O que é um Grafo Acíclico Dirigido (DAG)?

Um Gráfico Acíclico Direcionado (DAG) é uma estrutura de dados da teoria dos grafos na qual os nós são conectados por arestas direcionais que nunca retornam a um nó anterior. No campo da Criptomoeda, o DAG substitui a cadeia linear de blocos por uma rede interconectada de transações, onde cada nova transação valida duas ou mais transações anteriores.

O DAG não é um tipo de Blockchain. Tanto a Blockchain quanto o DAG são tipos de tecnologia de ledger distribuído (DLT), mas eles utilizam diferentes estruturas de dados para registrar e validar transações. Ambos compartilham o objetivo da descentralização: eliminar a necessidade de uma autoridade central para verificar e registrar transferências de valor.

Se a blockchain é uma via ferroviária única onde os trens devem seguir uns aos outros em sequência, a tecnologia DAG é mais parecida com uma rede de estradas urbanas onde múltiplos veículos percorrem rotas diferentes simultaneamente, e o sistema como um todo se move mais rápido à medida que mais participantes se juntam. Se você encontrou este termo em um whitepaper de criptomoeda, este guia explica o que ele significa, como ele difere da blockchain arquiteturalmente, quais projetos o utilizam e quais são suas reais vantagens e limitações.

Esclarecimento: DAG e blockchain são tipos equivalentes de tecnologia de ledger distribuído. DAG não é uma subcategoria ou evolução da blockchain. Elas resolvem o mesmo problema por meio de designs estruturalmente diferentes.

DAG vs. Blockchain: Entendendo a Diferença

Blockchain e o DAG resolvem o mesmo problema fundamental na tecnologia de ledger distribuído, mas utilizam abordagens estruturalmente diferentes. O Blockchain registra transações em uma cadeia linear de blocos validados sequencialmente, enquanto o DAG as registra como uma rede interconectada de nós de transação, onde cada nova transação valida as anteriores diretamente.

Uma blockchain agrupa transações individuais em blocos, vinculando-os cronologicamente. A validação de um novo bloco exige que mineradores executem o Proof of Work (PoW), o que significa computadores especializados gastando energia computacional significativa para resolver quebra-cabeças matemáticos, ou que validadores realizem o Staking de capital sob o Proof of Stake (PoS). Sob carga pesada, essa arquitetura sequencial cria um gargalo: as transações formam filas para inclusão em blocos, as taxas aumentam à medida que os usuários fazem Bid (compra) por prioridade, e a capacidade de processamento atinge um limite determinado pelo tamanho e tempo do bloco. As taxas de gás da Ethereum são o exemplo mais comum desse mercado de taxas sob congestionamento.

O trilema da blockchain, uma estrutura amplamente utilizada e popularizada por Vitalik Buterin, descreve o desafio de engenharia de alcançar descentralização e segurança juntamente com a escalabilidade em uma rede distribuída. Blockchains tradicionais como Bitcoin e a Ethereum pré-Merge priorizam a descentralização e a segurança, aceitando a escalabilidade limitada como uma compensação. A arquitetura da DAG é projetada para abordar essa restrição de escalabilidade diretamente, embora introduza suas próprias compensações abordadas mais adiante neste artigo.

O Bitcoin precede inteiramente as redes de criptomoedas baseadas em DAG. O design de 2008 do Bitcoin utilizou uma blockchain linear para resolver o problema do gasto duplo, e mudá-lo para DAG exigiria um redesenho fundamental do protocolo a partir do zero, e não uma atualização incremental. A filosofia de design conservadora do Bitcoin também prioriza a segurança e a descentralização em detrimento da experimentação de vazão, o que significa que as arquiteturas baseadas em DAG foram construídas especificamente como projetos independentes, em vez de terem evoluído a partir do Bitcoin.

Nenhuma arquitetura é universalmente melhor. Blockchain prioriza segurança comprovada e um ecossistema de Smart Contract maduro; o DAG teoricamente prioriza taxa de transferência e transações sem taxas para casos de uso de alta frequência e baixo valor. A arquitetura correta depende dos requisitos específicos da aplicação.

