有向非巡回グラフ(DAGS)について知っておくべきことすべて

有向非巡回グラフは、グラフ理論、コンピューターサイエンス、数学の一般的なカテゴリであり、頂点(ノード、タスク、イベントなど)がエッジ(有向矢印、依存関係、トランザクション)と非同期的に結合されるトポロジカル順序を本質的に構成します。 (ノードはそれ自体にループバックすることはできませんが、フローは一方向に進みます。つまり、方向付けられます).

DAGグラフ

マルチツリーDAG。出典:ウィキペディア

DAGは、イベントのコレクションが相互にどのように影響するかを表す必要がある多くの種類の情報のモデリングに適用されます(の確率的構造 ベイジアンネットワーク, 履歴データの記録、分散型リビジョン管理システムなど)

これは、ブロックチェーンファブリックがリストのフラットシーケンスをチェーンし、それらをブロックにグループ化することによって動作するという点で、ブロックチェーンテクノロジーのパラダイムから逸脱しています。ブロックチェーンでは、すべてのブロックが前のブロックを参照し、それを含みます。これにより、あまりにも多くのトランザクションが頻繁に到着し始めると、ボトルネックが発生します。.

これにより、有効なブロックについてコンセンサスを得ることが困難になります(悪名高いスケーラビリティの問題)。 DAG構造化環境では、トランザクションは単一レーンでグループ化およびシリアル化されるのではなく、直接リンクされるため、トランザクションスループットに理論上の制限はありません。.

DAGの技術設計では、適用できるアルゴリズムの範囲が広がり、柔軟性も高まります。そこにはいくつかのDAGベースのプロジェクトがあり、それらはすべて互いに非常に異なり、注目に値します。すべてが(別のビットコインコードベースハックとは対照的に)コードベースを最初から構築しています。.

それらが共有するいくつかの一般的なプロパティは次のとおりです。

  • 非周期性:時間は一方向に流れます。新しいトランザクションは古いトランザクションを参照しますが、その逆はありません。サイクルでは、タスクのグループは相互に依存します(サイクルがあった場合、トポロジカル順序はありません)。 DAGでは、すべてのノードはそれを参照する前のノードに依存します。これにより、トランザクションをローカルまたはオフラインで実行し、後で処理、確認、または確定することができます。.
  •  レイテンシー:実行速度と確認時間は、ブロックサイズではなく、通信するピア間の帯域幅によって制約されます。システムが拡張できる量に理論上の制限はありません.
  • フィーレス(「事前採掘」):固定供給、採掘は含まれません。すべてのトランザクション発行者は同時にバリデーターです。そうでない場合は、競合や紛争の場合に関与する代表者または目撃者がいます。これにより、環境への影響を制限する無料のマイクロおよびナノトランザクションが可能になります.
  • ゼロバリュートランザクション:例:メッセージ、またはデジタル署名が必要かどうかに関係なく、価値のないトランザクション UDPパケット.
  • データベースのプルーニング: Nanoではプルーニングと呼ばれ、IOTAではスナップショットと呼ばれます。 Byteballsには​​まだそのようなメカニズムはありません。データベースをスリムに保つことができ、さまざまなノードが関心のある、または関連する履歴のみを保存できます.

開発者が現在のブロックチェーンアーキテクチャの代替案を積極的に探しているため、DAGテクノロジーはすでに多くの暗号通貨で使用されています。以下では、最もよく知られている3つのDAGベースの暗号通貨の基盤となるテクノロジーについて説明します。.

ナノ

ナノロゴ

Nano(以前のRaiblocks)は、ホワイトペーパーとベータ版の実装が最初に公開された2014年12月(創設者のColin LeMahieuがコアプロトコルの開発を主導)に始まり、DAGベースの最初の暗号通貨の1つになりました。.

Nanoは、裁定取引のための信頼性の高い迅速なピアツーピア支払いと迅速な交換転送の提供に重点を置いた純粋な通貨であり、「1つのことを実行し、それを正しく実行します」(モットーは KISSの原則).

Nanoは、ある意味で裏返しのライトニングネットワークに似た独特のアーキテクチャ(ブロック格子と呼ばれる)を利用しています。言い換えれば、Nanoは、グローバルブロックチェーンの管轄権を維持し、その後サイドチェーンに分岐するのではなく、各アカウントが独自のブロックチェーン(アカウントチェーン)を持つネットワークトポロジになっています。.

これらはそれぞれ、アカウントの取引/残高履歴と同等であり、各アカウントチェーンはアカウントの所有者のみが更新できます。これはまた、他のどのブロックチェーンと取引してビジネスを行うことを選択するかについて、すべての人の責任になります.

これはNanoの重要な設計機能であり、実行時の合意が設計時の合意に置き換えられ、アカウント所有者のみが自分のチェーンを変更できることを署名チェックによって全員が合意します。.

