有向非循環グラフ（DAG）対ブロックチェーン技術

はじめに

2008年、ビットコインはブロックチェーン技術の登場により、金融の世界に革命的な変化をもたらしました。分散化、匿名性、透明性により、ビットコインとその後続のブロックチェーンは投資家の間で注目を集めました。ブロックチェーンはデータ構造であり、取引に関する重要な情報を含むブロックの接続に依存しています。各ブロックには暗号ハッシュの形で前のブロックに関する情報が含まれています。長い間、この技術には競合がありませんでしたが、有向非巡回グラフ（DAG）の導入により状況は一変しました。

有向非巡回グラフ (DAG) とは何か？

有向非巡回グラフ (DAG) は、ブロックチェーンのようなデータ構造ですが、単一の連続したチェーンではなく、多くのリンクされた取引のネットワークです。これは2016年に、暗号プロジェクトのIOTAが取引にこの概念を適用したことで初めて登場しました。プロジェクトはその取引構造をブロックチェーン台帳ではなく、「タンブル（絡まり）」と呼びました。この用語は、取引を含むノードからなるウェブのような構造であることに由来します。

ブロックチェーンを図式的に表すと、多くのブロックが一直線に並び、各ブロックは前のブロックにのみ接続されています。一方、DAG構造の表現は点（ドット）を示し、多くの点が複数の点に接続されている様子を示します。ループは常に前方に進むだけで、元の位置に戻ることはありません。各点 (または球)は頂点であり、各線はエッジです。以下の画像から、このモデルの命名法を理解できます。エッジは一方向に向いているため有向であり、非巡回であるため、出発点の頂点に戻ることはありません。

構造の仕組み

DAGを理解するための各ステップでは、ブロックチェーン技術についての情報も必要です。なぜなら、DAGはそれを改善または置き換えることを主張しているからです。ブロックチェーンは、一つまたは複数の取引データを持つブロックに基づいて動作します。多くの取引をまとめてスペース効率を高めています。各ブロックはマイナーやバリデーターによって追加・検証されます。

対照的に、DAG構造の各取引は単独で存在し、ブロックにまとめられることはありません。この構造にはマイナーやバリデーターは必要なく、ブロックチェーンのように連続していません。取引が追加される前に、ユーザーのデバイスは非常に少量の作業を行い、その取引が正当であることを証明します。この小さな努力により、スパムを防止し、以前の取引を確認し、ネットワークの安全性と秩序を保ちます。

DAG構造の新しい取引は、必ず未確認の以前の取引に接続しなければなりません。すべての以前の取引が既に確認済みの場合、新しい取引は最後の取引を参照するだけで十分です。この構造では、未確認の取引を「ティップ」と呼びます。ネットワークに取引を提案すると、それは自動的にいくつかの前のティップに接続され、参照により自動的に確認されます。あなたの取引は、他の誰かがそれに基づいて構築するまで確認されません。

DAG構造の利点

遅延なし

ブロックチェーンでは、取引はブロックが作成されるまで待つ必要があります。多くの取引が一度に送信されると、キューが形成され、長時間待つか、より高い手数料を支払う必要があります。しかし、DAGネットワークでは、前の未確認取引を確認すれば、すぐに取引を処理できます。ウォレットは自動的に最初の取引まで追跡し、確認しようとします。したがって、誤って無効な取引を確認する可能性は非常に低いです。

スケーラビリティの問題なし

ブロックチェーンを高速道路に例えると、混雑することもあり、追加の車線が必要になります。これがスケーラビリティの解決策です。ブロックの待ち時間がないため、DAGは自動的により多くの取引を処理でき、スケーラビリティの解決策は不要です。

マイナーもバリデーターも手数料もなし

DAG構造はコンセンサスメカニズムを採用していないため、マイナーやバリデーターは存在しません。そのため、取引は無料で処理されます。ただし、ネットワークのセキュリティを確保するために、非常に少額の手数料を請求する特別なノードもあります。

DAGの欠点

中央集権化はDAGの進行に深刻なリスクをもたらします。企業が運営する特定の特殊ノードやコーディネーターノードが優位に立つ傾向があります。これにより、将来的に詐欺や攻撃の潜在的な危険性が生じる可能性があります。さらに、DAGはブロックチェーン技術よりも8年若いため、十分に時間を経た実績はまだありません。

結論

ブロックチェーンと有向非巡回グラフ技術は、分散化された安全な取引を可能にすることを目的としていますが、アプローチは非常に異なります。ブロックチェーンはより成熟し広く採用されている解決策である一方、DAGは速度、スケーラビリティ、取引コストの面で顕著な改善をもたらします。ただし、中央集権化の懸念や比較的短い実績のため、広範な採用には制限があります。2026年のイノベーションの加速に伴い、DAGはブロックチェーンを完全に置き換えるのではなく、補完的な役割を果たす可能性が高いと考えられます。それぞれの技術は、その強みが最も効果的に発揮されるユースケースに適用されるでしょう。