Os Fundamentos: Uma Breve Introdução à Teoria dos Grafos

Um gráfico, em matemática e ciência da computação, é um conjunto de nós (também chamados de vértices) conectados por arestas. Antes de entender o que torna um DAG específico, os três componentes de seu nome precisam ser analisados individualmente. Formalmente, um DAG é definido como G = (V, E), onde V é um conjunto de vértices e E é um conjunto de arestas direcionadas, de tal forma que nenhuma sequência de arestas forme um ciclo. Em termos simples: uma coleção de pontos de dados, conectados por links de mão única, sem nenhum caminho que retorne ao seu ponto de partida.

A palavra "direcionado" significa que cada aresta possui uma orientação específica. Se uma aresta vai do nó A para o nó B, isso não significa que uma aresta vai de B de volta para A. A palavra "acíclico" significa que você pode seguir as arestas direcionais para frente o quanto quiser e nunca retornará a um nó que já visitou. Uma árvore genealógica ilustra ambas as propriedades naturalmente: os pais apontam para os filhos (direcionado) e você não pode ser seu próprio ancestral (acíclico). Siga qualquer caminho à frente através das gerações e você nunca voltará ao ponto de partida.

A diferença entre um grafo comum e um DAG resume-se a duas restrições. Qualquer conjunto de nós conectados por arestas é um grafo. Um DAG é um tipo específico de grafo onde as arestas têm direcionalidade e onde nenhuma sequência de arestas direcionadas forma um ciclo. Em uma rede DAG de criptomoeda, os ciclos criariam um paradoxo lógico: a Transação A valida a Transação B, que valida a Transação A, tornando impossível estabelecer qual veio primeiro ou se ambas são válidas. A restrição acíclica preserva a ordem causal e evita essa dependência circular.

Uma desambiguação é necessária antes de continuar. A palavra "nó" tem dois significados em criptomoeda. Neste artigo, nó refere-se a uma transação na estrutura do grafo. Um nó de rede, por outro lado, é um computador que participa do protocolo. Quando ambos os sentidos aparecem no mesmo contexto, a distinção será explicitada.

Como funciona um DAG?

Uma rede de criptomoedas baseada em DAG processa transações por meio de uma rede autorreforçável: cada nova transação deve validar as anteriores antes que a rede a aceite, o que significa que cada participante contribui diretamente para a confirmação, em vez de esperar que uma classe separada de mineradores ou validadores o faça. Pense nisso como um novo funcionário que deve revisar e aprovar dois trabalhos anteriores antes que sua própria submissão seja aceita no sistema. Quanto mais funcionários ingressam e revisam trabalhos anteriores, mais rápido o backlog é limpo.

Veja como uma transação se movimenta por uma rede DAG:

1. Uma nova transação é criada como um nó. O remetente gera uma transação, que entra no DAG como um novo nó na estrutura do grafo, aguardando para ser conectada a nós anteriores.
2. A nova transação seleciona e valida duas ou mais transações anteriores. Usando um algoritmo de seleção, a nova transação referencia transações anteriores não confirmadas e confirma sua legitimidade antes que a rede aceite a nova. No Tangle da IOTA, esse processo é chamado de seleção de ponta (tip selection), e utiliza uma caminhada aleatória ponderada para escolher quais transações anteriores referenciar.
3. As transações anteriores selecionadas ganham peso de confirmação. Cada transação anterior agora tem mais uma transação subsequente referenciando-a. Quanto mais transações subsequentes referenciam uma anterior, maior seu peso de confirmação e mais confirmada ela se torna.
4. A nova transação em si aguarda confirmação. Ela permanece como uma ponta não confirmada no DAG até que transações subsequentes a validem por sua vez. A finalidade é probabilística e se aprofunda com o tempo, em vez de ocorrer em um único instante.
5. À medida que a atividade da rede cresce, o throughput aumenta. Quanto mais transações entram na rede, mais validadores existem para confirmar transações anteriores. O congestionamento em um DAG funciona de forma oposta ao congestionamento em blockchain: um volume maior acelera a confirmação em vez de a retardar.

