diagrama DAG

Um Directed Acyclic Graph (DAG) é uma estrutura de dados gráfica especializada, composta por nós e arestas direcionadas, em que as arestas têm uma direção específica e não existem ciclos no grafo. No contexto da blockchain e das criptomoedas, a tecnologia DAG representa uma alternativa à estrutura de registo distribuído tradicional das blockchains, oferecendo uma solução potencial para superar limitações como velocidades de transação reduzidas e problemas de escalabilidade. O DAG possibilita a validação e confirmação paralela de múltiplas transações, em vez de agrupar transações em blocos sequenciais como acontece nas blockchains convencionais, permitindo assim maior capacidade de processamento e menor latência nas transações.

Contexto: Origem dos Directed Acyclic Graphs

Os Directed Acyclic Graphs surgiram nas áreas da informática e da matemática como estrutura de dados para expressar relações de dependência entre elementos. No universo blockchain, as aplicações DAG começaram a ser exploradas por volta de 2015, quando vários projetos procuraram alternativas às estruturas tradicionais de blockchain como Bitcoin e Ethereum.

Entre os primeiros projetos a adotar DAG no setor das criptomoedas incluem-se o Tangle da IOTA, Byteball (atualmente Obyte) e a Block Lattice da Nano. Estes projetos procuraram responder ao trilema da blockchain (segurança, descentralização, escalabilidade), especialmente em aplicações que exigem elevada capacidade de processamento e taxas baixas, como a Internet of Things (IoT) e micropagamentos.

Ao longo do tempo, a tecnologia DAG evoluiu dos estágios iniciais de prova de conceito para a implementação prática. Diferentes projetos adotam abordagens distintas na implementação de DAG, mas o princípio central permanece: utilizar estruturas gráficas em vez de cadeias para obter mecanismos de processamento de transações mais eficientes.

Mecanismo de Funcionamento: Como Operam os Directed Acyclic Graphs

O funcionamento dos Directed Acyclic Graphs baseia-se em vários princípios fundamentais:

1. Mecanismo de validação de transações: Nos sistemas DAG, as transações recém-submetidas devem validar uma ou mais transações anteriores para serem aceites pela rede. Assim, cada transação funciona simultaneamente como objeto validado e como validador, formando uma rede auto-sustentável.

2. Processo de formação de consenso: Nos DAG, a validade das transações é determinada pela acumulação de peso ou “níveis de confiança”. Quanto mais transações novas referenciam direta ou indiretamente uma transação, mais confirmações esta recebe, aumentando o seu nível de confirmação final.

3. Estrutura das transações: Cada nó de transação contém geralmente os dados da transação, assinaturas e referências (arestas) a transações anteriores. Estas referências estabelecem dependências entre transações, formando a estrutura gráfica direcionada.

4. Resolução de conflitos: Quando surgem transações conflitantes na rede (por exemplo, tentativas de duplo gasto), os sistemas DAG recorrem normalmente à comparação de peso ou à prioridade de primeira visualização para decidir qual a transação válida.

Ao contrário das blockchains tradicionais, os DAG permitem o processamento paralelo de transações sem limitações de tamanho de bloco ou tempos fixos de geração de blocos. Em teoria, a capacidade de processamento pode aumentar à medida que cresce a atividade da rede, demonstrando melhor escalabilidade.

Quais são os riscos e desafios dos Directed Acyclic Graphs?

Apesar de apresentarem potencial para superar algumas limitações das blockchains, a tecnologia Directed Acyclic Graph enfrenta desafios específicos:

1. Considerações de segurança: Os sistemas DAG podem ser mais vulneráveis a ataques quando há poucos participantes na rede. Com volumes de transações baixos, atores maliciosos podem acumular mais facilmente poder computacional suficiente para influenciar o consenso da rede.

2. Questões de descentralização e coordenação: Certas implementações de DAG requerem mecanismos de coordenação central para prevenir ataques específicos, o que pode comprometer o grau de descentralização do sistema.

3. Maturidade técnica: Em comparação com a tecnologia blockchain, já validada ao longo de mais de uma década, as aplicações DAG em criptomoedas são ainda recentes, e a sua segurança e fiabilidade a longo prazo permanecem por comprovar.

4. Complexidade: O modelo de processamento paralelo dos DAG aumenta a complexidade do sistema, podendo originar comportamentos de rede menos previsíveis e modos de falha mais complexos.

5. Alcance de consenso: Garantir que todos os nós concordam quanto ao estado do DAG num ambiente distribuído, especialmente em situações de partição de rede ou atrasos, continua a ser um desafio técnico.

6. Incerteza regulatória: Tal como acontece com outras tecnologias inovadoras de criptoativos, os DAG enfrentam ambientes regulatórios incertos, com muitos países a manterem posições legais indefinidas relativamente a estas tecnologias.

A aplicação da tecnologia Directed Acyclic Graph na blockchain e nas criptomoedas permanece em fase de desenvolvimento, coexistindo potencial e riscos, sendo necessário aprofundar a investigação e a prática para validar a sua viabilidade a longo prazo.

A tecnologia Directed Acyclic Graph (DAG) representa uma direção inovadora relevante para os registos distribuídos. Ao ultrapassar as limitações estruturais lineares das blockchains, permite o processamento de transações com elevada capacidade e baixa latência, especialmente adequado para IoT, micropagamentos e cenários de aplicação similares. O surgimento dos DAG veio enriquecer a diversidade das tecnologias de registo distribuído, oferecendo mais opções técnicas para diferentes cenários de utilização.

No entanto, tal como qualquer tecnologia emergente, os DAG precisam de superar diversos desafios para concretizar o potencial prometido. Com o aprofundamento da investigação e o aumento das aplicações práticas, espera-se que a tecnologia DAG evolua e venha a complementar as blockchains tradicionais em áreas específicas, promovendo em conjunto o desenvolvimento e a expansão das tecnologias de registo distribuído. No futuro, o sucesso dos DAG como tecnologia dominante dependerá da sua capacidade para resolver problemas práticos e equilibrar segurança com escalabilidade.