Nanoのミニマリストアプローチは、Bell System TechnicalJournalのDougMcIlroyが要約したUNIX哲学の規範と一致しているようです。

  1. 各プログラムに1つのことをうまくやらせる。新しい仕事をするには、新しい「機能」を追加して古いプログラムを複雑にするのではなく、新しく構築します。.
  2. すべてのプログラムの出力が、まだ不明な別のプログラムへの入力になることを期待してください。無関係な情報で出力を乱雑にしないでください。厳密な列入力形式またはバイナリ入力形式は避けてください。インタラクティブな入力を主張しないでください.
  3. ソフトウェア、さらにはオペレーティングシステムを設計および構築し、早期に、理想的には数週間以内に試してください。不器用なパーツを捨てて再構築することを躊躇しないでください.
  4. ツールを構築するために迂回する必要があり、ツールの使用が終了した後にツールの一部を破棄することを期待している場合でも、スキルのないヘルプよりもツールを使用してプログラミングタスクを軽減します。.

ナノプロトコルの概要

ナノプロトコルの概要

ナノTPS。出典:youtube.com

UNIX哲学に固執することで、Nanoプロトコルは非常に軽量であり、必要な最小UDP送信パケットサイズに適合します。ユーザーデータグラムプロトコルは、データの整合性のみを保証する非常に短いメッセージを迅速に通信するために使用されます。最小限のリソースで低電力またはレガシーハードウェアで実行でき、実用的な日常の使用に理想的であることを目指しています(価値を保存するのではなく、コーヒーを購入するため).

Nanoのコンセンサスは、紛争が発生した場合に投票する代表的なアカウントをユーザーが選択することによって達成されます。コンセンサス投票は、悪意のあるトランザクションが発生した場合にのみトリガーされ、アカウントの残高が多い代表的なノードがより有利に重み付けされます.

これにより、Nano保有者は、元帳の整合性の維持に参加するインセンティブを得ることができます。同様に、フォークの場合、ジェネシスをやり直す必要があり、そこからすべてが再配布されます。これが、そのような事態が発生する可能性をかなり低くしている理由です。代表者については、 ドキュメンテーション 代表者のリスト(現在3,000人以上)を見つけることができます ここに.

貢献している開発者の中には(Nanoは主にコミュニティ主導です)、PayPalソフトウェアエンジニアのDanielBrainも Nanoの簡単なチェックアウト これにより、マーチャントはすばやく簡単に実装できます。さらに、大規模なマーチャントは、トランザクションの負荷を処理するために独自のノードを設定できます.

供給に関して、Nanoは、最初のジェネシスアカウントに合計固定残高(133,248,290)が含まれ、DAGチェーンのトポロジを構成する他のアカウントに分配されるという点で「事前にマイニング」されています。.

ジェネシスのバランスは貸金庫の冷蔵保管庫に保管され、ブロックは週に1回、ジェネシスからランディングアカウントに移動して、未配布のライブブロックの数を最小限に抑えます。当初の配布は、プルーフオブワーク(PoW)アンチスパムメカニズムとしてキャプチャを解決する必要がある公共の蛇口を介して行われました。.

興味深いことに、初期のキャプチャ解決の多くはベネズエラ人によって実行されました(ベネズエラからの検索の急増は Googleトレンド)これにより、分散XRBの多くが、暗号化にアクセスできなかったであろう最貧層の一部の手に渡りました。.

Byteball

Byteball

Byteball(Bytes)は、2016年12月25日に開始されたAnton Churyumov(ロシア研究核大学の卒業生)によって開発された別のDAGベースの暗号通貨です。Byteballは、条件付き支払いと、インタラクティブな方法で簡単なアクションを実行する人間が読み取れる契約に焦点を当てています(つまり、人間アテステーションチャットボットとオンチェーンオラクルを介した読み取り可能なスマート契約と合意).

対照的に、イーサリアムのスマートコントラクトはより複雑でプログラマーが読みやすく、制度的な種類の厳密なビジネスロジックを目指していますが、バイトボールはより身近な日常の使用を目的としています.

ByteballのDAGに保存されているデータを使用すると、ユーザーは他のユーザーが作成した以前のデータユニットにデータを添付することで互いのデータを保護できます。料金は、消費されたリソースの量に比例します。この場合、トランザクションサイズはバイト単位です。この参入障壁はByteballのスパム対策メカニズムであり、ユーザーのストレージの有用性とネットワークのストレージのコストを大まかに反映しています。.

バイトボールの自国通貨もバイトであり、料金の一部は証人と呼ばれるネットワーク監督者に支払われます。 1バイトのトランザクションデータを保存するために、1バイトの通貨の固定金額を支払います.