[DIAGRAMA: Estrutura de nós e arestas DAG mostrando 7 nós de transação (círculos) conectados por setas direcionais, onde cada nova transação aponta para dois nós anteriores. A estrutura se estende para fora em um padrão de teia da esquerda para a direita, sem nunca formar laços. Painel de contraste mostrando blockchain linear com blocos sequenciais em uma cadeia. Texto alternativo: "Diagrama mostrando uma rede de criptomoeda Grafo Acíclico Dirigido (DAG) com nós de transação conectados por arestas direcionais sem ciclos, contrastada com uma estrutura de cadeia blockchain linear."]

Novas transações escolhem quais transações anteriores validar usando um algoritmo de seleção. Na Tangle da IOTA, o algoritmo de seleção de extremidades (tip selection algorithm) garante que transações antigas não confirmadas não permaneçam permanentemente sem validação, distribuindo o trabalho de confirmação por todo o grafo em vez de concentrá-lo apenas na extremidade.

Uma transação não alcança finalidade instantânea em um DAG. Ela se torna progressivamente mais confirmada à medida que mais transações subsequentes a referenciam, e transações com alta confirmação são tratadas como imutáveis na prática. Essa finalidade probabilística difere da finalidade baseada em blocos da Blockchain, mas alcança o mesmo resultado funcional sob atividade de rede suficiente.

Então, se não houver blocos nem mineradores, como uma rede DAG chega a um consenso sobre quais transações são válidas?

Como o DAG alcança o consenso

Consenso em uma rede distribuída significa que todos os participantes concordam sobre quais transações são válidas e em que ordem, sem precisar de uma autoridade central para arbitrar. Redes DAG possuem mecanismos de consenso; elas são estruturalmente diferentes do consenso baseado em blocos, não ausentes.

O consenso DAG funciona por meio da validação cumulativa. Cada nova transação valida as anteriores, de modo que o estado confirmado do livro-razão surge do peso acumulado de referências mútuas, em vez de uma única cadeia de autoridade. Três protocolos principais implementam esse princípio de maneiras distintas:

• IOTA Tangle: Seleção de dicas combinada com peso de confirmação. Novas transações utilizam um passeio aleatório ponderado (weighted random walk) para selecionar transações anteriores não confirmadas para validar, e a confirmação de uma transação se aprofunda à medida que mais transações subsequentes a referenciam.
• Hedera Hashgraph: Protocolo de gossip-about-gossip combinado com votação virtual. Os nós compartilham não apenas transações, mas também registros das informações que compartilharam, construindo um DAG de eventos de comunicação. A votação virtual neste DAG de eventos determina a ordem de consenso sem exigir mensagens de votação explícitas.
• Fantom Lachesis: Tolerância a falhas bizantinas assíncronas (aBFT) via ordenação DAG. O Lachesis constrói um DAG de blocos de eventos, ordena-os de forma assíncrona e finaliza transações na Opera Mainnet sem esperar por um tempo de bloco fixo.

Criptomoedas DAG: Implementações no Mundo Real

Vários projetos de criptomoeda usam o DAG como sua estrutura de dados principal ou camada de consenso. As cinco implementações mais proeminentes demonstram como diferentes equipes de design aplicaram o mesmo conceito fundamental de maneiras arquitetonicamente distintas.

IOTA e o Tangle

IOTA é um ledger distribuído baseado em DAG projetado para casos de uso de Internet das Coisas (IoT) e pagamentos de máquina para máquina. Sua implementação DAG, chamada de Tangle, exige que cada transação valide exatamente duas transações anteriores antes que a rede a aceite. Esse requisito de validação, combinado com a ausência de mineradores para compensar, produz o modelo de transação sem taxas da IOTA. Novas transações escolhem quais transações anteriores validar usando o algoritmo de seleção de pontas, uma caminhada aleatória ponderada através das pontas não confirmadas da Tangle. A IOTA utilizou originalmente um nó Coordenador centralizada para evitar ataques durante a fase inicial de baixa atividade da rede, um comprometimento de segurança conhecido que a IOTA Foundation vem trabalhando para remover como parte de seu roteiro de descentralização IOTA 2.0. A arquitetura fundamental é descrita no IOTA Tangle Whitepaper por Serguei Popov.

