【摘要】比特幣把我們帶入到去中心化時代，但是本身面臨效能擴充套件的瓶頸。很多區塊鏈專案落入到透過犧牲去中心化這個區塊鏈最重要的特性來追求效能的陷阱裡。Soteria DAG 把區塊鏈 blockchain 擴充套件到區塊圖 blockDAG，讓比特幣式的挖礦更具包容性，突破效能可擴充套件性瓶頸，在捍衛比特幣帶給我們的去中心化特性的基礎上來繼續增強區塊鏈領域的創新和應用。
主講嘉賓：Ming Guo
Ming Guo 為區塊鏈明星專案 Soteria 聯合創始人。
【內容簡介】
1. Soteria DAG 和 IOTA 比較
2. Soteria DAG 如何把區塊鏈（blockchain）擴充套件成區塊圖 (blockDAG)
Claire: 剛才【魔笛手技術開發社羣】有資深研發大牛建議我搞一個論壇，討論一下為什麼區塊鏈行業落地難的問題。昨天我也跟投資人很深入地討論了這個問題。其實，世界上有非常多不同的團隊在區塊鏈基礎設施的研發上，進行了很多創新，例如我們之前見到的Libra，大家認為它既不是鏈也沒有塊。然而，它確實是引入了部分去中心化的理念。
今天，我們請來Soteria 的創始人Mr. Ming Guo，為我們分析一下DAG 的前世今生。DAG 曾經風靡一時，然而因為它缺乏共識，所以熱度很快就過了。那麼，如何在DAG 的基礎上改進，以實現共識和去中心化的理念呢？讓我們帶著這些問題和分享嘉賓Mr. Ming Guo 一起探討一下DAG 的最新發展。有請 Mr. Ming Guo ……
Ming Guo: 大家好，我是Soteria公鏈專案創始人 Ming Guo.
首先我來介紹一下Soteria的來歷。Soteria 是希臘神話裡的安全、保護和拯救的女神 — Σωτηρία, Soteria, 蘇緹雅。Soteria 為下一代區塊鏈專案，有望成為“內生去中心化經濟體”（SSDE - Self Sustainable Decentralized Economy）的基礎設施技術。由比特幣開啟的區塊鏈革命已經在我們的生活中留下了不可磨滅的印記 - 但是直到今天仍未釋放出其全部潛力。Soteria 的願景是將區塊鏈革命提升到一個新的水平 - 創造一個基於個人數字主權的全方位自我可持續的去中心化經濟體—缺乏這樣的經濟體是區塊鏈領域發展和應用市場落地遇到瓶頸以及極端波動性和混亂炒作的罪魁禍首。
Soteria正在開發一套整體解決方案，以解決當前一代區塊鏈的一些緊迫問題，同時為其預想的去中心化經濟體提供足夠的功能集 - 例如基於區塊圖(BlockDAG)的可擴充套件的吞吐量以及鏈資料儲存，透過記憶體進行的平等挖礦，保護巨資料安全的隱私計算和富表達的非圖靈完備、無GAS的輕鏈重應用智慧合約。Soteria團隊位於矽谷，其團隊成員是具有思科、EMC、雅虎以及斯坦福大學、卡內基梅隆大學、麻省理工學院等背景的資深工程師。
今天的直播分享主要透過Soteria公鏈的第一個特性集 — Soteria DAG，來梳理一下區塊鏈領域裡各種DAG實現方式。
Soteria DAG 是對比特幣區塊鏈的擴充套件。
比特幣把我們帶入到去中心化時代，但是本身面臨效能擴充套件的瓶頸。很多區塊鏈專案落入到透過犧牲去中心化這個區塊鏈最重要的特性來追求效能的陷阱裡。Soteria DAG把區塊鏈blockchain擴充套件到區塊圖blockDAG，讓比特幣式的挖礦更具包容性，突破效能可擴充套件性瓶頸。我們的目標是在捍衛比特幣帶給我們的去中心化特性的基礎上來繼續增強區塊鏈領域的創新和應用。
那麼，什麼是DAG?