目撃者は、メインチェーンの整合性を保証する各トランザクションにスタンプを付ける実世界のアイデンティティを持つ公的に識別可能な個人です。 Nanoウォレットで代表者を選択するのと同じ方法で、ウォレットインターフェイスからそれらの中から選択できます。発生するすべてのトランザクションに関与する12人の証人がいます.

ウォレットでは、バイトを電子メールアカウントに送信したり、WhatsAppやTelegramなどのチャットアプリを介して送信したりすることもできます。 BlackBytesは、完全に匿名で追跡不可能なp2pトランザクションに使用される補完通貨です。.

IOTA

IOTAロゴ

IOTAは元々、接続されたIoTデバイスの基盤として一般的な分散コンピューティングのハードウェアサポートを提供し、最終的にAIテクノロジーを活用する、3値ベースのマイクロプロセッサの製造を目的としたハードウェアイニシアチブ(JINN)から生まれました。.

ジンが最初でした 発表 2014年9月23日にNXTフォーラムで開催され、その後IOTAに発展し、2017年にベルリンを拠点とする非営利団体としてIOTAFoundationが設立されました。.

この財団は、マシンツーマシン経済のバックボーンとしてIoTインフラストラクチャに必要な産業標準とオープンプロトコルの開発に取り組んでいます。その努力において、IOTAのDAG(「もつれ」と呼ばれる)は他の暗号通貨とは根本的に異なり、同じ方法で考えたり、同じ基準で測定したりすることはできません.

IOTAが採用する必然的に非正統的なアプローチは、今日のIoTの状況と、2017年にのみ4倍になった接続デバイス間の脆弱性の大規模な拡散に直面する問題に正確に関連しています。.

IOTAのもつれは、 リゾーム 種類、「記号論的チェーン間の接続を絶えず確立する」。セルゲイポポフ、モスクワ大学数学博士号そしてIOTAプロジェクトのコア創設者の一人 公開 5月12日のフォローアップペーパー.

これは、もつれの中の「利己的な」プレーヤーのゲーム理論的側面を分析し、シミュレーションで「ほぼ対称的な」存在を示しました。 ナッシュ均衡 もつれがどのように機能することを意図しているかのダイナミクスにおいて。言い換えれば、「利己的な」プレーヤーがネットワークと協力して、「推奨される」戦略に近い、または類似したアタッチメント戦略を選択する方法です。.

IOTAコーディネーター(Coo)

IOTAコーディネーター

出典:iota.org

間のプロトコル調整の観点から クー そして、ノードへの入力は双方向のプロセスです。 Cooは、ノードが、ある意味で、トランザクションをそれらのマイルストーンと同期することによって、設定された協力ルールに従うようにCooを監視するのと同じ方法で、ゼロ値のマイルストーントランザクションを発行します。.

IOTAのDAG値のもつれは、 確率論的 表面上のランダム化された「矛盾」の空間。次に、ネットワーク全体の一貫性を実現するために、トレーニングベースのモデルで確率分布サンプリングを実行します.

これは、一般的に共有されるメカニズムとプロトコルで定義された原則で潜在的に接続および相互作用する、最終的に自立可能な機会主義的ネットワークのメッシュで行われます。サブタングルは動的にメインタングルから切り離して再アタッチできるため、これは実際には状況に応じた必要性または特定のリソースの需要によるものです。.

もつれの一意のデータ構造では、トランザクションデータの前のブロックに順番に構築されるブロックはありませんが、代わりに、すべてのトランザクションは、チェックと検証のために他の2つの着信トランザクションを連結する必要があります。これにより、関心が常に一致するとは限らない異種の派遣団で役割を分離するのではなく、ユーザーとメンテナー(「マイナー」)の機能が結合されます。.

これにより、拡大し続ける接続のWebの渦の中で、トランザクションを(1つずつではなく)同時に処理できるようになり、確認時間が飛躍的に短縮されます。ブロックサイズの制約による未確認のトランザクションのバックログもありません.

IOTAの基礎となる設計では、無制限のスケーラビリティを可能にしながら、一貫性よりも速度が優先され(つまり、速度はネットワークのサイズの関数です)、コンセンサスは、(verify-validate-ではなく)capture-pull-entangleの前方推論として指示されます。 hash-append)定期的なスナップショットを使用して、リサイクルされたゼロバランスをクリアします.

着信トランザクションの信頼性を検証するためのチップ選択(チップは着信トランザクション)モードは、タングルの履歴全体に対してそれらを実行し、トランザクションがタングルに入ると、ブランチモードで実行します。これは、信頼性を蓄積し、ネットワーク内により深く埋め込まれるため、同じプロセスによって再び選択されるのを待つことを意味します.

