DAGとブロックチェーン技術の比較

有向無サイクルグラフ:DAGプロトコルとは?DAGがトランザクションを記録する方法とそのデータ構造のすべて

分散型台帳技術(DLT)とブロックチェーン技術はしばしば混同される。そのため、初心者は同じものだと思い込んでしまうことがある。本日は、その間違いをぶち壊していこう。

DLTは、他の技術から構成される広義のものと呼ぶことができる。分散型台帳技術の中でも、Directed Acyclic Graph(有向非循環グラフ)に注目したい。

どちらの技術も、共有・分散可能なデジタル台帳上に情報を保持することが重要である。加えて、インセンティブメカニズムを持つこともできる。両者は似ているように見えるかもしれないが、DAGをブロックチェーン技術のライバルだと考える人もいる。

その全容を解明するために、これらのテクノロジーとその仕様、そして長年にわたる進化を詳しく見てみよう。

まず、ブロックチェーンの定義を確認しよう。

ブロックチェーンは透明な公開台帳であり、変更不可能、つまり連結不可能である。ブロックはこの技術の構成要素で、取引データを保持し、システム内に永久に記録される。ブロックは都市の記録帳の個々のページと考えることができる。帳簿は従来のブロックチェーンや公開台帳であり、各ページは特定のデータを含むブロックである。ビットコインやイーサリアムの暗号通貨が良い例だ。

各ブロックには、最近の取引の一部またはすべての記録と、直前のブロックへの参照(前のハッシュ)が含まれている。また、複雑な数学的パズルに対する答えも含まれている。これはnonceと呼ばれ、各ブロックに固有である。nonceがなければ、新しいブロックをチェーンに追加することはできない。マイニングは、プルーフ・オブ・ワーク・アルゴリズムを通じて次のノンスを見つけるために競うプロセスである。新しいブロックが検証されると、チェーンに追加され、チェーンは時間の経過とともに直線的に配列される。

およそ10分ごとにこのプロセスが繰り返され、新しいブロックが現れる。ブロックチェーンは、グローバルに撹乱された膨大な認証ノードとユーザーによって認証される。関係するすべてのノードはブロックチェーンの全コピーを持っている。

有向無サイクルグラフの詳細を調べる

有向非循環グラフ(DAG)技術は、分散型台帳システムにユニークで効率的なアプローチを提供する。チェーンはブロックチェーンを視覚的に表現できるが、有向無サイクルグラフDAGはファイルのディレクトリ構造で表現できる。これは、デスクトップ上でファイルを選択すると、さらにサブフォルダーが表示されるのと同じように見える。そのシーケンスは一方向にしか進まないため、ブロックチェーンのトランザクションと似ており、不変で、一度確認されるとユーザーはそれを改ざんできない。

つまり、DAGベースのシステムは、スケーラブルで軽量なブロックレス分散台帳と呼ぶことができる。いくつかの重要なDAGプロジェクトが存在する。その中には、Byteball、IOTA、Hashgraph、NANOなどがある。

ブロックチェーンとは異なり、DAGの個々のトランザクションは、グループ化されてブロック単位で処理されるのではなく、互いに直接緊密化される。これにより、一般的なブロックチェーンと比較して、DAGのスケーラビリティが向上します。簡単に言えば、DAGベースのネットワークは川とその流れ方に似ていると言えます。時間の経過とともに、すべての流れが本流に合流する。流れが遅くなることはありません。それどころか、本流を生き生きとした力強いものにする。したがって、ユーザーのリストが大きくなればなるほど、コストに影響されることなく転送が速くなる。

有向非循環グラフ(DAG)とブロックチェーンの比較

構造

ブロックチェーンが取引ブロックの直線的で変更不可能な連鎖に従うのに対し、有向非循環グラフ(DAG)は異なる構造的アプローチを提供する。DAGでは、個々の取引は他の複数の取引に接続され、直線的なチェーンではなく、ファイルディレクトリ構造に似たネットワークを形成する。

コンセンサス

ブロックチェーン・ネットワークでは、コンセンサスはブロックのトランザクションを検証することで達成される。ここに統合可能な多くのソリューションがある。一つは、マイニングと呼ばれる複雑な数学的パズルを解く競争を必要とするプルーフ・オブ・ワーク・コンセンサスである。採掘に成功したマイナーは、他のユーザーから支払われる採掘料を得る。マイナーは新しいビットコインを生み出す重要な役割を担っていることに注意することが重要である。これは現在、ビットコインやイーサリアムのようなネットワークで応用されている。他の例としては、イーサリアムネットワークでも使用されているプルーフ・オブ・ステーク(POS)がある。

