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

La technologie Directed Acyclic Graph (DAG) constitue une innovation majeure dans l’univers des cryptomonnaies et de la blockchain. Alternative à la structure traditionnelle, le DAG offre des avantages spécifiques en matière de traitement des transactions, de scalabilité et d’efficacité énergétique. Cet article présente les principes fondamentaux du Directed Acyclic Graph, ses mécanismes de fonctionnement et ses différences avec les systèmes blockchain classiques.

TL;DR

Pour comprendre ce qu’est un Directed Acyclic Graph, il convient d’en retenir les principaux avantages par rapport aux systèmes blockchain classiques. La technologie DAG permet d’accélérer les transactions et d’améliorer la scalabilité en supprimant la création et le minage de blocs. Contrairement aux blockchains qui organisent les données en blocs successifs, les DAG structurent les transactions sous forme de nœuds interconnectés, ce qui accroît l’efficacité et réduit la consommation d’énergie. La technologie se distingue également par des frais de transaction très faibles, voire inexistants, ce qui la rend particulièrement adaptée aux micropaiements. Bien que prometteur, le DAG n’a pas vocation à remplacer entièrement la blockchain, mais propose une solution alternative pour certains projets. Malgré ses atouts, les DAG présentent des défis, notamment en matière de centralisation, et n’ont pas encore démontré leur capacité à remplacer la blockchain dans tous les usages.

DAG vs technologie blockchain

Pour saisir ce qu’est un Directed Acyclic Graph, il est indispensable de le comparer à la technologie blockchain. Un Directed Acyclic Graph est un outil spécialisé de modélisation et de structuration des données, utilisé par certaines cryptomonnaies comme alternative à l’architecture blockchain. Le terme « blockchain killer » est parfois associé à la technologie DAG, certains spécialistes estimant qu’elle pourrait supplanter les systèmes blockchain. Cependant, cette évolution reste incertaine, la blockchain demeurant une référence dans l’industrie des cryptos.

L’architecture DAG repose sur un principe radicalement différent de celui de la blockchain. Elle s’appuie sur une structure faite de cercles et de lignes : chaque cercle (sommet) représente une activité ou une transaction à ajouter au réseau, chaque ligne (arête) indique l’ordre d’approbation et s’oriente dans une seule direction. Ce flux unidirectionnel explique le terme « Directed Acyclic Graph » : directed pour l’orientation, acyclic car les sommets ne bouclent jamais sur eux-mêmes.

Cette structure s’avère particulièrement utile pour la modélisation des données, car elle permet d’observer les relations entre différentes variables et de comprendre leurs interactions. Dans le secteur crypto, les DAG facilitent le consensus dans les réseaux distribués. La différence fondamentale est que les transactions ne sont pas regroupées en blocs, mais se construisent directement les unes sur les autres, ce qui accélère considérablement le traitement par rapport aux blockchains classiques.

Quelle est la différence entre un DAG et une blockchain ?

Pour explorer ce qu’est un Directed Acyclic Graph, il est essentiel de cerner ses différences avec la blockchain. Si DAG et blockchain remplissent des fonctions similaires dans l’écosystème crypto, des distinctions fondamentales subsistent. L’élément clé est que les DAG ne créent pas de blocs comme les blockchains. Ils construisent les transactions directement sur les précédentes, générant un flux continu de transactions validées.

Structurellement, les DAG sont constitués de cercles et de lignes, contrairement aux chaînes de blocs des blockchains. Cette différence architecturale conduit à une représentation en chaîne de blocs pour la blockchain, alors que le DAG s’apparente à un graphe composé de nœuds interconnectés. Cette distinction structurelle influence la manière dont chaque technologie traite les transactions, atteint le consensus et évolue avec l’augmentation du trafic réseau.

Comment fonctionne la technologie DAG ?

Le fonctionnement du Directed Acyclic Graph se caractérise par sa simplicité et son efficacité. Les systèmes DAG se composent de cercles (sommets) et de lignes (arêtes), chaque sommet représentant une transaction individuelle. Ces transactions sont construites les unes sur les autres, de façon continue.

Lorsqu’un utilisateur lance une transaction, il doit d’abord confirmer une transaction soumise précédemment. Ces transactions non confirmées sont appelées « tips ». Pour soumettre une transaction, il faut valider ces tips ; la nouvelle transaction devient alors le tip à confirmer par l’usager suivant. Ce processus génère un cycle continu, la communauté ajoutant successivement des couches de transactions, ce qui permet au système de se développer organiquement.

La technologie DAG intègre un système robuste pour empêcher la double dépense. Lorsque les nœuds valident des transactions antérieures, ils vérifient l’ensemble du chemin jusqu’à la transaction d’origine. Cette vérification globale garantit la légitimité de toutes les transactions précédentes et la suffisance du solde. Les utilisateurs qui tentent de construire sur un chemin invalide risquent de voir leurs propres transactions ignorées, même si elles sont valides, car une transaction illégitime dans l’historique compromet l’ensemble de la chaîne.

À quoi sert le DAG ?

Comprendre ce qu’est un Directed Acyclic Graph implique d’identifier ses usages concrets. La technologie DAG est principalement employée pour un traitement des transactions plus efficace que celui des systèmes blockchain classiques. L’absence de blocs supprime les délais liés à leur création et au minage, ce qui permet de soumettre rapidement un grand nombre de transactions, à condition de valider celles déjà existantes.