コンセンサスの確立

コーディネーターを使用すると、コンセンサスの現在の定義は単純です。マイルストーンによって参照されるトランザクション(ゼロ値のトランザクション)は確認され、他のトランザクションは確認されません。これは、ネットワークの初期段階の成長段階で非常に重要です。そうしないと、攻撃者がネットワークのペースを上回り始める可能性があります。ネットワークを攻撃している間、彼らは彼ら自身のトランザクションを参照し、寄生虫のサブタングルを構築し、ネットワークに侵入することによって二重支払いを開始することができます.

この場合の一意のIOTAトークンは、特別に設計された独自の有機循環システム内でのみ真の価値を獲得します。これは、もつれ自体が十分に成熟していて、攻撃から有機的に防御できる場合にのみ発生します。これは、参照されたトランザクションの総重量の十分な臨界量を蓄積して、 マルコフ連鎖 ランダムウォークは意図したとおりに機能します.

IOTAもつれの視覚化

IOTAタングルの視覚化。ソース: Steemit.

マルコフ連鎖モンテカルロ法は、ベイジアンデータ分析で使用されるアルゴリズムのカテゴリであり、複雑で高次元の確率分布に関して、数千の未知のパラメーターの統合を必要とするモデルを計算します。.

一般にベイズデータ分析は、定量化する必要のある大きな固有の不確実性がある複雑な問題を解決するのに特に役立つことが長い間証明されています。これは、統計モデルを適合させるための最も情報効率の高い方法である可能性がありますが、最も計算集約的な方法でもあります。.

また、2017年4月に、イスラエル工科大学のセルゲイポポフとギデオンサミド教授(および最近参加したIOTA財団のメンバー)が最近、 論文 件名に.

その中で、彼らは、現在使用されている暗号化ハッシュ関数の疑似ランダムな複雑さを、より計算が単純で真にランダムなものに置き換えることを提案しました。もちろん、これは、上記のマイクロプロセッサと将来の十分な大きさのネットワーク(もつれ)に照らしてのみ意味があります。.

IOTAプロトコルの概要もご覧いただけます ここに.

マイナブルDAGベースの通貨

NanoとIOTAはどちらも事前に採掘され、固定された供給ですが、Moneroを採掘して入手するオプションがあります XRB またはブラウザのiotas(主にアプリケーション開発のテスト目的で).

ただし、手頃な価格の分散マイニングを可能にするDAGベースの暗号通貨があります。その1つがBurstcoinです。これは、当時NXTから派生した(ただし、独自のコードベースで構築された)プロジェクトであり、容量証明コンセンサスアルゴリズム(安価で低電力のハードを使用)を介してトランザクションの暗号化の一貫性を保証しますドライブ).

ライトニングネットワークと同様に、バーストは、絶対的なストレージ/簿記および分岐の汎用DAG構造化トランザクションチャネル(と呼ばれる層)のメインブロックチェーンを構成します。 ダイマクション)伝播と検証のために、メインチェーンに検証されます.

各チャネルは、定義された期間、バーストに裏打ちされた独自のメタ通貨、匿名性の程度、ネットワークサイズなど、カスタムパラメータとプロパティを使用して開くことができます。.

あります 公共の蛇口 提供され、バーストはPoloniexとBittrexで取引可能です.

短剣 (XDAG)は、最近開始されたもう1つのプロジェクト(メインネットは2018年1月5日に展開されました)であり、CPU / GPUマイニングを可能にし、他のそのようなアーキテクチャ、カップルブロック、トランザクション、およびアドレスを1つのユニットにいくらか似ています.

概要

全体として、3つのDAGエコシステムはすべて、いくつかの重複はあるものの、目標、目的、および有用性が互いに十分に異なっています。ただし、それらはいくつかの共通のプロパティを共有します。よくある批判の1つは、DAGが「集中化」されていることです。.

少し考えて、さまざまなコンテキスト(分散型、分散型など)で単語が意味するセマンティクスを定義することが重要です。次に、ネットワークインフラストラクチャのすべてのコンポーネントを調べてから、どの要素が集中化、分散化されているか、どの機能がどこに委任されているかなど、これらすべてがどのように結びついているかを検討する必要があります。.

3つのDAGプロジェクトはすべて分散可能であると言えます。これは、そのプロパティがより幅広い使用法と採用に依存し、したがって個人と当事者が特定の役割を引き受けることをいとわないためです。現在、Nanoは少数の代表的なハブを中心に組織されており、Byteballは少数の証人に依存してメインチェーンを監視し、IOTAは中央コーディネーター(IOTA Foundation)から実行/トレーニングされ、プロトコルに従ってアクティビティフローが保証されます。.

DAGのインセンティブは、PoWマイニングから得られる直接的な利益ではなく、ビジネス上の問題を解決する際にネットワークに関心を持っている特定の企業や企業を自然に引き付ける大幅なコスト削減のインセンティブです。.

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Mike Owergreen Administrator
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