DAG是英文Directed Acyclic Graph的縮寫。中文叫有向無環圖，特點是任意一條邊有方向，且不存在環路。DAG是一個有向圖，它具有拓撲順序，頂點的序列使得每個邊在序列中都是由前到後定向的。
以上就是一個DAG — 有向無環圖
我們回到比特幣區塊鏈
在區塊鏈中，每一個塊都是連結到前一個塊，一直延伸到Genesis (創世塊）。經常會有些小的分支（side-chains）出現，但是最終會被剪掉。在區塊鏈技術中，有向無環圖意味著塊與塊之間的連結會更加自由，一個塊可以有不止一個父輩（parent block），父輩還可以在不同的區塊高度 (height)。
在Soteria專案中，我們稱BlockDAG為區塊圖。就是說，在Soteria DAG 的有向無環圖裡，圖的節點是區塊，這是很重要的一個設定，因為後面我們會講到，其他一些區塊鏈DAG的實現裡，圖的節點不是區塊，而是交易。
區塊圖長什麼樣子？
下面是一個很活躍的區塊圖，Genesis Block就是最下方沒有顏色的塊，tips是最上面的塊（沒有任何其他的塊連結“到”這個塊）。在這個例子中，不同miner產生的塊被染成不同的顏色，以便直觀的看到每一個miner對網路的貢獻。
Soteria的測試網（testnet）有一個對外開放的soterdash application，可以顯示測試網的實時狀況。比如：http://134.209.56.88:5072/dag?min=959&max=975
上圖就是測試網的實時區塊圖。那麼Soteria DAG 採用區塊圖，有什麼優勢呢？就是說: 為什麼我們需要區塊圖（blockDAG）？區塊圖（blockDAG）是中本聰共識的延續，在原有的特性基礎之上，提供了更強的包容性+安全性+可擴充套件性。
包容性:
在區塊圖的設計理念中，所有有效的區塊都會被接受，被連線到blockDAG。對比起區塊鏈，區塊圖會接受所有有效的區塊，而區塊鏈只保留最長的鏈，所有側鏈上的區塊都會被拋棄。
透過接受更多的區塊到整個網路，會有更多的人參與到網路建設，比如mining。比較小的miner也可以從網路中獲取利益， 區塊圖還可以使用一種比現有SHA256（bitcoin use it) 更公平的POW演算法，具體演算法我們將在以後的章節中講解。
既然我們會接受所有有效的區塊，一個區塊的合法性就變得非常重要，尤其是從整個網路的視角來看，以防止惡意攻擊（比如雙花）。實際上，區塊圖的狀態，就是比特幣網路裡的實時狀態，比特幣的區塊鏈是達到共識後的狀態，並不是網路的實時狀態。
擴充套件性
在Soteria DAG的設計中，整體網路吞吐量的瓶頸不再被共識協議層所限制。透過調整區塊大小和出塊速度, 我們可以靈活的設計網路的效能和吞吐量。交易的吞吐量不再是一個被協議所限制的常量，而是一個可以根據不同需求和具體應用場景變化的引數組。
安全性
Soteria DAG 最佳化了基於 Phantom 的“染色”演算法，為區塊圖blockDAG 提供了可確定性的排序，有效的避免了網路中常見的“雙花”問題。Soteria DAG還引入一系列的行為分析機制，針對區塊和交易的時間序列進行異常檢測，以防止其他的未知攻擊。
總結：Soteria DAG 實際上是比特幣中本聰共識演算法的擴充套件，使其具有包容性，並在保證安全性的基礎上提供了靈活彈性的可擴充套件特性。關健是Soteria DAG 在保證可擴充套件性的同時嚴格遵循了中本聰共識。
現在我們來比較一下其他的DAG實現方式
目前DAG專案有3類。其中兩類是“交易DAG”，即DAG的節點是交易Transaction，不是區塊block.交易DAG 的第一類有 IOTA，xDAG, Raiblock (NANO)等，他們可以認為是“沒有”嚴格共識的“交易DAG”，特點是沒有確定的“終局性” — Finality, 也就是沒有共識。
交易DAG的第二類有 Hashgraph | Avalanche, 他們實現分散式系統的“經典共識”，即“拜占庭容錯共識”。
上面說的這兩類“交易DAG”的共同點就是他們都不是區塊鏈。
還有一類就是我們Soteria DAG的區塊圖“Block DAG”(blockDAG), 實現的是嚴格的“中本聰共識”，是比特幣協議的擴充套件，區塊圖是中間狀態，Finality是要收縮成一條區塊鏈的。
所以要再次強調的是，Soteria DAG 是區塊鏈，而且是根正苗紅的“中本聰共識”區塊鏈。
第一類交易DAG裡，大家比較熟悉的是IOTA，所以我來分析一下IOTA.IOTA不是區塊鏈，它的網路的交易形成一個DAG，每一個新的交易必須透過確定兩個之前的交易來連線到網路的這個DAG裡。這個連線要有一個POW的計算。但是IOTA的POW計算的難度是固定的，這麼做的原因是為了適應所謂的物聯網的比較低階的硬體。但是固定的POW計算難度使得IOTA的DAG不具有可擴充套件性，而且易於被洪水攻擊—spamming.洪水攻擊造成的後果就是整個網路無法確保共識終局性Finality，表現出來就是經常一個交易好些天都不能確定。所以基本上IOTA的網路不具有共識終局性，而一個連共識都不能確定的“賬本”，是不能和區塊鏈賬本相比的。
所以IOTA採用了中心化的”協調節點” — Coordinator 和 “快照” — Snapshot 的方式來強制達到共識，但是在洪水攻擊的情況下，經常連Coordinator也不能達到可以收斂的共識終局性，所以我們會看到IOTA網路會“停機”好幾天。這樣IOTA就連分散式系統的基本的“可持續性” — Liveness 整個基本要求也達不到了。
IOTA還有別的一些問題，由於和DAG無關，我就不展開講了。
現在來說說第二類交易DAG，Hashgraph 和 Avalanche，它們也不是區塊鏈，但是它們試圖達到分散式網路系統的“經典共識”，比如“拜占庭容錯共識”。它們也具有“拜占庭容錯共識”的一類特徵，即透過最佳化節點（交易）的通訊成本來提高可擴充套件性。但是如果作為去中心化數字貨幣賬本的應用，其實用性是有問題的，因為去中心化網路裡的節點是可以隨時加入，隨時離開的；那麼同步這些節點需要的通訊量的最佳化就很難保證效能和可擴充套件性。
這也是“中本聰共識”相比“拜占庭容錯共識”的重大優勢，即節點達到共識的通訊成本可控。在這一點上，比特幣和我們的Soteria DAG都是嚴格的“中本聰共識” — 即去中心化，防審查以及“無信任”的信任。
特別鳴謝本次主題分享協辦社群及媒體（排名不分先後）:
魔笛手技術開發社羣
新通證經濟無名高地
數字萬物討論群
國際社羣&原子區塊鏈ATOS
行鏈官方總群
Metamask中文社羣
盜火者區塊鏈應用聯盟
⑦月線下線上社群
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算力社羣1901
澳洲區塊鏈交流群
Libra & blockchain club
美加中區塊鏈研討會blockchain
區塊鏈精英研習社
加密數字貨幣與區塊鏈生態系統
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