引用 DAG 結構是對「傳統」區塊鏈架構的挑戰。它透過天然的平行架構能夠有效提升網路吞吐量，改善交易確認延遲的問題。另外，由於它並不需要礦工來干涉區塊打包的過程，因此這不僅使交易手續費得以降低，而且還避免了礦工或第三方為獲取 MEV 來干涉交易排序的問題。因此，這些特性足以讓市場和開發者對其寄予厚望。

出品：外捕研究（Web3Caff Research）研究院

封面： Photo by Milad Fakurian on Unsplash

字數：全文共 3000+ 字

說明：本內容為研究簡報版本，用於快速呈現本研究對象當前的結構位置與核心判斷，其權威性源自外捕研究（Web3Caff Research）及其研究員 ShirleyLi 基於本研究對象發表的專項研究報告：《DAG 賽道萬字研報：不是區塊鏈的 DAG，能否引爆 Web3 的「iPhone 時刻」？全景式拆解其發展背景、實現機制、生態現狀、發展前景及未來挑戰》

目錄

  • 一、研究背景：傳統區塊鏈架構的效能瓶頸
  • 二、DAG 架構：傳統區塊鏈的結構性重構
  • 三、核心挑戰：DAG 共識如何運作
  • 四、DAG 技術的主要實現路徑
  • 五、產業發展趨勢
  • 六、主要風險與挑戰
  • 七、結論：DAG 能否成為 Web3 的「iPhone 時刻」？
  • 要點結構圖

一、研究背景：傳統區塊鏈架構的效能瓶頸

過去十餘年，區塊鏈基礎設施主要基於鍊式結構（Blockchain ）建構：交易被打包成區塊，區塊按時間順序線性連接形成帳本。比特幣、以太坊等主流公鏈均採用此一範式。

然而隨著鏈上應用和用戶規模增長，傳統區塊鏈逐漸暴露出結構性瓶頸：

  • 吞吐量限制（TPS）：區塊容量與出塊時間限制交易處理速度
  • 確認延遲較高：需等待區塊生成與確認
  • 手續費上升：網路壅塞導致交易成本上升

雖然業界提出了 Layer2、分片、平行執行等擴容方案，但這些方案更多是對現有架構的最佳化，而非底層結構的改變。

在這一背景下，一部分研究者開始探索一種不同的資料結構—有向無環圖（DAG ），希望從根本上突破區塊鏈效能限制。

近年來，隨著 U2U Network、Waterfall Network 等專案獲得融資，以及 Sui、Kaspa 等專案逐漸成熟，DAG 再次成為 Web3 基礎設施的重要技術方向。

二、DAG 架構：傳統區塊鏈的結構性重構

DAG 的基本概念

DAG（Directed Acyclic Graph）意為有向無環圖，是圖論中的一種結構。

其核心特點包括：

  • 資料節點之間透過有向邊連接
  • 不存在循環路徑
  • 每個節點可以同時引用多個前序節點

如果將 DAG 應用於分散式帳本系統，則每個節點可以代表一筆交易或區塊。與傳統區塊鏈不同，新交易無需等待區塊生成即可直接引用先前的交易完成驗證。

因此，DAG 網路往往具有以下潛在優勢：

  • 平行處理能力強
  • 無需礦工打包區塊
  • 理論吞吐量更高
  • 交易確認延遲更低

一些研究者甚至提出，在 DAG 系統中，用戶發起交易的同時也在參與網路驗證。

DAG 賽道研究簡報：不是區塊鏈的 DAG，能否引爆 Web3 的 「iPhone 時刻」？-Web3Caff Research 外捕研究
圖源：有向無環圖| 維基百科

與傳統區塊鏈結構的對比

比特幣：UTXO + Merkle Tree

比特幣採用 UTXO（未花費交易輸出）模型。

每個區塊內部透過 Merkle Tree （默克爾樹）記錄交易哈希，並透過區塊哈希形成線性鏈結構。

這種模型安全性極高，但並行能力有限。

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圖源：Merkle 樹– Web3 圖譜

以太坊：帳戶模型+ MPT

以太坊採用帳戶模型並引入 Merkle Patricia Trie（MPT）來儲存帳戶狀態。

系統維​​護三類核心資料結構：

  • 狀態樹（State Root）
  • 交易樹（Transaction Root）
  • 收據樹（Receipt Root）

此結構更適合智慧合約，但狀態更新頻繁，也對網路效能造成限制。

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