O que é um directed acyclic graph (DAG)?

A tecnologia directed acyclic graph (DAG) constitui uma inovação de relevo no universo das criptomoedas e da blockchain. Enquanto estrutura de dados alternativa à blockchain tradicional, o DAG proporciona vantagens distintas em termos de processamento de transações, escalabilidade e eficiência energética. Este artigo aborda os princípios fundamentais do que é um directed acyclic graph, os seus mecanismos de funcionamento e as principais diferenças face aos sistemas de blockchain convencionais.

TL;DR

A compreensão do que é um directed acyclic graph começa pelo reconhecimento das vantagens essenciais relativamente às plataformas blockchain clássicas. A tecnologia DAG assegura maior rapidez nas transações e maior escalabilidade, ao suprimir a necessidade de criação e mineração de blocos. Ao contrário das blockchains, que estruturam os dados em blocos sequenciais, os DAG dispõem as transações sob a forma de nós interligados, o que potencia a eficiência e diminui o consumo energético. Este modelo apresenta ainda taxas de transação muito reduzidas ou inexistentes, sendo especialmente adequado para micropagamentos. Apesar do potencial do DAG, o objetivo não é substituir totalmente a blockchain, mas antes oferecer uma solução alternativa para contextos específicos. Não obstante as suas vantagens, os DAG enfrentam desafios como questões de centralização e ainda não provaram capacidade para suplantar a blockchain em todos os cenários.

DAG vs tecnologia blockchain

Para perceber o que é um directed acyclic graph, a comparação com a tecnologia blockchain tradicional é indispensável. Um directed acyclic graph é uma ferramenta especializada de modelação e estruturação de dados, adotada por algumas criptomoedas como alternativa à arquitetura clássica da blockchain. O termo "blockchain killer" é por vezes associado ao DAG, refletindo a opinião de certos especialistas de que poderá vir a superar os sistemas blockchain. Contudo, esta transição permanece incerta, já que a blockchain mantém uma posição dominante no ecossistema das criptomoedas.

A arquitetura de um DAG assenta em pressupostos radicalmente distintos dos da blockchain. Baseia-se numa estrutura de círculos e linhas, em que cada círculo (vértice) corresponde a uma atividade ou transação a integrar na rede. Cada linha (aresta) define a ordem de aprovação das transações, fluindo sempre numa única direção. É esta dinâmica unidirecional que dá origem ao termo "directed acyclic graph" – directed porque o fluxo é direcionado, acyclic porque os vértices nunca formam ciclos ou retornam ao ponto de partida.

Esta estrutura revela-se especialmente útil para modelação de dados, permitindo visualizar as relações entre diferentes variáveis e compreender como se influenciam mutuamente. No contexto das criptomoedas, os DAG facilitam o consenso em redes distribuídas. Uma diferença fulcral é que as transações não são agrupadas em blocos, sendo construídas diretamente umas sobre as outras, o que acelera de forma considerável as operações face aos sistemas de blockchain tradicionais.

Qual é a diferença entre um DAG e uma blockchain?

Ao analisar o que é um directed acyclic graph, torna-se evidente a importância de entender as suas diferenças relativamente à blockchain. Embora ambos desempenhem funções semelhantes no setor das criptomoedas, existem diferenças de base entre estas tecnologias. A principal reside no facto de os DAG não formarem blocos como as blockchains; em vez disso, constroem transações diretamente sobre anteriores, criando um fluxo validado e contínuo de operações.

Estruturalmente, os DAG são compostos por círculos e linhas, ao contrário dos blocos das blockchains. Esta distinção faz com que as blockchains se apresentem como cadeias de blocos ligados, enquanto os DAG se assemelham a grafos com múltiplos nós interconectados. Esta diferença estrutural tem impacto direto na forma como cada tecnologia processa transações, alcança consenso e se adapta ao crescimento das exigências da rede.

Como funciona a tecnologia DAG?

O funcionamento de um directed acyclic graph é simultaneamente simples e eficaz. Os sistemas baseados em DAG integram círculos (vértices) e linhas (arestas), cada vértice representando uma transação individual. As transações são adicionadas sequencialmente, numa construção contínua.

Quando um utilizador inicia uma transação, deve confirmar previamente uma transação submetida antes da sua. Estas transações pendentes denominam-se "tips". Para validar a sua própria transação, o utilizador confirma estas tips, tornando a sua operação a próxima tip a aguardar validação pelo utilizador seguinte. Este processo cria um ciclo contínuo, em que a comunidade constrói sucessivas camadas de transações, promovendo o crescimento orgânico da rede.

A tecnologia DAG incorpora mecanismos robustos contra ataques de double-spending. Quando os nós confirmam transações antigas, analisam todo o percurso transacional até à transação inicial. Esta verificação completa assegura saldo suficiente e legitimidade de todas as operações anteriores. Se um utilizador tentar construir sobre um percurso inválido, arrisca ver a sua transação ignorada, mesmo que seja válida, pois a cadeia é comprometida quando erros prévios invalidam o saldo.