DAGでは、1つのトランザクションが他のトランザクションの検証を行う。参加者の中で、マイナーとバリデーターの両方を強調することができ、スケーラビリティが大幅に向上する。しかし、彼らは自分の取引を検証することはできない。したがって、DAGにはインセンティブとして高額な取引手数料を支払う場所はない。例えば、Hashgraphはgossip about gossipアルゴリズムを使用している。これは、各トランザクションが全ノードで共有され確認された以前のトランザクションの詳細を保持することを意味する。

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DAGはブロックチェーンか?

DAGがブロックチェーン技術に取って代わると主張する人もいるが、2つの技術が異なるユースケースを可能にすることに注意することは極めて重要である。しかし、ブロックを持たないDLTも存在する。既存のDAGを利用するのだ。その好例がiotaとhashgraphだ。

DAGとブロックチェーン:両者が可能にするユースケースは異なる


DAGテクノロジーは、費用対効果が高く効率的なデータ転送方法を提示し、特にスケーラビリティと多数の少量マイクロトランザクションを必要とするユースケースに適している。ブロックチェーンでは、手数料が高すぎるため、経済的に実現不可能である。また、ブロックチェーンは1秒間に10件程度のトランザクションしか処理できず、電力も大量に消費するが、DAGは膨大なトランザクションを瞬時に処理する。

一方、多額の送金を希望する場合、スピードと取引手数料はそれほど重要ではなく、セキュリティが大きな関心事となる。したがって、このユースケースでは、ブロックチェーンがより良い選択肢となる。

要するに、この2つの技術は異なる目的で設計され、異なる構造を持っているということだ。従って、有向無サイクルグラフをブロックチェーンとみなすことはできず、むしろブロックレス分散型台帳である。

ハッシュグラフはDAGか?

ハッシュグラフは、分散台帳技術とはまったく異なるアプローチと言える。これは、情報の保存とアクセスにDAG(Direct Acyclic Graph:直接非循環グラフ)を利用したデータ構造またはコンセンサス・アルゴリズムであると言える。コンセンサスを得るために、ゴシップ・アルゴリズム(gossip algorithm)に関するゴシップを利用する。これは、ネットワーク内のトランザクションが以前のハッシュのおかげで互いに緊密化される方法であり、ハッシュグラフとして知られるDAGに帰結する。したがって、このアルゴリズムはこれらの方法に従っているので、DAGとみなすことができる。

Hashgraphはブロックチェーン・ネットワークより優れているか?

Hashgraphは市場に登場したばかりであるため、多くの人はそれについて明確なイメージを持っていない。そこで、DAGとブロックチェーンの違いを簡単に説明します。

ブロックチェーンと有向無サイクルグラフの比較。留意すべきいくつかの点

アプローチ

大きな違いの一つは、ブロックチェーンがデータをブロック単位でリニアに保存するのに対し、ハッシュグラフはDAGを使ってデータを保存しアクセスする点だ。例えば、ビットコインのネットワークを考えてみよう。ビットコインのトランザクションはブロックに格納され、そのヘッダーには最初のトランザクションから最新のトランザクションまでリンクされたハッシュ値が含まれている。

セキュリティ

ブロックチェーンは暗号を利用してそこに保管される情報のセキュリティを提供するが、その “ライバル “は非同期ビザンチンフォールトトレランスによってデータの漏洩を回避する。

コンセンサス・アルゴリズム

ブロックチェーンはコンセンサスに対する単一のアプローチを欠いている。ほとんどの場合、暗号やエコシステムに依存する。Hashgraphには、ネットワークのコンセンサスを得るための方法として投票法がある。

スピード

ブロックチェーンのスピードは暗号やソリューションによって異なる。ビットコインやイーサリアムでは、ネットワークは1秒間に最大10件の取引を処理できる。比較的、Hashgraphは数秒で大量の転送を処理できるため、ブロックチェーンよりも速い。

ブロックチェーン・システムとDAG:どちらがより多くの取引を処理し、取引速度が速いか?

どのテクノロジーがベストか?プロジェクトに適したソリューションの選択

ブロックチェーンと比べれば、Hashgraphがより強固なソリューションであることは間違いない。しかし、だからといって、それがここ数年のうちに良い代替品になるとは限らない。ニーズに応じて、自分のビジネスに適用できるテクノロジーを選ぶべきだ。

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