深入理解有向无环图（DAG）

有向无环图（DAG）是一种特殊的数据结构，由节点和有方向的边构成，这些边确保图中不存在环路。这就意味着从图中任意一个节点出发，不可能通过遍历返回到起点。DAG不仅在数据处理、任务调度等领域发挥着重要作用，近年来还成为了某些分布式账本技术的基础架构。

在分布式账簿的框架下，有向无环图（DAG）技术使得不同的账簿部分能够由不同的参与方同时进行更新。这一点与传统区块链技术的连续区块添加方式大相径庭。在DAG基础上构建的系统中，交易之间直接相连，极大提高了网络的处理速度和扩展能力。

IOTA的“Tangle”技术就是一种针对物联网生态系统设计的DAG实现方式。在“Tangle”中，每一笔交易都会直接验证其前两笔交易，这种机制不仅促进了网络的扩展性，还免除了矿工的需求——因为交易本身就包含了对之前交易的验证工作。

在像“Tangle”这样的DAG系统中，验证过程不仅要检查直接被确认的两笔交易的完整性，还间接地验证了网络历史的大部分内容。这样，网络就形成了一种自我调节机制：网络活动越多，其速度和安全性就越高。

正是由于DAG结构可以并行处理交易，而不需要按序添加区块，IOTA的“Tangle”因而能够支持大规模扩展和高吞吐量，非常适合于物联网中那些大量但单笔价值不高的交易。

Tangle 与传统区块链的比较

在比特币和以太坊等传统区块链技术中，数据以块的形式组织，每一个新的块都会链接到前一个块上，形成一条链条。这样的结构需要通过矿工来验证和添加新块，不仅耗费时间，还耗费大量能源，可能会引发瓶颈和扩展性问题。

然而，IOTA的Tangle技术采用了不同的路径。它基于DAG（有向无环图）技术，不把交易打包成块，也不需要挖矿过程。每笔交易都单独加入网络，并直接验证前两笔交易。这种方式允许交易并行处理，显著缩短了交易确认时间。

Tangle与传统区块链的一个核心区别在于其共识机制。传统区块链通过工作量证明（PoW）或权益证明（PoS）机制达成共识，这通常需要大量资源。而在Tangle中，共识机制与交易处理过程密切相关，每笔交易都必须验证其他两笔交易，才能被网络认可。

这种共识机制的不同也影响了网络费用。传统区块链往往需要收取交易费用以奖励矿工或验证者，尤其在网络拥堵时，费用可能会飙升。Tangle的设计让它能够在无需交易费的情况下运作，因为用户通过验证其他交易来共同维护网络安全。

在可扩展性方面，Tangle也展现出了显著的优势。随着更多交易加入Tangle，网络处理交易的能力实际上会增加，而这与传统区块链在处理大量交易时可能面临的减速和拥堵形成了鲜明对比。

Tangle技术如何实现零手续费交易

Tangle采用了一种独特的结构，每一笔交易都会验证前两笔交易，这样就无需专门的挖矿者或验证节点。这正是IOTA能实现零手续费交易的关键所在。传统区块链网络中，交易费用是用来奖励那些为验证交易与维护网络安全投入计算资源的矿工们的。

在IOTA的Tangle网络中，发起一笔交易自然包含了对之前两笔交易的验证工作。这意味着网络中的每一位参与者同时也是网络安全与验证机制的一部分。因此，网络无需通过交易费这种方式来提供额外的激励措施。

在IOTA中，交易不需要手续费，这一点对于物联网(IoT)尤其重要。在物联网应用中，设备往往需要传输少量数据或价值，哪怕是极小的交易费都可能使得这一体系变得不现实。零手续费交易使得大规模微交易成为可能，对物联网经济生态来说，这一能力至关重要。

Tangle的可扩展性进一步保障了零手续费交易的可行性。随着网络规模的扩大以及交易数量的增加，网络处理交易的能力也随之增强。这与传统区块链的情况截然不同，在传统区块链中，交易量的增加往往伴随着更高的费用和更长的确认时间。

Tangle的设计不仅为微交易的广泛应用铺平了道路，也为物联网领域内新商业模式和应用的开发提供了动力。这包括了实时数据交易、机器间的无缝支付，以及更加精细化的资源共享与管理方案。

亮点

• 有向无环图（DAG）构成了IOTA的Tangle技术的核心，这种结构使得账本的多个部分能够同时进行更新，显著提升了系统的可扩展性和交易速度。
• Tangle技术作为IOTA采用的DAG的一种实现，通过每笔交易直接验证前两笔交易的方式，促进了网络的可扩展性，并且摒弃了矿工的概念。
• 与传统的按顺序排列交易的区块链技术不同，Tangle的结构支持交易的并行处理，从而缩短了交易确认时间，并提高了网络的处理能力。
• 在Tangle中，交易处理过程本身就达成了共识，这一点与那些依靠如工作量证明或权益证明等资源密集型机制的传统区块链技术形成了对比。
• Tangle设计之巧妙在于，进行一笔交易的同时，也包含了对其他交易的验证，因此无需交易费用来激励矿工或验证者，实现了免费交易。
• 交易无需支付费用，使得IOTA特别适合于物联网领域，能够处理大量的微交易，并为基于物联网的新型商业模式和应用提供支持。
• Tangle随着交易量的增加而增强处理能力，这与传统区块链在交易量增加时可能面临更高费用和更慢确认速度的情况形成鲜明对比。