diagram DAG

Directed Acyclic Graph (DAG) adalah struktur data graf khusus yang terdiri atas node dan edge terarah, di mana setiap edge memiliki arah tertentu dan tidak terdapat siklus di dalam graf tersebut. Dalam ranah blockchain dan cryptocurrency, teknologi DAG menjadi alternatif struktur ledger terdistribusi selain blockchain tradisional, menawarkan solusi potensial untuk mengatasi keterbatasan blockchain seperti kecepatan transaksi yang lambat dan masalah skalabilitas. DAG memungkinkan transaksi divalidasi dan dikonfirmasi secara paralel, bukan dengan mengelompokkan transaksi ke dalam blok berurutan seperti pada blockchain tradisional, sehingga mampu mencapai throughput lebih tinggi dan latensi transaksi lebih rendah.

Latar Belakang: Asal Usul Directed Acyclic Graph

Directed Acyclic Graph berasal dari bidang ilmu komputer dan matematika sebagai struktur data untuk merepresentasikan hubungan ketergantungan antar elemen. Dalam dunia blockchain, penerapan DAG mulai berkembang sekitar tahun 2015, saat sejumlah proyek mulai mengeksplorasi alternatif struktur blockchain seperti Bitcoin dan Ethereum.

Pengadopsi awal DAG di dunia cryptocurrency meliputi IOTA’s Tangle, Byteball (sekarang Obyte), dan struktur Block Lattice milik Nano. Proyek-proyek tersebut berupaya menjawab trilema blockchain (keamanan, desentralisasi, skalabilitas), terutama untuk aplikasi yang memerlukan throughput tinggi dan biaya rendah seperti Internet of Things (IoT) dan micropayment.

Seiring waktu, teknologi DAG berkembang dari tahap proof-of-concept menuju penerapan praktis. Berbagai proyek mengimplementasikan DAG dengan pendekatan berbeda, namun ide utamanya tetap memanfaatkan struktur graf alih-alih rantai untuk menghasilkan mekanisme pemrosesan transaksi yang lebih efisien.

Mekanisme Kerja: Cara Directed Acyclic Graph Berfungsi

Mekanisme kerja utama Directed Acyclic Graph didasarkan pada beberapa prinsip penting:

1. Mekanisme validasi transaksi: Dalam sistem DAG, transaksi baru harus memvalidasi satu atau lebih transaksi sebelumnya agar diterima oleh jaringan. Pendekatan ini membuat setiap transaksi berperan sebagai objek yang divalidasi sekaligus validator, sehingga membentuk jaringan yang dapat memelihara dirinya sendiri.

2. Proses pembentukan konsensus: DAG menentukan validitas transaksi melalui akumulasi bobot atau tingkat kepercayaan. Semakin banyak transaksi baru yang secara langsung atau tidak langsung mereferensikan suatu transaksi, maka transaksi tersebut mendapatkan konfirmasi lebih banyak sehingga tingkat konfirmasi akhirnya meningkat.

3. Struktur transaksi: Setiap node transaksi biasanya berisi data transaksi, tanda tangan, dan referensi (edge) ke transaksi sebelumnya. Referensi ini membangun hubungan ketergantungan antar transaksi, membentuk struktur graf terarah.

4. Resolusi konflik: Saat terjadi transaksi yang saling bertentangan di jaringan (misalnya upaya double-spending), sistem DAG biasanya menggunakan perbandingan bobot atau mekanisme prioritas first-seen untuk menentukan transaksi mana yang valid.

Berbeda dengan blockchain tradisional, DAG memungkinkan pemrosesan transaksi paralel tanpa batasan ukuran blok maupun waktu pembuatan blok yang tetap. Secara teoritis, throughput dapat meningkat bersamaan dengan meningkatnya aktivitas jaringan, sehingga skalabilitas menjadi lebih baik.

Apa saja risiko dan tantangan Directed Acyclic Graph?

Walaupun menawarkan potensi dalam mengatasi beberapa keterbatasan blockchain, teknologi Directed Acyclic Graph menghadapi tantangan tersendiri:

1. Pertimbangan keamanan: Sistem DAG bisa lebih rentan terhadap serangan bila jumlah partisipan jaringan sedikit. Ketika volume transaksi rendah, pelaku jahat dapat lebih mudah mengakumulasi kekuatan komputasi yang cukup untuk memengaruhi konsensus jaringan.

2. Isu desentralisasi dan koordinasi: Beberapa implementasi DAG membutuhkan koordinator pusat atau mekanisme sejenis untuk mencegah serangan tertentu, yang dapat memengaruhi tingkat desentralisasi sistem.

3. Kematangan teknis: Dibandingkan blockchain yang sudah teruji selama lebih dari satu dekade, aplikasi DAG di cryptocurrency relatif masih muda, sehingga keamanan dan keandalannya dalam jangka panjang belum sepenuhnya terbukti.

4. Kompleksitas: Model pemrosesan paralel DAG meningkatkan kompleksitas sistem, berpotensi menyebabkan perilaku jaringan yang kurang dapat diprediksi dan mode kegagalan yang lebih rumit.

5. Pencapaian konsensus: Menjamin seluruh node menyetujui status DAG dalam lingkungan terdistribusi, terutama saat terjadi partisi jaringan atau keterlambatan, masih menjadi tantangan teknis.

6. Ketidakpastian regulasi: Seperti teknologi kripto inovatif lainnya, DAG menghadapi lingkungan regulasi yang belum pasti, dengan banyak negara belum memiliki posisi hukum yang jelas terhadap teknologi ini.

Penerapan teknologi Directed Acyclic Graph dalam blockchain dan cryptocurrency masih berada di tahap pengembangan, dengan potensi dan risiko yang berjalan berdampingan, sehingga memerlukan penelitian dan praktik lebih lanjut untuk memvalidasi kelayakan jangka panjangnya.

Teknologi Directed Acyclic Graph (DAG) merupakan arah inovasi penting bagi teknologi ledger terdistribusi. Dengan mengatasi keterbatasan struktur linier pada blockchain, DAG membuka peluang pemrosesan transaksi ber-throughput tinggi dan latensi rendah, sangat cocok untuk IoT, micropayment, dan skenario aplikasi sejenis. Kehadiran DAG memperkaya keragaman teknologi ledger terdistribusi, memberikan lebih banyak pilihan teknis untuk berbagai kebutuhan aplikasi.

Namun, seperti halnya teknologi baru lainnya, DAG perlu menghadapi berbagai tantangan agar dapat mewujudkan potensi yang dijanjikan. Dengan riset yang lebih mendalam dan penerapan praktis yang terus berkembang, teknologi DAG diharapkan semakin matang dan berpotensi melengkapi blockchain tradisional di sektor tertentu, bersama-sama mendorong perkembangan serta perluasan aplikasi teknologi ledger terdistribusi. Ke depannya, apakah teknologi DAG dapat menjadi arus utama akan sangat bergantung pada kemampuannya menyelesaikan masalah nyata dan menyeimbangkan aspek keamanan serta skalabilitas.