O que é um Directed Acyclic Graph (DAG)?

A tecnologia Directed Acyclic Graph (DAG) marca uma inovação relevante no setor de criptomoedas e blockchain. Ao servir como estrutura alternativa à blockchain tradicional, o DAG proporciona vantagens distintas em processamento de transações, escalabilidade e eficiência energética. Neste artigo, você irá conhecer os fundamentos do Directed Acyclic Graph, seu funcionamento operacional e como se compara aos sistemas convencionais de blockchain.

Resumo

Entender o Directed Acyclic Graph começa ao reconhecer seus principais diferenciais em relação ao blockchain tradicional. O DAG entrega transações mais rápidas e escalabilidade superior, pois elimina a necessidade de criar e minerar blocos. Enquanto blockchains organizam dados em blocos sequenciais, o DAG estrutura transações como nós conectados, o que aumenta a eficiência e reduz o consumo de energia. A tecnologia também oferece taxas de transação muito baixas ou inexistentes, sendo ideal para micropagamentos. Embora o DAG seja promissor, não busca substituir o blockchain de forma integral, mas sim atuar como solução alternativa para projetos específicos. Apesar dos benefícios, o DAG enfrenta obstáculos, como questões de centralização, e ainda não demonstrou capacidade de substituir o blockchain em todos os cenários.

DAG vs tecnologia blockchain

Para compreender o Directed Acyclic Graph, é fundamental compará-lo à tecnologia blockchain tradicional. O DAG é uma ferramenta especializada para modelagem e estruturação de dados, utilizada por determinadas criptomoedas como alternativa à arquitetura clássica de blockchain. O termo "blockchain killer" é por vezes atribuído ao DAG, refletindo a opinião de especialistas que acreditam em seu potencial de substituir sistemas blockchain. No entanto, essa mudança segue incerta, já que o blockchain permanece dominante no segmento de criptomoedas.

A arquitetura do DAG opera em princípio distinto. Ela é composta por círculos e linhas, onde cada círculo (vértice) representa uma atividade ou transação na rede. Cada linha (aresta) indica a ordem de aprovação das transações, sempre em uma só direção. Esse fluxo unidirecional define o conceito de "Directed Acyclic Graph" – directed porque o sentido é único, acyclic porque os vértices não retornam ao ponto inicial.

Tal estrutura é especialmente útil para modelagem de dados, permitindo aos usuários analisar relações entre variáveis e como elas interagem. No setor de criptomoedas, o DAG contribui para projetos alcançarem consenso em redes distribuídas. A diferença central é que as transações não são agrupadas em blocos, mas construídas diretamente umas sobre as outras, o que resulta em velocidades de transação muito superiores às do blockchain tradicional.

Qual a diferença entre um DAG e um blockchain?

Ao explorar o Directed Acyclic Graph, entender suas distinções em relação ao blockchain é essencial. Embora ambos cumpram funções similares no mercado cripto, há diferenças fundamentais. O ponto principal é que os DAGs não criam blocos, como ocorre no blockchain. Em vez disso, as transações são construídas diretamente sobre as anteriores, gerando um fluxo contínuo de validações.

Estruturalmente, DAGs são formados por círculos e linhas, não por blocos. Essa diferença faz com que blockchains se pareçam com cadeias de blocos ligados, enquanto os DAGs lembram grafos com múltiplos nós conectados. Essa distinção impacta fortemente o processamento de transações, o mecanismo de consenso e a escalabilidade de cada tecnologia diante do aumento da demanda.

Como funciona a tecnologia DAG?

O funcionamento do Directed Acyclic Graph é simples e eficiente. Sistemas baseados em DAG são compostos por círculos (vértices) e linhas (arestas), cada vértice sendo uma transação individual. As transações são construídas em sequência, de forma contínua.

Quando um usuário inicia uma transação, precisa antes confirmar uma transação anterior ainda pendente, chamada de "tip". Para registrar sua própria transação, é necessário validar esses tips; então, sua transação se torna o novo tip, aguardando validação do próximo usuário. Esse processo cria um ciclo contínuo em que a comunidade sobrepõe camadas de transações, permitindo a expansão orgânica do sistema.

A tecnologia DAG possui um sistema robusto para impedir ataques de gasto duplo. Ao confirmar transações passadas, os nós avaliam todo o caminho da transação até a origem. Essa verificação garante saldo suficiente e legitimidade das operações anteriores. Usuários que tentam construir sobre caminhos inválidos podem ter suas transações ignoradas, mesmo que sejam legítimas, pois se o saldo não for aprovado devido a transações anteriores inválidas, toda a cadeia é comprometida.

Para que serve o DAG?

Compreender o Directed Acyclic Graph envolve conhecer suas aplicações práticas. O DAG é utilizado principalmente para processar transações com maior eficiência do que sistemas blockchain. A ausência de blocos elimina os tempos de espera de criação e mineração, permitindo envio rápido de várias transações. O usuário só precisa confirmar uma transação anterior para registrar a sua.

