Vite DAGテクノロジー概要 - blockchainjapan’s blog

Vite DAGテクノロ ジー概要

DAGの背景

DAGとは、Directed Acyclic Graphの頭字語であり、分散環境でデータを送信する一つの方法です。元々、DAGはブロックチェーンテクノロジーのためのものではなく、ダイナミックプログラミング問題を解決するためのデータ構造です。この概念を最初に提唱した人物は、2015年9月にDAGに関する記事を発表し世にDAGチェーンの概念を発表したセルジオ・デミアン・ラーナーでした。 DAGはブロックチェーン用に作成されたものではありませんが、DAGはブロックチェーンセクターの主要なものの一つとして分類されています。よく知られているプロジェクトには、IOTA、Nano、ByteBall、VITEなどがあります。これらのプロジェクトは全てDAG構造を採用しています。

DAGテクノロ ジー理論

従来のブロックチェーン構造と比較して、DAGはシングルチェーンの構造を持ちません。ブロックチェーンを線とした場合、DAG構造は何層にも重なる波状の構造であり、トランザクションを非同期かつ同時に処理することができます。この特性により、複数のブロックを同時にネットワークに書き込むことができます。 DAGトランザクションの効率は、一度に1つのブロックチェーンしか作成できない従来のブロックチェーン構造に比べ、性能が大幅に向上しています。

DAG構造では、全てのトランザクションはネットワーク全体の維持に直接関与しています。トランザクションが発生すると、新しいブロックが生成されます。この新しいブロックはネットワークに追加され、前のブロックに接続されます。時間の経過とともに、全てのブロックが相互接続され、非循環グラフ構造が形成されます。また、各ブロックは、ジェネシスブロックまで遡ることができます。したがって、特定のブロックのデータを変更しようとする場合は、ジェネシスブロックのデータを変更する必要があります。

次の図では、セキュリティが左から右に徐々に改善されていますが、パフォーマンスが徐々に低下しているため、トランザクション速度が遅くなっています。左端は、集中型システムで一般的に使用される基本構造です。右端は典型的なブロックチェーン構造で、その間がDAG構造です。

DAGの機能

DAGには、一般的なブロックチェーン構造に比べ、次の特徴があります:

速いスピード-ブロックを並列にパッケージ化して、一度に多くのトランザクションに対応し、確認速度を上げることができます。
高いスケーラビリティ-ノードは、データの同期を待たずにトランザクションを処理できます。

ほとんどのブロックチェーンネットワークでは、ボトルネックはノード処理能力ではなく、並列計算ができないことです。無駄な時間の大部分は、待機時間によるものです。待機時間は、トランザクション開始時に全てのノードへの同期する必要性から生じます。もう1つは、確認をネットワーク全体にブロードキャストするのにかかる時間です。

DAG構造にはそのような問題は生じません。トランザクションの送信時に待機する必要はありません。トランザクションは、ローカル検証、ネットワーク伝播を通過する必要があります。このプロセスでは、全てのノードがパズルのピースのように解決に導くことで、自身が確認したトランザクションと他のユーザーが確認したトランザクションを接続します。

ViteパブリックチェーンにおけるDAG

Viteは、Block-Latticeという名前の特定のDAG元帳構造を使用します。各アカウントはチェーンに対応し、各トランザクションは前のトランザクションのハッシュを参照します。トランザクションは、「要求トランザクション」と「応答トランザクション」に分かれています。応答トランザクションは、対応する要求トランザクションのハッシュを参照します。これにより、格子のようなDAG構造が形成されます。この元帳構造により、無関係なトランザクションを並行して書き込むことができ、バッティングの可能性が減少し、結果としてスループットが飛躍的に向上します。

Block-Latticeにも欠陥があります。改ざん耐性が弱いため、隠れたセキュリティリスクが発生する可能性があります。これは、トランザクションがアカウントごとにグループ化されているためです。トランザクションは、それが属するアカウントチェーンの最後にのみアタッチされます。他のアカウントによって生成されたトランザクションは、アカウントチェーンの後継にはなりません。そのため、トランザクションがロールバックされる可能性は、時間の経過とともに減少することがありません。

この欠陥を補うために、Viteはスナップショットチェーンと呼ばれる別のチェーン構造を採用し、コンセンサスアルゴリズムを改善しています。スナップショットチェーンの機能については、他の記事で説明します。