ブロックチェーン

IOTAに実装された「DAG」とは?ブロックチェーンに変わる革新的技術

DAG(Directed acyclic graph)とは?

DAG(Directed acyclic graph)とは、有効非巡回グラフと呼ばれる仮想通貨のベースとなる技術であり、現在「IOTA」「byteball」「NANO」といった仮想通貨や、イーサリアムのマイニングアルゴリズムなどでも用いられているブロックチェーンに変わる革新的な技術です。

現在に至るまで、仮想通貨の応用される技術はブロックチェーンが主流とされていますが、DAGはそれを飛び越え新たに応用される可能性のある分散型のネットワークなのです。

このDAGを教科書的に説明すると、「グラフ理論における閉路のない有効グラフである」と言い表す事が出来ますが、大まかに言うと取引が複数のチェーンによって接続され、方向が定められた非循環型のグラフです。


引用:wikipedia

しかし、それだけの説明では理解困難かと思うので、以下より既存のブロックチェーンと違いを比較し、実際の仮想通貨への応用例も同時に見ていきます。

DAGとブロックチェーンとの違い

では、DGAとブロックチェーンの違いを比較して見ましょう。

取引データの接続の違い

まず、ビットコインに代表される既存のブロックチェーンでは以下の図のように、複数の取引データが纏まって入れられた「ブロック」が一本の「チェーン」によって接続されています。(※厳密には取引データと一緒にナンス値と前ブロックのハッシュ値も纏められている。)

一方で、DAGの場合はブロックチェーンのように纏まったブロックが存在しておらず、単体の取引データが複数に連なり、それが一つの方向に向かって接続されています。

このように、一方向へ向かってその記録を作成していく点では両者共に共通していますが、異なっているのはその取引データの接続方法であり、ブロックチェーンは取引データを纏めたブロックが一つづつ繋がれていき、DAGは取引データが網目状に複数接続されるのです。

取引データの処理の違い

以上のネットワーク構造から、取引データの処理やマイニングのアルゴリズムなども両者それぞれ異なります。

まずブロックチェーンには1ブロックのサイズに制限があり、ビットコインだと1MBが制限となっています。

そしてその取引を承認する為のアルゴリズムとしてマイニングが行われており、ビットコインの場合だと、マイニングのアルゴリズムはPoW(プルーフオブワーク)で新規ブロックの生成は10分に1度となりますね。

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しかし、DAGの場合は上述した通り、取引データには納められていないので、そもそもブロックといった概念がありません。

なのでブロックの容量制限の心配がDAGには無いのです。

DAGではマイニングが存在しない

また、それに伴いブロックの取引内容を承認するマイニングもDAGでは行う必要が無いのです。

では、DAGでどのように取引記録を管理するのかというと、各取引を行ったノードが過去の未承認取引を承認し、自身で記録し管理しているのです。

なのでDAGではマイナーといった第三者を介さず取引が行われ、且つビットコインとは異なりマイニングによる新規通貨の発行というメカニズムが存在しないので、予め全ての通貨が発行された状態で成り立っているんですね。

このように、ブロックチェーンとDAGとでは根本的な構造が大きく異なっています。

ブロックチェーンではなくDAGを用いるメリット

では以上を踏まえてブロックチェーンではなくDAGを用いる事のメリットを考えていきます。

スケーラビリティ問題を解決出来る

上述した通り、DAGは取引データが一つのブロックに納められている訳では無く、容量の制限が無いので、従来のブロックチェーンよりも多くの取引データの処理を行う事が出来ます。

その仕組みによって、ビットコインやイーサリアムなどで懸念視されていた「スケーラビリティ問題」の解決に繋げる事が出来ます。

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マイニング不要による取引コストの削減

また、DAGにはPoWといったマイニングが不要な為、取引の承認を短時間にする事が出来る他、マイナーへ支払うマイニング報酬のコストも削減する事が出来ます。

これによって従来懸念視されていた送金手数料の高騰といった問題の解決にも繋がります。

DAGを用いた仮想通貨「IOTA」「byteball」の特徴

では、実際にこのDAGを用いた代表的な仮想通貨「IOTA」と「byteball」との特徴と、それぞれの違いを比較していきましょう。

IOTA

IOTAはあらゆるIoTデバイスと連携する仮想通貨であり、超少額の支払いを可能とする「マイクロトランザクション」の実現の為にDAGを採用しています。

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超少額の決済を実現しようと思うと送金額に対しての手数料を極限まで抑える必要があり、数円単位のトランザクションに手数料が数十円〜数百円も掛かってしまっては全く実用性が無いと言えます。

よって、IOTAでは上述したDAGのメカニズムを用いた「Tangle」を採用しています。


引用:IOTA

これによってIOTAの少額決済では取引を行うノードが自分で承認を行うので、その承認速度が速まり且つ手数料もゼロとなります。

また、Tangle内では取引におけるネットワーク効果を生む事ができ、その取引ノードが増えれば増える程取引スピードが迅速となります。


引用:IOTA

byteball

byteballとは、汎用的に実社会で用いられるあらゆるデータを分散型プラットフォームで保存できるようにするプロジェクトです。

このbyteballも同様にブロックチェーンでは無くDAGが用いられており、IOTAと同様にスケーラビリティ問題を解決して迅速な取引承認が可能なインフラを実現します。


引用:byteball

しかし、IOTAと異なる点がbyteballの「Witness」による承認制度です。

byteballではWitnessといった特別に選出された12のノードが存在しており、それらが各ノードから1byteの取引手数料を徴収してネットワークを管理する仕組みを取っています。

なので、IOTAとは違ってネットワークの利用に手数料が掛かります。

このように、byteballはネットワークに中央管理者となるノードが存在し、且つIOTAとは異なり手数料が必要なシステムとなっているのです。

DAGの今後の課題点と将来性

以上がDAGについてでしたが、ブロックチェーンに変わる技術であるDAGも課題点が存在します。

まず、基本的にDAGは歴史が浅いのでブロックチェーンよりもネットワークの改ざんが困難である点が検証不足となっている点、そしてbyteballの応用例で見ると蓄積されるその全体の容量が重たくなってしまう点が挙げられます。

IOTAはその仕組みが稼働しておよそ2年とまだまだ浅いですが、対策として初期段階で「Coordinator」と呼ばれるDAGのマイルストーンを作成しており、歴史の浅いTangleの健全な発展を監視する仕組みを取っています。

また、IOTAはIoT機器におけるマイクロペイメントに特化しており、byteballは実社会における売買可能な資産のデータを取り扱う事から、両者共に利便性とセキュリティの優先度が異なっており、それぞれの改善ポイントが共通しているとは言い難いでしょう。

よって、それぞれの用途に合った十分なセキュリティの検証と、用途に特化した利便性の確立がDAGの普及の鍵となるでしょう。

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Kenta Fujii
Kenta Fujii
新卒で入社した大手金融機関では、主に広告の運用やマーケティングに従事。その後は11ヶ月で退職し、金融・フィンテック分野に特化したフリーライターとして活動中。
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