Os Gráficos Acíclicos Dirigidos (DAGs) são o novo tópico quente na indústria de criptomoedas e blockchain. O seu objetivo é resolver a descentralização de forma diferente, oferecendo transações gratuitas e rápidas.

A tecnologia blockchain tem agora uma década. A sua criação deu início à revolução descentralizada, dando origem a muitas outras tecnologias notáveis de contabilidade distribuída (DLTs). Estas DLTs são únicas, uma vez que tentam resolver as desvantagens da blockchain.

Agora pode encontrar muitas tecnologias de contabilidade distribuída emocionantes, como R3 Corda, Hashgraph e Iota Tangle. Destas três tecnologias de contabilidade distribuída populares, Iota e Hashgraph usam Gráficos Acíclicos Dirigidos (DAGs).

O que é DAG em Ciência da Computação?

Em ciência da computação, DAG é um gráfico com vértices e arestas. O gráfico é dirigido, e cada nó está conectado ao outro. É uma estrutura de dados útil que permite aos cientistas da computação e matemáticos modelar conectividade, probabilidade e causalidade.

Outro aspeto importante é a sua característica acíclica, o que significa que o gráfico não é um circuito/ciclo completo. Isto significa que não poderá visitar o mesmo nó duas vezes. DAG também inibe a ordenação topológica onde o valor do nó inicial é menor do que o valor do nó final.

O que é DAG em Criptomoeda e Blockchain?

DAG também é útil em criptomoedas ou no design de outras tecnologias de registro distribuído (DLTs). Isso ocorre porque são mais rápidos em comparação com a abordagem tradicional de blockchain.

Num blockchain, os blocos são criados e ligados para armazenar e recuperar informações. No entanto, DAG usa vértices e arestas. Isto significa que os vértices armazenam transações de criptomoeda ou blockchain. Como o DAG é topológico, os vértices gravados estão uns sobre os outros.

Criptomoedas baseadas em DAG ou DLT podem funcionar com Proof-of-Work (PoW) ou sem ele. A possibilidade de fazer a tecnologia de contabilidade distribuída funcionar sem mineração significa uma abordagem mais rápida e eficiente em termos energéticos, especialmente quando comparada a soluções tradicionais de blockchain como o Ethereum.

Além disso, o DAG também traz eficiência de armazenamento de dados e já é visto como um substituto do blockchain para pagamentos e transações online.

Por último, a criação de nós/vértices DAG torna o processo de transação instantâneo. Em resumo, os DAGs trazem uma melhor estabilidade e escalabilidade de rede.

Como Funciona DAG?

DAG em criptomoeda funciona armazenando informações em vértices (nós). Aqui a estrutura do nó representa informações de transação. Como não há a ideia de “blocos” em jogo, a mineração não é necessária para criar, verificar e estender a blockchain. Com DAG, as transações são escritas instantaneamente em vértices construídos uns sobre os outros.

A criptomoeda alimentada por DAG utiliza prova de trabalho (POW) ou outros algoritmos de consenso para validar transações e garantir alguma forma de consenso.

Vamos passar por um exemplo para obter uma melhor compreensão.

John, um trader, fez uma nova transação ao transferir criptomoeda alimentada por DAG para outra pessoa, Sly. À medida que uma nova transação nasce, o DAG deve verificá-la fazendo referência a uma transação anterior. A referência é feita para múltiplas transações para garantir uma prova sólida da transação.

Algoritmos de consenso em cripto ou DLT baseados em DAG dependem de dicas para determinar qual nó verifica a transação. Assim, um nó pode ter uma influência significativa na verificação da transação e a seleção é feita com base no peso acumulado (número de confirmações).

As transações de John permanecem não confirmadas até serem referenciadas por John ou por outra pessoa que construa em cima da transação de John. Na prática, apenas nós com peso mais elevado provavelmente continuarão a verificar transações para garantir o crescimento adequado da rede.

Como é que o DAG impede a dupla despesa?

Por último, os nós da DAG são capazes de detetar gastos duplos. Verifica transações mais antigas e procura o saldo suficiente do remetente, chegando mesmo à primeira transação da DAG do remetente. Se o remetente não tiver saldo suficiente, rejeita a transação. A DAG só precisa de verificar um único caminho, mesmo quando existem vários caminhos. Em contraste, a proteção contra gastos duplos da blockchain é adequada, mas pode custar muito mais (em termos de energia e tempo) do que as DAGs.

Para ver visualmente como o DAG se parece, veja a imagem abaixo.

O algoritmo do DAG sempre prefere um nó com peso acumulado elevado para superar o problema de múltiplos ramos não estarem cientes uns dos outros. Desta forma, as transações mais recentes estão maioritariamente ligadas através da ponta e farão sempre referência a transações mais antigas para efeitos de verificação. A abordagem seletiva também descarta caminhos mais fracos e elimina-os à medida que a rede cresce.

