢包，備份助記詞，並於設定中選擇正確網路（如Avalanche的X-Chain或主網）。
3. 自Gate提領小額資產至錢包，留意地址格式及Memo/Tag等必填欄位，並記錄交易ID以便區塊瀏覽器追蹤。
4. 開啟對應網路的區塊或交易瀏覽器，觀察你的交易在DAG中的位置及其引用（如引用哪些「尖端」或區塊）。
5. 嘗試將資金轉回或與朋友互轉，體驗平行確認及瀏覽器中的圖形更新。請務必注意安全：僅轉小額，多次核對地址與網路，避免因選錯造成資產損失。

DAG的風險與趨勢

DAG的風險包含平行處理帶來的排序複雜度增加，若規則設計不當，可能影響最終性。在低流量網路中，可能需額外加權或收費以防止Sybil攻擊或垃圾資訊。不同專案的工具與基礎設施差異大——跨鏈相容性、瀏覽器和索引器品質各異。進行交易時，務必核對地址、網路選擇與最小確認需求，避免誤操作。

截至2025年12月，區塊級及事件型DAG已廣泛部署於公鏈與創新共識機制。瀏覽器日益提供圖形化介面，開發者則專注於結合「圖上平行生成」與「最終線性結算」，以兼顧效能與透明度。在內容儲存領域，Merkle-DAG持續支援NFT內容定址及去中心化網站驗證。

DAG如何串聯關鍵概念？

DAG透過有向、無環結構表達依賴與順序，讓交易、區塊或事件能平行推進，最終經協議規則收斂為一致序列。其廣泛應用於共識機制（提升吞吐量與容錯性）及儲存（實現可驗證內容定址）。相較線性區塊鏈，DAG強調平行與彈性，但實作與安全性複雜度較高。對新用戶來說，透過小額試用DAG網路並於瀏覽器觀察圖結構，是直觀入門的好方式。

常見問題

DAG技術能否取代區塊鏈？

DAG與區塊鏈各有優勢，無法完全取代彼此。DAG擅長高吞吐與低延遲，區塊鏈則具備更成熟的去中心化共識機制與安全保障。兩者互補，適用於不同場景與需求。

初學者如何理解DAG的「無環」特性？

「無環」表示資料只會向前流動，不會回到起點。可以想像一個流程：任務A到任務B，再到任務C，永遠不會回到A或B。這確保了資料處理邏輯流暢且最終一致。

遇到DAG專案運作問題應如何處理？

如遇問題，建議先查閱專案官方文件或社群討論。大多數主流DAG專案皆有活躍技術社群與開發者論壇，可於Gate新聞或專案官網取得最新支援資訊。請關注專案動態與風險提示，及時掌握技術進展。

一般用戶參與DAG專案的門檻高嗎？

參與門檻相對低，多數用戶可透過持有代幣或質押參與生態。具體要求視專案而定——部分需運行驗證節點（技術門檻較高），有些則僅需於Gate等平台持有代幣。務必詳閱白皮書，了解參與細則。

DAG在實際應用中的效能瓶頸有哪些？

主要瓶頸包括節點間資料同步延遲、複雜圖結構帶來的運算負擔，以及跨鏈操作時的相容性問題。儘管DAG整體效率優於區塊鏈，但大規模部署仍需優化節點網路與共識演算法。