Para que serve o DAG?

Conhecer o que é um directed acyclic graph implica identificar as suas aplicações práticas. O DAG é utilizado sobretudo para processar transações de modo mais eficiente do que os sistemas blockchain tradicionais. A inexistência de blocos elimina tempos de espera associados à criação e mineração, permitindo submeter múltiplas transações de forma quase instantânea. Basta validar as operações anteriores antes de avançar com uma nova transação.

A eficiência energética é outro benefício relevante do DAG. Ao contrário das blockchains baseadas em Proof of Work (PoW), que exigem elevado poder computacional, as criptomoedas com DAG consomem apenas uma fração dessa energia, mantendo a segurança através de um PoW adaptado.

Os DAG são particularmente indicados para micropagamentos. As blockchains tradicionais têm dificuldade em processar transações de baixo valor, já que as taxas podem ultrapassar o valor transferido. Nos DAG, as taxas de processamento são nulas ou mínimas, limitando-se a uma pequena taxa de nó que permanece estável mesmo em situações de congestionamento.

Que criptomoedas utilizam o DAG?

Apesar de muitos especialistas considerarem o DAG mais eficiente do que a blockchain, só um número restrito de projetos adotou esta tecnologia. A IOTA é um dos exemplos mais destacados, sendo acrónimo de Internet of Things Application.

Lançada em 2016, a IOTA (MIOTA) é reconhecida pela rapidez das transações, escalabilidade, segurança, privacidade e integridade dos dados. O projeto utiliza nós e tangles – agrupamentos de múltiplos nós usados para validar transações. Os utilizadores têm de validar duas transações para que a sua seja aprovada, garantindo a participação de todos no algoritmo de consenso e mantendo a descentralização da rede.

A Nano é outro projeto que utiliza DAG, adotando um modelo híbrido que conjuga elementos DAG e blockchain. Todos os dados são transmitidos por nós e cada utilizador mantém a sua carteira baseada em blockchain. Tanto o emissor como o destinatário validam os pagamentos, sendo o sistema reconhecido pela velocidade, escalabilidade, segurança, privacidade e ausência de taxas.

A BlockDAG também utiliza DAG, oferecendo rigs de mineração energeticamente eficientes e uma aplicação móvel para minerar tokens BDAG. Ao contrário do ciclo de halving de quatro anos do Bitcoin, o BDAG reduz a recompensa a cada doze meses.

Vantagens e desvantagens dos DAG

Tal como qualquer tecnologia, entender o que é um directed acyclic graph implica avaliar as vantagens e limitações associadas.

Entre as principais vantagens do DAG estão a velocidade, já que não existe limitação por tempo de bloco e as transações podem ser processadas sem restrições, a ausência ou redução substancial de taxas devido à inexistência de mineração tradicional, e a eliminação do consumo energético excessivo e da pegada de carbono. Este modelo é particularmente vantajoso para microtransações e resolve problemas de escalabilidade ao eliminar tempos de espera.

Por outro lado, a centralização é ainda uma preocupação, pois certos protocolos com DAG recorrem a elementos centralizados. Muitos projetos aceitam esta abordagem como transição para lançar as suas redes, mas o DAG ainda não demonstrou total autonomia sem intervenção de terceiros, o que pode expor as redes a ataques. Além disso, o DAG não foi testado em grande escala como as blockchains, mantendo uma adoção inferior face a tecnologias como as Layer-2.

Conclusão

Compreender o que é um directed acyclic graph evidencia uma tecnologia inovadora e com potencial significativo no setor das criptomoedas. Os directed acyclic graphs apresentam vantagens como menores taxas, maior escalabilidade e melhor eficiência energética face às blockchains tradicionais. Porém, continuam pouco desenvolvidos e enfrentam desafios que limitam a concorrência direta com a tecnologia blockchain estabelecida. O DAG encontra-se ainda em desenvolvimento, com limitações e oportunidades por explorar, mas o seu potencial é reconhecido pela comunidade cripto, que acompanha de perto a evolução da tecnologia. Em vez de substituir por completo a blockchain, o DAG pode assumir um papel complementar, oferecendo alternativas para aplicações onde as suas características únicas conferem vantagens específicas.

FAQ

O que significa directed acyclic graph?

Um Directed Acyclic Graph (DAG) é um grafo com ligações unidirecionais entre nós e sem ciclos. É utilizado em cripto para estruturar dados e processar transações de forma eficiente.

Para que serve o DAG?

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

O que é um DAG com exemplo?

Um DAG é um directed acyclic graph composto por nós e arestas, sem ciclos. Exemplo: um fluxo de trabalho em que as tarefas dependem umas das outras, fluindo numa só direção sem loops.

Qual é a diferença entre um directed acyclic graph e um directed graph?

Um directed graph tem arestas direcionadas, enquanto um directed acyclic graph (DAG) não apresenta ciclos ou loops. O DAG é um subconjunto dos directed graphs, sem caminhos circulares.