Se olharmos para a blockchain, as transações são consideradas como "gastas" após seis confirmações para garantir confiança no sistema.

Em resumo, DAG faz o seguinte:

• Selecionar nós com peso acumulado elevado.
• Siga o caminho da transação anterior para garantir que as gorjetas não sejam gastas duas vezes e tenham saldo de gastos suficiente.
• Adicione a transação à rede uma vez satisfeito.

DAG DLT Use-Cases

Iota Tangle

O Iota implementa o Tangle, um algoritmo de consenso DAG. Segue uma regra simples de validação conectando-se a duas transações anteriores. Esta abordagem é benéfica, pois fortalece a rede com cada transação adicionada. Além disso, não requer mineração para atingir um consenso.

Para parar a dupla despesa, contém transações que não são 1/3 da transação. Desta forma, ninguém pode assumir o controle de toda a cadeia e fazer dupla despesa.

No entanto, o IoTa Tangle não é verdadeiramente descentralizado, pois utiliza um nó centralizado, o “O Coordenador”. No entanto, ajuda toda a rede ao supervisionar as transações e garantir que não ocorram conflitos.

Hedera Hashgraph

Hedera Hashgraph é uma Tecnologia de Livro-Razão Distribuído empresarial público. Utiliza uma abordagem diferente ao usar DAG em vez de uma blockchain. Tal como o Tangle Iota, também não é genuinamente descentralizado. Em vez disso, é supervisionado por um conselho global de líderes empresariais, incluindo Google, Boeing e Deutsche Telekom.

Sob o capô, Hashgraph utiliza o protocolo Gossip. Neste protocolo, os nós partilham informações e alcançam um consenso para aprovar transações. Um rasto de auditoria é anexado ao livro-razão distribuído com cada transação adicionada.

Casos de Uso de Cripto DAG

Obyte

Obyte é uma criptomoeda popular que utiliza um livro-razão baseado em DAG. Funciona sem intermediários para criar um processo de transação sem intermediários. No entanto, utiliza um sistema de validação para proteger a rede contra gastos duplos.

Nano

Nano é uma plataforma descentralizada sem taxas que utiliza o Gráfico Acíclico Dirigido conhecido como o bloco de grade. A rede é rápida e não tem taxas associadas a ela. Sua arquitetura é uma mistura de blockchain e DAG e, portanto, fornece descentralização out of the box.

DAG vs. Blockchain

DAG e Blockchain são abordagens fundamentalmente diferentes. No entanto, ambos se enquadram nas tecnologias de registro distribuído. Para obter uma melhor compreensão, vamos discutir suas diferenças abaixo.

Estrutura

A estrutura da rede de abordagem de blockchain consiste em nós conectando-se através de um blockchain. Esta ordem cronológica é inalterável. Além disso, as transações são agrupadas em blocos com validação armazenada neles. Quando novas transações ocorrem, são adicionadas a um bloco e anexadas ao bloco anterior para fins de validação.

Por outro lado, o DAG segue uma abordagem topológica onde cada nó representa uma transação. A cadeia de nós atua como uma forma de referenciar transações mais antigas e evitar gastos duplos. A estrutura de árvore pode ter vários caminhos. No entanto, novas transações só requerem um caminho de rastreamento para serem validadas.

Consensus

DLT baseado em blockchain depende muito do Proof-of-Work. Precisa que os nós participantes façam mineração, que é um processo intensivo em computação e ávido por recursos. Os mineiros que participam recebem prêmios por validar transações.

A abordagem do DAG é validar cada transação separadamente. Utiliza as transações anteriores como conhecimento de validação. Os validadores e mineiros participam. Além disso, as transações são na sua maioria gratuitas.

Prós e Contras do DAG

Nesta secção, iremos analisar mais de perto os prós e contras do DAG.

Vantagens do DAG

• O DAG é rápido, considerando que não requer mineiros para adicionar vértices. Além disso, a abordagem topológica do DAG permite uma maneira rápida de verificar os caminhos de transação mais antigos para evitar gastos duplos.
• Os DAGs não usam mineração, tornando-os amigos do ambiente.
• Devido à ausência de mineiros, DAG tem taxas mínimas a zero associadas à verificação da transação.
• Os DAGs são altamente escaláveis e podem processar muito mais transações por segundo do que as redes tradicionais de blockchain.

Cons do DAG

• A ideia por trás do DAG é torná-lo semi descentralizado e não genuinamente descentralizado. A maioria dos protocolos DAG é de natureza centralizada.

Pensamentos Finais

O Gráfico Acíclico Dirigido (DAG) é uma excelente alternativa à blockchain. Resolve problemas-chave associados à blockchain, oferecendo uma forma rápida e eficaz de disponibilizar tecnologia de livro-razão distribuído. No entanto, não é totalmente descentralizado. Depende de um conselho ou nó centralizado para supervisionar as transações e conflitos e manter tudo sob as regras.