L’efficacité énergétique représente un avantage notable du DAG. Contrairement aux blockchains utilisant le Proof of Work (PoW), exigeant une forte puissance de calcul, les cryptomonnaies reposant sur le DAG consomment nettement moins d’énergie tout en assurant la sécurité via une version adaptée du PoW.

Les DAG sont particulièrement adaptés au traitement des micropaiements. Les registres distribués basés sur la blockchain sont souvent peu efficients pour les petites transactions, les frais pouvant dépasser le montant payé. Avec les DAG, les frais sont minimes ou inexistants, le coût du nœud restant stable même en cas de congestion réseau.

Quelles cryptomonnaies utilisent le DAG ?

Bien que le DAG soit jugé plus efficace que la blockchain par de nombreux experts, seuls quelques projets ont adopté cette technologie. IOTA en est l’exemple le plus connu, son nom signifiant Internet of Things Application.

Lancé en 2016, IOTA (MIOTA) s’est distingué par sa rapidité, sa scalabilité, sa sécurité, sa confidentialité et son intégrité des données. Son fonctionnement repose sur des nœuds et des tangles — associations de plusieurs nœuds servant à valider les transactions. Chaque utilisateur doit vérifier deux transactions pour valider la sienne, assurant la participation au consensus et la décentralisation du réseau.

Nano est un autre projet exploitant le DAG, mais selon une approche hybride intégrant éléments DAG et blockchain. Toutes les données transitent par des nœuds, chaque utilisateur disposant d’un portefeuille basé sur la blockchain. L’expéditeur et le destinataire valident chacun les paiements, le système étant reconnu pour la rapidité, la scalabilité, la sécurité, la confidentialité et l’absence de frais de transaction.

BlockDAG utilise également le DAG, avec des rigs de minage économes en énergie et une application mobile pour miner des tokens BDAG. Contrairement au cycle de halving de quatre ans de Bitcoin, BDAG opère sur un calendrier de halving annuel.

Avantages et inconvénients du DAG

Comme toute technologie, comprendre ce qu’est un Directed Acyclic Graph suppose d’en examiner les avantages et les limites.

Les avantages du DAG incluent une vitesse exceptionnelle, le système n’étant pas limité par le temps de bloc, ce qui permet de traiter des transactions sans contrainte de volume ou de délai. Les frais sont nuls ou très faibles, en l’absence de minage traditionnel, même si certains DAG imposent de faibles frais pour certains nœuds. Cette structure à faible coût est particulièrement adaptée aux microtransactions. Les DAG éliminent le minage classique, réduisant la consommation électrique et l’empreinte carbone. L’absence de temps de bloc supprime les attentes et résout les problèmes de scalabilité.

Parmi les inconvénients, la décentralisation demeure un enjeu, certains protocoles DAG comportant des aspects centralisés. De nombreux projets acceptent cela temporairement pour lancer leurs réseaux, mais le DAG n’a pas encore prouvé sa viabilité sans intervention tierce. Sans ces protections, les réseaux restent vulnérables. Par ailleurs, le DAG n’a pas été éprouvé à grande échelle comme la blockchain. Malgré plusieurs années d’existence, il n’a pas connu l’adoption massive de solutions telles que les technologies de scaling Layer-2.

Conclusion

Comprendre ce qu’est un Directed Acyclic Graph met en avant une technologie innovante et prometteuse dans le secteur des cryptomonnaies. Les Directed Acyclic Graphs proposent une approche disruptive, avec des avantages tels que la réduction des frais, la scalabilité et une meilleure efficacité énergétique comparativement aux blockchains traditionnelles. Toutefois, le DAG reste peu mature et affronte des défis qui l’empêchent de concurrencer pleinement la blockchain. La technologie demeure en développement, avec de nombreuses limites et opportunités à explorer. Les avantages démontrés par les systèmes DAG sont encourageants, et la communauté crypto suit de près leur évolution à mesure que de nouveaux usages apparaissent et que la technologie s’affine. Plutôt que de remplacer entièrement la blockchain, le DAG pourrait s’imposer comme solution complémentaire, offrant des alternatives pour certains cas d’usage où ses caractéristiques spécifiques sont particulièrement pertinentes.

FAQ

Que signifie Directed Acyclic Graph ?

Un Directed Acyclic Graph (DAG) est un graphe formé de nœuds reliés par des connexions orientées et sans boucle. Il est utilisé en crypto pour structurer efficacement les données et optimiser le traitement des transactions.

À quoi sert le DAG ?

Le DAG sert à représenter des flux de données, optimiser la séquence des tâches et accroître l’efficacité dans les systèmes distribués et les cryptomonnaies.

Qu’est-ce qu’un DAG, avec exemple ?

Un DAG est un graphe orienté acyclique composé de nœuds et d’arêtes, sans boucle. Exemple : un workflow où les tâches sont dépendantes les unes des autres, s’enchaînant dans une seule direction sans retour possible.

Quelle est la différence entre un Directed Acyclic Graph et un Directed Graph ?

Un Directed Graph possède des arêtes orientées, alors qu’un Directed Acyclic Graph (DAG) ne comporte ni cycle ni boucle. Les DAG sont des graphs orientés sans chemin circulaire.