O que é um Directed Acyclic Graph (DAG)?

A tecnologia Directed Acyclic Graph (DAG) representa uma inovação relevante no setor das criptomoedas e dos registos distribuídos. Embora a blockchain continue a dominar o panorama fintech desde o seu aparecimento, o DAG tornou-se uma alternativa credível para superar os desafios de escalabilidade e eficiência das redes blockchain tradicionais. Este artigo apresenta os conceitos fundamentais da tecnologia DAG, a sua arquitetura, aplicações e compara-a com os sistemas blockchain convencionais.

TL;DR

A tecnologia DAG apresenta diversas vantagens em relação à arquitetura blockchain clássica. Ao eliminar a necessidade de criação e mineração de blocos, permite processar transações mais rapidamente e com maior escalabilidade. As transações são estruturadas como nós interligados, em vez de blocos sequenciais, otimizando a eficiência e reduzindo o consumo energético. Ao contrário das redes blockchain, que muitas vezes aplicam taxas elevadas, os sistemas baseados em DAG tendem a ter taxas mínimas ou nulas, o que os torna especialmente adequados para micropagamentos e transações de alta frequência. Importa sublinhar que o DAG não pretende substituir totalmente a blockchain, mas sim apresentar uma solução alternativa para casos de uso e requisitos específicos de projetos.

DAG vs tecnologia blockchain

Um Directed Acyclic Graph é um método de modelação e estruturação de dados que algumas criptomoedas utilizam como alternativa à arquitetura blockchain tradicional. Esta tecnologia veio conquistar adeptos que acreditam no seu potencial para superar a blockchain convencional. No entanto, ambas coexistem e têm funções distintas no ecossistema das criptomoedas.

A arquitetura DAG utiliza uma estrutura composta por círculos e linhas. Cada círculo, ou vértice, representa uma atividade ou transação individual a adicionar à rede. As linhas, denominadas arestas, indicam a ordem de aprovação e validação das transações. Uma característica distintiva desta arquitetura é o sentido único das arestas, que não criam ciclos. É desta propriedade que deriva o nome: “directed” remete para a direção única das arestas e “acyclic” para o facto de os vértices não formarem laços circulares.

Esta estrutura de dados é especialmente útil em aplicações de modelação de dados, permitindo analisar relações entre várias variáveis e perceber como se influenciam mutuamente. No contexto das criptomoedas, o DAG facilita o consenso em redes distribuídas. Ao contrário da blockchain, as transações não são agrupadas em blocos mas construídas diretamente umas sobre as outras, o que acelera o processamento das transações.

Qual a diferença entre um DAG e uma blockchain?

Embora DAG e blockchain tenham propósitos semelhantes no universo das criptomoedas, distinguem-se estrutural e operacionalmente. O principal fator diferenciador é que os sistemas baseados em DAG não criam blocos; as transações sobrepõem-se diretamente e de forma contínua.

Os DAG apresentam círculos e linhas formando um padrão semelhante a um gráfico, enquanto as blockchains são constituídas por cadeias sequenciais de blocos interligados. Esta diferença arquitetónica origina representações visuais distintas: as blockchains assemelham-se a uma linha de blocos ligados, enquanto os DAG se apresentam como gráficos interconectados, com múltiplos caminhos.

Como funciona a tecnologia DAG?

O funcionamento da tecnologia DAG baseia-se nos seus componentes e processos essenciais. Os sistemas DAG são compostos por círculos (vértices) e linhas (arestas), em que cada vértice representa uma transação individual, sobrepondo-se numa estrutura hierárquica.

Ao iniciar uma transação, o utilizador deve confirmar uma ou mais transações anteriores (“tips”) ainda não validadas. O processo de validação obriga à confirmação destes tips antes de submeter a nova transação à rede. Após validada, a transação torna-se ela própria um tip, aguardando confirmação por parte de outros utilizadores. Este ciclo contínuo permite que a comunidade construa sucessivas camadas de transações, promovendo o crescimento orgânico do sistema.

Para prevenir duplo gasto, o DAG integra um sistema de verificação avançado. Ao confirmar transações antigas, os nós analisam todo o percurso da transação até à origem, garantindo que os saldos são suficientes e todas as operações legítimas. Se um utilizador tentar construir sobre um percurso inválido, arrisca-se a ver a sua transação rejeitada, mesmo que seja legítima. Este mecanismo sustenta a integridade da rede, assegurando a validade de todas as transações.

Para que serve o DAG?

A tecnologia DAG tem várias aplicações práticas no ecossistema das criptomoedas. A principal é o processamento eficiente de transações face aos sistemas blockchain tradicionais. A ausência de blocos elimina tempos de espera associados à sua criação e mineração, permitindo o envio contínuo de transações. O único requisito é a confirmação das transações anteriores.

A eficiência energética é outra vantagem relevante. Ao contrário das blockchains que dependem de algoritmos Proof of Work (PoW) e consomem grandes quantidades de energia, as criptomoedas baseadas em DAG requerem energia mínima. Alguns sistemas DAG continuam a recorrer ao PoW, mas com um consumo muito inferior ao das redes blockchain convencionais.