A eficiência energética é outro destaque. Ao contrário de blockchains com algoritmos de consenso Proof of Work (PoW), que demandam alto poder computacional, criptomoedas baseadas em DAG consomem bem menos energia, mantendo a segurança via PoW modificado.

DAGs são especialmente indicados para micropagamentos. Sistemas distribuídos baseados em blockchain enfrentam dificuldades com pequenas transações, pois as taxas podem superar o valor do pagamento. Com DAGs, as taxas de processamento são mínimas ou nulas, havendo apenas uma taxa de nó pequena e estável mesmo em períodos de congestionamento.

Quais criptomoedas usam DAG?

Mesmo que muitos especialistas vejam o DAG como mais eficiente que o blockchain, poucos projetos adotaram essa tecnologia. IOTA é um exemplo relevante, representando Internet of Things Application.

Lançada em 2016, a IOTA (MIOTA) se destacou por transações rápidas, escalabilidade, segurança, privacidade e integridade de dados. O projeto utiliza nós e tangles – múltiplos nós combinados para validar transações. Cada usuário deve verificar duas outras transações para aprovar a sua, garantindo participação universal no consenso e descentralização completa da rede.

Nano é outro projeto que utiliza DAG, adotando uma abordagem híbrida ao mesclar DAG e blockchain. Todos os dados passam pelos nós e cada usuário mantém uma carteira baseada em blockchain. Remetente e destinatário devem validar os pagamentos, e o sistema é reconhecido por transações rápidas, escalabilidade, segurança, privacidade e taxas zero.

BlockDAG também utiliza DAG, oferecendo rigs de mineração eficientes em energia e um aplicativo móvel para minerar BDAG tokens. Diferente do ciclo de halving do Bitcoin a cada quatro anos, o BDAG adota um cronograma de halving anual.

Vantagens e desvantagens do DAG

Como toda tecnologia, entender o Directed Acyclic Graph requer análise dos pontos positivos e negativos.

Entre os benefícios do DAG estão velocidade excepcional, já que o sistema não é limitado pelo tempo de bloco, permitindo processamento de transações a qualquer momento e sem limite de quantidade. As taxas são nulas ou mínimas, porque não há mineração tradicional exigindo recompensas, embora alguns DAGs exijam pequenas taxas para nós especializados. Essa configuração é especialmente favorável para microtransações. O DAG elimina operações de mineração convencionais, reduzindo o consumo de energia e o impacto ambiental. Além disso, a ausência de tempos de bloco elimina esperas prolongadas, resolvendo problemas de escalabilidade.

Por outro lado, o DAG enfrenta desvantagens. Descentralização é um desafio, pois certos protocolos apresentam elementos centralizados. Muitos projetos aceitam essa abordagem de forma temporária para iniciar suas redes, mas ainda não se comprovou que o DAG possa prosperar sem intervenção externa. Sem essas proteções, as redes ficam vulneráveis a ataques. Ademais, o DAG não foi testado em larga escala como os protocolos blockchain. Embora exista há alguns anos, sua adoção ainda é inferior à de soluções como tecnologias de escalabilidade Layer-2.

Conclusão

Compreender o Directed Acyclic Graph revela uma tecnologia inovadora e promissora, com grande potencial no universo das criptomoedas. Os grafos direcionados acíclicos representam uma abordagem disruptiva, oferecendo vantagens evidentes como taxas baixas, alta escalabilidade e eficiência energética superior frente ao blockchain tradicional. Porém, os DAGs ainda estão em fase de desenvolvimento e enfrentam desafios que impedem uma substituição total do blockchain consolidado. A tecnologia segue evoluindo, com limitações e oportunidades a explorar. Mesmo assim, as vantagens dos sistemas DAG são promissoras, e o mercado cripto aguarda para ver como essa tecnologia se desenvolverá com novos casos de uso e amadurecimento. Ao invés de substituir o blockchain totalmente, compreender o Directed Acyclic Graph mostra que os DAGs podem atuar como solução complementar, oferecendo alternativas para aplicações específicas em que suas características únicas trazem diferenciais relevantes.

Perguntas frequentes

O que significa Directed Acyclic Graph?

Um Directed Acyclic Graph (DAG) é um grafo com conexões unidirecionais entre nós e sem ciclos. No universo cripto, é utilizado para estruturar dados de forma eficiente e processar transações.

Para que serve o DAG?

O DAG é usado para representar fluxos de dados, otimizar sequências de tarefas e aumentar a eficiência em sistemas distribuídos e criptomoedas.

O que é DAG, com exemplo?

Um DAG é um grafo direcionado acíclico com nós e arestas, sem ciclos. Exemplo: um fluxo de trabalho no qual as tarefas têm dependências, seguindo sempre em uma direção, sem loops.

Qual a diferença entre Directed Acyclic Graph e Directed Graph?

Um Directed Graph tem arestas direcionadas, enquanto o Directed Acyclic Graph (DAG) não possui ciclos ou loops. Os DAGs são um subconjunto dos Directed Graphs, caracterizados pela ausência de caminhos circulares.