译者序
这篇文章翻译自techstartups.com。 我个人理解DAG，HashGrap是比区块链更加高效，在理论上比区块链扩容技术分片，侧链等更加优美的实现方式，然而还需要时间的检验和开源。 我也搜索了Hashgraph的相关的一些资源和链接，放在了这里：
HashGraph & DAG
相关链接
原文链接
中文翻译版
中英对照翻译版
注：翻译版原文放在了我个人建立的网站上，方便维护自己的知识体系。
分布式账本技术
支撑加密货币的技术:区块链已经有很多了。Blockchain的概念出自Satoshi Nakamoto的白皮书，标题为：“ 比特币：对等电子现金系统”。这本9页的白皮书是作为Nakamoto对于2008年银行机构业崩溃和后果的回应的一部分。他在密码学论坛上非常活跃，在那里他自由地讨论比特币，并发表了一篇9页的文章，概述了他的项目的细节，其中“区块”和“链”两个词出现在一起。文章中没有提到“区块链”这个词。
2015年，随着组织和技术人员发现该技术的许多应用，区块链作为分布式总账技术的想法开始流行起来。然而，区块链并不是没有挑战和局限性（性能和规模问题）。由于其链式/链接存储结构，块不能同时创建。插入区块链的每条新记录都必须被序列化，每10分钟创建一个区块。这使得区块链中的更新速度比可以并行更新数据传统数据库要慢。链接的存储结构只允许在整个网络上使用一个链。 大约同时发生的所有交易都保存在同一个区块中。区块链设计时就确定了它的限制。在全球网络中，所有参与者都可能潜在地具有恶意。矿工们必须争夺区块验证。比特币一直效率低下，因为工作量证明（POW）系统。工作证明是一种难以生产，费用昂贵且耗时，但易于其他人验证并满足某些要求。生成工作证明是一个低概率的随机过程，因此在生成有效的工作证明之前，需要进行大量的试验和错误。比特币使用Hashcash工作证明系统。
以太坊基金会试图解决区块链本身的性能和无法充分扩展的问题。以太坊提出了两个可能的解决方案来解决这个问题。
首先，“分片”需要一小部分节点来查看和处理每个事务，从而允许同时并行处理更多事务; 以太坊的创始人Vitalik Buterin 在一篇博客文章中写道，分片也不会降低区块链的本地安全性，因为它保留了“区块链的大多数理想的去中心化和安全的属性” 。 第二种解决方案涉及创建数据链路层或“第2层”协议，这些协议发送大多数事务处理链并且仅与底层区块链进行交互，以进入和退出第2层系统，以及在系统上发生攻击的情况下。
第2层协议在LAN或相邻WAN内的节点之间传输数据。也就是说，以太坊的开放式软件平台仍然基于区块链技术。
所以现在的问题是，是否有可能拥有像区块链这样的分布式账本技术（DLT），这种技术稳固，安全，快速和可扩展？这是哈希图(hashgraph)解决的问题。 Hashgraph是由Leemon Baird创建的革命性新分布式账本技术。哈希/散列图在各方面都优于区块链。与区块链不同，它具有高吞吐量（每秒250,000次事务预分片），公平（具有共识时间戳的数学证明的公平性）和安全（异步拜占庭容错）。这些性能将其用途扩展到复杂的市场，拍卖，加密货币小额支付，现场游戏（甚至MMO大型多人在线游戏）。Leemon Baird获得卡内基梅隆大学计算机科学博士学位。他目前是Swirlds Inc的联合创始人兼首席技术官，它基于散列图一致性算法构建用于分布式共识的软件。他还是空军学院计算机科学教授。
什么是散列图？
“哈希图”是一种数据结构，存储一定类型的信息，并根据一定的算法进行更新。数据结构是有向无环图directed acyclic graph(DAG)，其中每个顶点包含其两个父顶点的散列。散列图的概念首先出现在Leemon Baird的白皮书中,发布于2016年，标题为：“Swirlds散列图共识算法：公平，快速，拜占庭容错”。新的哈希图形共识算法允许所有节点就交易顺序和运行代码（智能合约）结果达成一致。它是拜占庭容错并产生了一个符合ACID特性的数据库。过去这个问题的解决方案包括区块链，基于领导者的系统和基于投票的系统。散列图的不同之处在于它确保了事件排序的公平性，以及在共识时间戳中的公平性。它比基于领导者的系统更能抵抗DDoS攻击，比工作量证明Pow的区块链更有计算效率，以及比基于投票的系统有更高的带宽效率。
哈希图依赖于“有向无环图”来跟踪信息。Hashgraph的DAG在一个时间序列上存储信息，每笔交易(transaction)的记录(record)取决于时间序列中所有以前交易的顺序。在区块链中，一笔交易只存在一个记录。如果两名矿工同时创建区块，社区将选择交易的一个记录并丢弃另一个。与区块链不同，散列图中不丢弃任何交易。交易记录可以有许多分支，并且它们都可以继续增长直到可以达成一致共识。Hashgraph是一款出色的分布式账本技术系统，无需像比特币和以太坊那样的大规模计算和不可持续的能源消耗。
从Leemon Baird的白皮书中，哈希图共识算法基于以下核心概念。
