XDAG: A new DAG-based cryptocurr

导读

XDAG是第一个真正意义上可以挖矿的DAG项目，在2018年1月主网上线。XDAG虽然是一个DAG项目，但它的交易模型用的是和比特币类似的UTXO，而项目的发展也和比特币的发展有几分相似之处。

文章内容整理自XDAG的中国Maintainer Frozen（谢锐）在RebaseTalk《新一代公链技术前瞻DAG专题》的分享。

XDAG的传奇故事

XDAG是俄罗斯一个大学的数学教授在2017年9月开始实施的，他的网名叫Daniel。因为觉得当前的加密货币项目自己不是非常满意，而且他自己在工程和数学方面也有一些积累，所以就想自己做一个加密货币的项目，他选择了DAG，用POW是因为它认为POW代表了区块链的精神，开放并且任何人都可以加入做贡献，Daniel花了3个月的时间做完了这个项目，2017年12月份尝试上线，然后失败了，又花了几天时间，解决问题后在2018年1月再次上线了，这次使得XDAG成功上线。

对于Daniel这个网名，是因为作者当年老来得子，给自己的儿子起了个名字，叫Daniel，然后自己的网名就叫Daniel。

当时大家都在bitcointalk上交流，2018年2月，Daniel把项目开源出来让社区参与贡献，之后大家把项目迁移到了github上，再之后Daniel就完全消失了，完全把项目交给社区去管理。这个经历和当年的中本聪很像。

当前的问题和尝试

各个公链在经过了几年的发展之后，取得了一定的进展，但同时也面临着一些问题，比如POW对于资源的消耗问题，还有tps慢的问题，目前行业也在从各个方面来解决这个问题。

目前尝试的方式包括：

• Layer 1
  • PoS/DPoS等共识方面的探索
  • Sharding（分片计算）
• Layer 2
  • Side Chain
  • State Channels
  • Multi Chains
• DAG

DAG项目介绍

DAG项目中有几个比较有代表性的项目：Nano，IOTA，Byteball，XDAG。

Nano把每一个账户作为一个链，然后通过转账的记录把不同账户的链拼接在一起，然后形成一个DAG的结构，Nano是最早期的一个项目。

IOTA主打的是物联网的概念，在物联网的设备上进行一个简单的POW来确认交易，同时在交易的时候要选择它的父亲节点是谁，形成一个tangle结构，IOTA的主要特点是在选父亲节点上面有自己的规则和算法。

Byteball中有12个节点，每个节点在收到交易的时候在后面加一个ball作为见证，当每一个分支上有7个见证的ball的话，这个分支就会被认为是一个Main Chain，这样就确定了交易的排序。

XDAG是有些不一样的地方，是第一个支持挖矿的DAG（IOTA不算真正的挖矿），同时没有预挖，没有1c0，并且完全是由社区驱动的，没有公司去推动，开发者都是全球各地大家找业余的时间来做，和bitcoin类似。

XDAG详解

XDAG的特点：

• 支持POW挖矿
• 去中心化
• tps高。之前遇到交易风暴的时候，交易量可以达到几千
• Block = Transaction = Address。在XDAG中提到的块也是一笔交易，后面提到的块也可以作为交易来理解，钱包所生成的地址（Address）也会在网络中生成一笔交易
• 对区块链技术友好。目前在比特币和以太坊做的一些实验都可以在XDAG上去做，因为创始人自己做过操作系统，所以在设计上也考虑到了这些。

XDAG的网络结构

我们知道DAG中都是有主链的一个概念的，因为DAG中的交易需要一个排序，要不然解决不了双花的问题。XDAG里面的主链，是有一个按照时间的分片，每一个分片中都会对交易进行打包，绿色是主链上的主块，黄色是见证块，蓝色是转账交易，黑色是地址块。

Bitcoin和XDAG的UTXO模型对比

XDAG和Bitcoin类似，也是UTXO的模型，图形可能不太一样，其实本质上是一样的，图中的Block是前面提到的连接块，Tx0，Tx1，Tx2是真正的交易，Block A - D是地址。

区块链的默克尔树

从图中可以看到，区块链中有默克尔树，XDAG中也有类似的结构。

XDAG的默克尔树

上图中绿色的Main Block存的是交易的hash，和默克尔树类似。

XDAG 中POW的计算任务是变化的，矿工把收到的交易加入到自己的hash计算当中，每个节点都会做计算，最终比拼谁的算力最强，然后生成Main Chain的块。

XDAG的POW过程

如何做hash呢，就是把局部的区块/交易都进行hash计算，一层一层的做hash计算，最后填入到新的区块当中（Main Block 2），然后进行sha256的计算，sha256做的事情就是做迭代的计算和混淆。对于结果的发送，只需要发送计算出来的sha256的值，而不需要发送所有的交易，大小只有32byte，这样会非常节省带宽资源，这样的话矿工只需要继续计算sha256，最终发现一个最小的hash，从而得到nonce值，确定主链（Main Chain）上新的主块（Main Block），通过这样的方式形成了主链的结构。

如何解决双花

正常交易

如果A1和A2之间产生交易的话，会有一个新的连接块产生去确认他们之间的交易，连接块的产生来自于矿工。

双花：两笔交易发送给同样的节点

因为用户可以选择自己的交易发送给哪个节点做验证，这里假设如果这两个交易都发送给了同一个节点，第一个被连接块引用的交易就是有效交易，第二个就是无效交易了，通过这样的一种方式来解决简单的双花问题。

双花：两笔交易发送给不同的节点

如果遇到有个用户要作弊，发送了这两个交易给不同的节点的话，这个时候就需要通过POW生成的主块（M1'')来解决这个问题了，从上图中可以看到M1''是通过矿工POW算力竞争而生成的主块，而M1'不是，因为主块优先，这样的话，被M1''间接引用的Tx2就是有效交易了，从而解决了双花问题。

XDAG的高tps

XDAG当中为什么可以做到很高的tps呢？是因为它把DAG拆成了多个局部的小块，所以可以达到类似于分片计算的效果，从而达到一个高的tps。

XDAG目前的状态

钱包

• 主网2018.1.5上线，目前版本0.3.0
• 钱包发布了window，linux，mac，android和ios版本
• rpc在测试中，近期计划发布
• 有超过10个交易所上线了XDAG的交易

XDAG下一步

Frozen还谈到了具体的XDAG的下一步计划。

XDAG下一步会支持智能合约，对于DAG的话，支持智能合约是一个挑战。不过Frozen目前的团队在智能合约方面已经有了一定的积累，所以谈到对于合约的开发方面，Frozen也是蛮有信心的。

另外，XDAG希望未来支持匿名交易，同时也通过匿名交易来解决DAG中数据过于庞大的问题。

最后，XDAG在未来会做一些hash算法的调整。

如何加入社区做贡献

对于完全由社区驱动的一个项目，目前的贡献者都是自发的利用自己的业余时间去做贡献，所以各个方面的贡献都是欢迎的。你可以传播XDAG，可以去社区讨论提案，也可以给github提issue，还可以做一些多国语言的翻译，如果你是开发者还可以贡献代码。

Frozen分享的视频地址：https://v.qq.com/x/page/o086370xxx4.html