O DAG destaca-se no processamento de micropagamentos, onde as blockchains tradicionais geralmente falham. Nas blockchains, as taxas de transação para micropagamentos podem superar o próprio valor do pagamento, tornando-os inviáveis. Os sistemas DAG resolvem este problema ao eliminar ou reduzir drasticamente as taxas, exigindo apenas taxas mínimas de nó, que se mantêm estáveis mesmo em períodos de congestionamento da rede.

Que criptomoedas utilizam DAG?

Apesar das vantagens, apenas alguns projetos de criptomoeda utilizam DAG atualmente. IOTA é um dos exemplos mais reconhecidos. O nome é um acrónimo de Internet of Things Application e o projeto destaca-se pela rapidez nas transações, escalabilidade, segurança, privacidade e integridade dos dados. O IOTA (MIOTA) recorre a nós e tangles—combinações de múltiplos nós para validar transações. O sistema exige que cada utilizador verifique duas transações antes de aprovar a sua, promovendo o consenso e a descentralização.

Nano é outro projeto relevante que utiliza DAG, adotando um modelo híbrido que combina elementos de DAG e blockchain. Os dados são transmitidos por nós e cada utilizador tem uma carteira própria baseada em blockchain. A validação exige confirmação do remetente e do destinatário. O Nano é reconhecido pela rapidez, escalabilidade, segurança, privacidade e ausência de taxas de transação.

BlockDAG é uma implementação mais recente da tecnologia DAG. O projeto disponibiliza rigs de mineração energeticamente eficientes e uma aplicação móvel para mineração de tokens BDAG. Ao contrário do ciclo de halving de quatro anos do Bitcoin, o BDAG realiza o halving a cada 12 meses, criando um modelo económico distinto para distribuição dos tokens.

Vantagens e desvantagens do DAG

Tal como qualquer tecnologia, o DAG apresenta benefícios e desafios que importa avaliar.

Entre os benefícios, destaca-se a velocidade—sem restrições de tempo de bloco, as transações são processadas sem limites, bastando a confirmação das anteriores. Habitualmente, a tecnologia opera com taxas nulas ou mínimas, já que não existe mineração nem necessidade de recompensas para mineradores, embora algumas implementações cobrem taxas reduzidas para operações específicas de nós. Este modelo é especialmente vantajoso para microtransações. A ausência de mineração tradicional implica também um consumo energético significativamente inferior, resultando numa pegada de carbono mínima. A inexistência de tempos de bloco elimina períodos de espera, solucionando problemas de escalabilidade comuns nas blockchains.

Quanto aos desafios, a descentralização continua a ser uma área de desenvolvimento, pois alguns protocolos DAG mantêm elementos centralizados nas fases iniciais. Esta abordagem serve para lançar as redes, mas os sistemas evoluem para maior independência. Sem maturidade suficiente, podem exigir medidas de segurança adicionais. Além disso, a tecnologia DAG está ainda a ser testada em larga escala face aos protocolos blockchain consolidados. Apesar de existir há vários anos, o DAG procura uma adoção generalizada semelhante a soluções como Layer-2, o que representa oportunidades para validação e crescimento sustentado.

Conclusão

Os Directed Acyclic Graphs são uma tecnologia inovadora com elevado potencial no universo das criptomoedas e dos registos distribuídos. O DAG oferece vantagens evidentes face à blockchain tradicional, como taxas mais baixas, processamento mais rápido, menor consumo energético e maior escalabilidade. No entanto, esta tecnologia continua a evoluir e a amadurecer, enfrentando desafios que a distinguem da blockchain estabelecida. Questões como a descentralização e a implementação em larga escala permanecem áreas de desenvolvimento ativo até que o DAG atinja todo o seu potencial. A evolução constante sugere que as suas capacidades e possibilidades continuam a ser exploradas. As vantagens já evidenciadas pelas implementações existentes são promissoras, e a comunidade mantém-se atenta à evolução da tecnologia, à medida que surgem novos casos de uso e o DAG se consolida. Em vez de ser um substituto da blockchain, o DAG deve ser visto como uma tecnologia complementar, oferecendo alternativas para aplicações e necessidades específicas no ecossistema de registos distribuídos, com cada implementação a acrescentar inovações únicas ao setor das criptomoedas.

FAQ

O que significa DAG?

DAG significa Directed Acyclic Graph. É uma estrutura de dados aplicada na tecnologia blockchain para representar transações e respetivas relações.

O que é DAG na gíria?

DAG, enquanto termo informal, designa Directed Acyclic Graph, uma estrutura de dados usada em certas criptomoedas para transações mais rápidas e escaláveis do que as blockchains tradicionais.

O que é DAG?

DAG (Directed Acyclic Graph) é uma estrutura de dados utilizada por determinadas criptomoedas para aumentar a escalabilidade e velocidade das transações, permitindo processamento paralelo, ao contrário das blockchains convencionais.