Qu'est-ce qu'un Directed Acyclic Graph (DAG) ?

La technologie Directed Acyclic Graph (DAG) incarne une évolution majeure des systèmes de registre distribué dans le secteur des cryptomonnaies. Bien que la blockchain soit la technologie dominante depuis l'origine du secteur, DAG propose une alternative capable de dépasser certains des obstacles des architectures blockchain classiques. Cet article analyse les principes fondamentaux du DAG, ses mécanismes et sa place dans l'écosystème crypto en pleine transformation.

DAG vs technologie blockchain

Un Directed Acyclic Graph (DAG) est un outil de structuration et de modélisation des données, adopté par certaines cryptomonnaies comme alternative à l'architecture blockchain traditionnelle. Le terme « DAG graph » attire l'attention de certains experts, qui considèrent cette technologie comme porteuse d'améliorations notables face aux systèmes blockchain classiques. Toutefois, le développement de cette technologie se poursuit, la blockchain restant l'infrastructure de référence pour la plupart des projets crypto.

L'architecture DAG repose sur une structure originale composée de cercles et de lignes. Chaque cercle (sommet) représente une opération ou transaction à intégrer au réseau. Les lignes (arêtes) déterminent l'ordre d'approbation et de validation des transactions. Un aspect fondamental du DAG est que ces lignes ne vont que dans un sens, d'où son appellation. Le caractère « directed » désigne la direction unique du flux de transactions, tandis que « acyclic » signifie que les sommets ne forment jamais de boucle, éliminant tout risque de dépendance circulaire.

Cette structure se révèle particulièrement pertinente pour la modélisation des données, permettant d'analyser les interactions entre différentes variables. Les chercheurs peuvent ainsi étudier l'influence réciproque de ces variables. Dans le domaine crypto, les graphes DAG rendent possible l'obtention du consensus au sein de réseaux distribués, sans qu'il soit nécessaire de créer des blocs. Contrairement aux blockchains qui regroupent les transactions en blocs, les systèmes basés sur DAG superposent directement les transactions, ce qui accélère considérablement le traitement et la validation.

Quelle est la différence entre un DAG et une blockchain ?

Si les graphes DAG et les blockchains remplissent des fonctions similaires dans l'univers des cryptomonnaies, leurs différences structurelles sont majeures. La principale distinction réside dans l'organisation des données : les blockchains rassemblent les données en blocs successifs formant une chaîne, alors que les graphes DAG ne créent pas de blocs. Les transactions s'ajoutent directement aux précédentes, ce qui confère au DAG une structure de données plus souple et dynamique.

La différence est également visible dans leur représentation graphique. Les blockchains évoquent une chaîne linéaire de blocs reliés, tandis que les systèmes DAG forment des graphes complexes de cercles reliés par des lignes. Cette structure influe sur les performances : les DAG offrent généralement une validation plus rapide et une évolutivité supérieure aux blockchains traditionnelles.

Comment fonctionne la technologie DAG ?

Le fonctionnement du DAG repose sur des composants essentiels : les cercles (sommets) et les lignes (arêtes), chaque sommet symbolisant une transaction. Le système construit ces transactions en couches, chaque nouvelle opération s'ajoutant aux précédentes.

Lorsqu'un utilisateur soumet une transaction, il doit d'abord valider au moins une transaction antérieure. Ces transactions sont appelées « tips », c'est-à-dire des opérations en attente de validation. Pour publier une nouvelle transaction, l'utilisateur doit valider ces tips, puis sa transaction devient à son tour un nouveau tip, en attente de confirmation par les utilisateurs suivants. Ce processus crée une dynamique auto-entretenue où la communauté enrichit en continu les couches de transactions, favorisant une croissance organique du réseau.

La technologie DAG intègre des mécanismes robustes contre les doubles dépenses. Lorsqu'un nœud confirme une transaction ancienne, il retrace et évalue l'ensemble du chemin jusqu'à la transaction initiale. Cette vérification rigoureuse garantit la légitimité des soldes et des transactions passées. Les transactions bâties sur un chemin invalide risquent d'être ignorées par le réseau, même si elles sont valides, car le système examine l'intégralité de l'historique et toute opération illicite peut invalider les suivantes.

À quoi sert le DAG ?

La technologie DAG trouve plusieurs applications concrètes dans l'univers des cryptomonnaies, l'accélération du traitement des transactions étant son principal atout. Les systèmes DAG, qui ne créent pas de blocs, éliminent les délais liés à la génération et au minage. Les utilisateurs peuvent soumettre autant de transactions qu'ils le souhaitent, sous réserve de valider les transactions antérieures.