Hedera Hashgraph

Hedera Hashgraph segue um caminho arquitetural diferente do IOTA. Em vez de construir um DAG de transações diretamente, Hedera usa o consenso hashgraph para construir um DAG de eventos de comunicação. Os nós compartilham históricos de transações e registros do que compartilharam (o protocolo gossip-about-gossip), e a votação virtual neste DAG de eventos determina a ordem das transações sem mensagens de voto explícitas. Hedera afirma ter um throughput superior a 10.000 transações por segundo (TPS) em condições de teste, com baixas taxas e finalidade em segundos. A rede opera sob um conselho governante de membros corporativos e não é de código aberto, representando uma troca de descentralização feita em troca de estabilidade de governança. Veja a documentação de consenso do Hedera Hashgraph) para a descrição completa do protocolo.

Nano

A abordagem da Nano é estruturalmente distinta tanto da IOTA quanto da Hedera. Ela utiliza uma estrutura block-lattice, uma variante de DAG na qual cada conta mantém sua própria cadeia de blocos e as contas são interligadas em uma estrutura DAG. Esse design produz transações sem taxas e quase instantâneas, sem a necessidade de mineradores ou validadores. A Nano era anteriormente conhecida como RaiBlocks. A arquitetura é descrita no Nano Whitepaper.

Fantom e Lachesis

Fantom utiliza seu mecanismo de consenso Lachesis, um protocolo baseado em DAG que opera na camada de consenso em vez da camada de gravação de transações, como no Tangle da IOTA. O Lachesis ordena eventos assincronamente por meio de uma estrutura DAG antes de finalizá-los na Mainnet Opera, alcançando finalidade quase instantânea e permitindo contratos inteligentes compatíveis com EVM (Ethereum Virtual Machine-compatível). A arquitetura é descrita na documentação do mecanismo de consenso Lachesis da Fantom.

Avalanche

A Avalanche utiliza um protocolo de consenso baseado em DAG especificamente em sua X-Chain (cadeia de exchange), alcançando alto rendimento e finalidade em subsegundos para transferências de ativos. A Avalanche usa DAG apenas em sua X-Chain, não em todas as suas cadeias. A C-Chain é compatível com EVM e suporta contratos inteligentes usando uma estrutura de cadeia linear. Veja a documentação do DAG da Avalanche X-Chain para detalhes sobre o protocolo.

Smart Contract Suporte em Plataformas DAG

Algumas plataformas baseadas em DAG suportam contratos inteligentes, mas o suporte varia significativamente entre as implementações e geralmente fica atrás do ecossistema da Ethereum em termos de maturidade. Contratos inteligentes são programas de execução automática implementados em uma rede distribuída que funcionam automaticamente quando condições predeterminadas são atendidas.

O Opera mainnet da Fantom é compatível com EVM, o que significa que executa o mesmo código de contrato inteligente que o Ethereum. O C-Chain da Avalanche também é compatível com EVM e suporta um ambiente completo de contratos inteligentes, embora apenas o X-Chain use consenso baseado em DAG. O IOTA suporta contratos inteligentes através de uma camada de Protocolo Smart Contracts separada do IOTA, em vez de nativamente dentro do Tangle base. O Hedera suporta contratos inteligentes através do seu Serviço Smart Contract Hedera, que é compatível com EVM. Em todas essas implementações, os ecossistemas de contratos inteligentes são menos maduros que os do Ethereum, com comunidades de desenvolvedores menores, menos protocolos auditados e infraestrutura de finanças DeFi Descentralizado menos desenvolvida em produção.

Vantagens da DAG

O design arquitetural da DAG oferece várias vantagens operacionais em relação ao blockchain tradicional, embora essas vantagens venham com contrapartidas reais abordadas na próxima seção.

• Escalabilidade teórica. A taxa de transferência do DAG aumenta conforme a atividade da rede cresce: mais transações significam mais validadores, o que resulta em confirmação mais rápida. Isso é o oposto da congestão em blockchain, onde alta demanda atrasa a rede e eleva as taxas. Abordar o vértice de escalabilidade do trilema da blockchain é a principal motivação arquitetônica para o design do DAG.

