DAGとは?ブロックチェーンとの違いについて

DAGとは、Directed acyclic graphの略であって、有向非巡回グラフを指します。方向性があり後戻りをしない特徴があるので、複数に分岐した後で元に戻らなければ良いという特徴があります。

DAGを理解するためには、ブロックチェーンとの比較をすると分かりやすいです。なぜなら、DAGとブロックチェーンは共に指向性を持っているからです。

ブロックチェーンは分岐せずに単一の直線状に長く連なる構造をしており、DAGは分岐を繰り返しても全体としては糸状の構造となっていて、一度生成したブロックに戻らなければ問題ないとされています。

また、ブロックチェーンでは、プログラムされた固定ブロックサイズの容器に取引データを格納してロックする必要がありますが、DAGではブロックサイズに決まりはありません。

ブロックチェーンは単一の直線状

ブロックチェーンは単一の直線状
ブロックチェーンを採用している有名な暗号通貨といえばビットコインですね。ビットコインのブロックチェーンは、10分ごとに生成されて有効なブロックが決まると過去のブロックチェーンに繋がれてロックされます。

ビットコイン公開時から現在に至るまでの全ての取引履歴は、1本に繋がったブロックチェーンを辿れば全て確認出来るわけです。

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公開当初は、ここまで大きく急速な発展をするとは予想されておらず、設定されているブロックサイズが2017年時点で1MBと小さいままとなっており、ビットコインの取引を行っても送金するまでに多くの時間がかかっています。

ビットコインにハードフォークが発生する原因として、ブロックサイズの問題が挙げられるわけです。

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ブロックサイズに制限がある

ビットコインに代表される暗号通貨は、中央管理者がいないので、ブロックサイズについてもブログラムされた通りに動きます。

2017年時点で1MBのブロックサイズとなっている背景には、急激な取引量増大が予測範囲を超えたことが原因です。

ハードフォークの結果として、ビットコインキャッシュでは、ブロックサイズを8MBとしており、取引遅延解消に向けた取り組みとして注目されています。

ブロックチェーンでは、過去からの全ての取引履歴が、ブロックチェーンにより単一かつ直線状に連なっているので、マイニングによる取引履歴の保存作業に対して過大な負荷がかかっている状況が生まれています。

ハードフォーク以外でのブロックチェーンの分岐が許されていないことからも、ブロックサイズ問題は重大です。

有効なブロックの前後には必ず1ブロックずつが原則

1本の直線状にブロックチェーンが連なっているので、過去の1点にあるブロックチェーンを見た時に、1つ前と1つ後のブロックチェーンは必ず1つずつです。

任意の時点でのブロックチェーンを確認しても、必ず前後のブロックチェーンは1つとなっている点がブロックチェーンの特徴です。

ブロックチェーンの生成間隔が10分と長いビットコインでは、ブロックチェーン生成間隔を短くすると、今度は一部のスーパーコンピューターや専用ASIC機を用いたマイナーのみに権限が集中する結果となり、セキュリティーが著しく低下する原因となってしまいます。

ハードフォークを産んでしまう原因は、1本の直線状にあるブロックチェーンに問題があるからです。

DAGは絡まった糸状の構造をしている

DAGは絡まった糸状の構造をしている
DAGは、1つのブロックに対して複数の接続ポイントがあっても問題ありません。直前のブロックが2つあり、直後のブロックが3つあっても有効なブロックと判断して良いわけです。

ブロック生成間隔も設計段階から短く設計することが出来るだけでなく、1つのブロックに対して前後共に複数接続が可能という構造から、指向性を持っていても全体とすると糸状の構造をしていることが分かります。

1本のブロックチェーンという状態を維持するわけでは無いことから、同時に処理可能な取引履歴の量を増やすことが可能です。

DAGが次世代型のブロックチェーンと言われる理由として、取引量が爆発的に増えたとしても膨大な取引履歴を格納することが出来るからです。

ブロックサイズに制限が無く生成間隔が短い

DAGを採用したブロックでは、ブロックサイズに制限は無く、生成間隔を短くしても取引遅延が起きにくい構造となっています。

本来はブロック生成間隔を短くすると、マイナーによる有効なブロックが確定しても、報告が届く前にブロックが閉じられてしまうので、孤立ブロックが生まれる原因となります。

DAGならば、孤立ブロックが生まれてもマイナー報酬を与えることで、有効なブロックとして認証することでセキュリティー面の脆弱性を抑止するわけです。孤立ブロックが多く繋がったチェーンほど重みがあるとされ、メインチェーンとして認定されます。

DAGは取引遅延を起こしにくい構造として、注目されています。

同じブロックへ戻らなければ前後のブロックは2つ以上あっても良い

取引履歴を保管する手段として、仮想通貨がDAGを採用した結果、1本の直線上のチェーンとなったとしてもDAGに変わりありません。

任意の着目したブロックに対して、前後のブロックが複数あっても良いというだけですから、前後のブロックが全て1つずつしか無く、結果的にブロックチェーンと同様の1本の直線であっても問題無いわけです。

取引量が急速に増大して、処理遅延が起きてしまう状況が生まれた時に、複数のブロックへの接続が発生しても一連の流れに影響が無いとしています。

一度生成されたブロックに戻りさえしなければ良いので、複雑に絡み合って実質的に取引量が何倍に増えても遅延を起こさずに耐えられる構造となるでしょう。

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