L'efficacité énergétique est un autre avantage majeur. Les blockchains traditionnelles utilisant le Proof-of-Work (PoW) consomment beaucoup d'énergie pour le minage. Les cryptomonnaies basées sur DAG peuvent employer des algorithmes PoW, mais leur consommation reste nettement inférieure à celle du minage classique, ce qui favorise leur durabilité environnementale.

Le traitement des micropaiements est particulièrement adapté à la technologie DAG. Les registres distribués classiques rencontrent des difficultés pour les petites transactions, les frais étant souvent supérieurs au montant envoyé. Les systèmes DAG réduisent ou éliminent ces frais, ne demandant que de faibles frais de nœud, stables même en cas de congestion. DAG se prête donc idéalement aux applications nécessitant de nombreux paiements de faible valeur.

Quelles cryptomonnaies utilisent le DAG ?

Malgré ses avantages théoriques sur la blockchain, peu de projets crypto déploient aujourd'hui des systèmes DAG. IOTA en est l'exemple le plus emblématique, reconnu pour la rapidité des transactions, l'évolutivité, la sécurité, la confidentialité et l'intégrité des données. IOTA utilise des nœuds et des tangles, des combinaisons dédiées à la validation des transactions. Les utilisateurs doivent vérifier deux transactions avant que la leur ne soit validée, assurant la participation générale et la décentralisation du réseau.

Nano est un autre projet DAG notable, qui adopte une approche hybride combinant DAG et blockchain. Les transmissions de données passent par des nœuds et chaque utilisateur possède un portefeuille intégrant des éléments blockchain. La validation nécessite la confirmation du côté expéditeur et du côté destinataire. Nano est reconnu pour la rapidité, l'évolutivité, la sécurité, la confidentialité et l'absence de frais de transaction.

BlockDAG propose une autre application du DAG, avec des rigs de minage économes en énergie et une application mobile pour miner des jetons BDAG. Contrairement au cycle de halving de quatre ans de Bitcoin, BDAG adopte un halving annuel, instaurant un modèle économique différent pour la distribution des tokens.

Avantages et inconvénients du DAG

Comme toute technologie, les systèmes DAG présentent des atouts et des limites à examiner avant toute adoption.

Parmi les avantages : une vitesse de transaction supérieure, l'absence de délais imposés par les blocs, permettant des validations à tout moment et sans restriction de volume. Les frais sont nuls ou très faibles, car le minage n'est pas requis. Certaines implémentations peuvent exiger de petits frais pour des nœuds spécialisés, mais ceux-ci restent largement inférieurs aux frais blockchain traditionnels, ce qui favorise les microtransactions.

L'efficacité énergétique est également un point fort, les DAG n'employant pas le PoW de façon classique, ce qui réduit la consommation et l'empreinte carbone. L'évolutivité est structurellement supérieure, l'absence de temps de bloc éliminant les goulots d'étranglement qui affectent de nombreux réseaux blockchain.

Les défis : la décentralisation n'est pas toujours garantie, certains protocoles DAG intégrant des éléments centralisés pour lancer leur réseau. Les systèmes DAG doivent encore prouver leur robustesse sans tiers et se montrent plus vulnérables à certaines attaques. Par ailleurs, la technologie n'a pas été testée à grande échelle comme les blockchains établies, et son adoption reste inférieure à celle des solutions blockchain telles que les technologies Layer-2.

Conclusion

Les Directed Acyclic Graphs constituent une technologie innovante qui offre un potentiel réel dans l'univers crypto. Avec des avantages comme des frais réduits, une meilleure évolutivité et une efficacité énergétique accrue, le DAG reste toutefois peu mature et doit encore surmonter des obstacles pour rivaliser pleinement avec la blockchain. La technologie est en phase de développement, et de nombreuses possibilités restent à explorer. Pourtant, ses atouts sont prometteurs, et la communauté crypto suit avec intérêt son évolution et l'apparition de nouveaux usages. Plutôt que de remplacer la blockchain, le DAG s'impose comme une alternative appelée à coexister avec elle, chaque approche répondant à des besoins spécifiques au sein de l'écosystème des registres distribués.

FAQ

Que signifie le diagramme DAG ?

DAG signifie Directed Acyclic Graph, une structure de données utilisée dans la technologie blockchain pour améliorer l'évolutivité et accélérer les transactions.

Que signifie DAG ?

DAG signifie Directed Acyclic Graph, une structure de données utilisée dans la blockchain pour optimiser le traitement des transactions et l'évolutivité.