- 交易 - 任何成员可以随时创建签名的交易。所有成员都会得到它的一份副本，社区就这些交易的顺序达成拜占庭协议。
- 公平性 - 一小部分攻击者难以不公平地影响到被选为共识的交易顺序。
- Gossip传播 - 每位会员随机重复选择另一名会员传播信息，并告诉他们所有知道的。
- 散列图 - 一种记录谁向谁传递信息记录的数据结构，以及以何种顺序。
- 关于传播的gossip传播 - 散列图是通过gossip协议传播的。被传播的信息是Gossip本身的历史，所以它是“gossip传播的传播”。这仅仅使用非常少的带宽开销，而不仅仅只是单独地传播交易。
- 虚拟投票 - 每个成员都有一份哈希图，所以如果Alice运行传统的拜占庭协议协议（参见下图），Alice可以计算出Bob会给她发送什么投票,所以Bob不需要真正的投票。每个成员都可以就任何数量的决定达成拜占庭协议，而无需发送任何一次投票。散列图就足够了。所以使用零带宽，除了简单地传播哈希图。
- 著名见证人 - 社区可以通过对O（nlogn）不同的“是否事件x在事件y之前出现”的不同的是/否问题运行单独的拜占庭式协议协议，将n个事务列表排序。更快的方法是只挑选几个事件（散列图中的顶点），称为证人。如果散列图显示大多数成员在创建后很短时间内收到它，则定义一个著名的证人。那么仅仅为证人运行拜占庭协议协议就足够了，为每个证人决定单个问题“这个证人是否著名？”一旦就一组著名证人达成拜占庭协议，就很容易从哈希图中得出一个所有事件的公平的总顺序。
- 强烈地看到 - 给定散列图中的任何两个顶点x和y，可以立即计算出x是否可以强烈地看到y，如果它们通过经过足够多成员的多个有向路径连接，那么定义为true。这个概念允许证明关键引理：如果Alice和Bob都能够计算Carol在给定问题上的虚拟投票，那么Alice和Bob会得到相同的答案。这个引理形成了拜占庭与概率一致的其他数学证明的基础。
Gossip历史作为有向图。任何gossip协议的历史可以用一个图表来表示，其中每个成员是一列顶点。当Alice收到Bob的闲话时，告诉她他所知道的所有信息，这个gossip事件由Alice列中的一个顶点表示，并且两个边缘向下直到Alice和Bob的前面gossip事件。
为什么hashgraph比区块链更好？
- 速度：快5万倍：仅受带宽限制 - 每秒250,000+次交易（预分片）。目前，比特币仅每秒7笔交易。
- 公平：它使用共识时间戳，这使系统公平。
- 改进的安全性：它是一个异步拜占庭容错系统。即使它的一些节点不参与，它仍然可以工作。没有成员可以阻止整体达成共识，也不能在达成共识后改变共识。
- 更公平：经过数学证明的公平性（通过共识时间戳）意味着没有任何个人可以操纵交易的顺序。
哈希图可以在没有工作量证明(Pow)的情况下达成共识。所以它可以作为一个开放系统（无需许可）权益证明(Pos)，或者它可以用作没有POW或POS的许可系统。
如前所述，散列图是基于DAG的。DAG没有采矿，没有区块，也没有交易费用。网络的安全性和共识在矿工，验证者和用户之间不分。网络用户通过验证一些旧的交易（通过工作证明Pow），以便能够自己进行一项交易。没有人收到奖励，也没有人需要支付交易费用。它还消除了像比特币或以太坊网络那样的矿工集中化的需要。给定的基于DAG的帐本的所有用户都可以确认彼此的交易，而不是依赖外部的“矿工”.Hashgraph的账本不会捆绑交易，而比特币的区块链需要将它们打包在1兆字节的区块中，这是这种情况，在高峰期可能需要数天的矿工工作来确认和记录。
区块链 vs 有向无环图
区块链结构
有向无环图
为什么不马上开始哈希图？
首先，现在说哈希图代替区块链还为时过早。哈希图是新生的，并不受益于区块链的在位和熟悉程度。除了早期的采用者之外，很多组织不愿意冒这个未经过测试的技术所带来的潜在风险，这些风险还有待发现。另外，哈希图是基于专利的，并不像区块链那样开源。开放性也可能是另一个问题。区块链基于开放式账本，而散列图基于私人账本。
下面是带有图片的哈希图的简单解释视频
How Hashgraph Works: A Simple Explanation of Hashgraph with Pictures
Tangle是另一个去中心化的账本系统。但是，Tangle并不使用传统意义上的“块”。相反，如果您想要在Tangle上进行新的交易，则必须先批准两次以前的交易。在图表中描述这个时，这意味着您向Tangle Tip添加了新的交易，并且你被随机分配了两个交易进行验证。通过这样做，新交易的发起人间接证实了Tangle的一个子部分是有效的并且符合协议规则。这是Tangle的“工作证明”机制。
以下是基于主要一致性算法的分布式账本系统的比较图
最后，Hashgraph是一项有潜力取代区块链的可行技术。但是，由于Hashgraph不是开源的，很多Hashgraph的细节仍然是开发者社区所不知道的。