• Transações sem taxa ou com taxas mínimas. Redes DAG não possuem um mercado de taxas de transação porque não há mineradores ou validadores de bloco para serem compensados. O Tangle da IOTA é o principal exemplo em produção deste modelo. Observe que recursos computacionais ainda são necessários pelo dispositivo que envia a transação; "sem taxa" refere-se à ausência de uma taxa de rede, não à ausência de qualquer custo.

• Processamento paralelo de transações. Múltiplas transações são validadas simultaneamente na rede DAG, em vez de aguardarem a inclusão sequencial em blocos. Este processamento paralelo contribui para uma taxa de transferência efetiva mais rápida em condições de alta atividade, em comparação com a validação sequencial em cadeia única.

• Eficiência energética. Redes DAG não requerem mineração Proof of Work, eliminando a resolução de problemas computacionais intensiva em energia das quais blockchains estilo Bitcoin dependem. O trabalho de validação é distribuído entre os submissores de transações em vez de ser concentrado em hardware de mineração especializado.

• Viabilidade de microtransações. O modelo sem taxas torna as transações de alta frequência e baixo valor economicamente viáveis. Esta é a propriedade arquitetônica que torna o DAG um candidato para aplicações de Internet das Coisas (IoT) e pagamentos máquina para máquina (M2M), onde as taxas por transação excederiam o próprio valor da transação.

--- ## Limitações e Riscos da DAG

As vantagens de um DAG são reais do ponto de vista arquitetural, assim como suas limitações. Compreender ambos é fundamental para avaliar se as alegações técnicas de um projeto baseado em DAG são credíveis.

Gasto duplo é a tentativa de gastar a mesma unidade de criptomoeda duas vezes antes que a primeira transação seja confirmada. Blockchain previne isso tornando a cadeia sequencial matematicamente cara de reescrever; um atacante precisaria controlar mais de 50% do poder de mineração da rede para executar uma reescrita. O DAG previne o gasto duplo através da teia de validações mútuas: uma transação que conflita com uma transação anterior já validada não será referenciada por transações subsequentes, rejeitando efetivamente o ramo inválido do grafo confirmado. Este mecanismo de proteção tem uma fraqueza estrutural, no entanto, que se conecta diretamente à primeira limitação abaixo.

• Vulnerabilidade de segurança com baixo volume de transações. Quando uma rede DAG tem poucos usuários ativos, o peso de confirmação na rede é esparso. Um atacante consegue submeter com mais facilidade transações conflitantes que sobrecarregam o peso de confirmação legítimo e são aceitas na rede. Esta é a inversa estrutural da vantagem de escalabilidade da DAG: a mesma propriedade que torna a DAG mais rápida sob alta atividade a torna mais fraca sob baixa atividade.

• Imaturidade de contratos inteligentes. A maioria das implementações puras de DAG tem ecossistemas de contratos inteligentes menos desenvolvidos que o Ethereum. Isso limita o potencial de desenvolvimento de aplicações descentralizadas (dApps) e infraestrutura DeFi em plataformas DAG nativas. Os detalhes por plataforma estão cobertos na seção de Suporte Smart Contract acima.

• Comprometimentos de centralização em redes em estágio inicial. A IOTA originalmente utilizava um nó Coordenador centralizado para prevenir ataques antes que sua atividade de rede fosse suficiente para fornecer peso de confirmação adequado de forma independente. A Hedera Hashgraph opera sob um conselho de governança de membros corporativos. Redes DAG em estágio inicial frequentemente exigiram medidas de centralização estruturais ou temporárias para garantir a segurança antes que a descentralização total fosse alcançável.

Não comprovado em escala. As vantagens de vazão da DAG são em grande parte teóricas ou demonstradas apenas em condições de teste controladas. Dados de desempenho de produção de Long a longo prazo são limitados em comparação com o histórico de mais de 15 anos do Bitcoin e os testes de estresse de vários anos da Ethereum sob carga real de DeFi.

• Ferramental de desenvolvimento e maturidade do ecossistema limitados. A maioria das plataformas DAG carece da amplitude de ferramentas de desenvolvimento, bibliotecas auditadas e infraestrutura testada em produção que o ecossistema da Ethereum acumulou ao longo dos anos. Desenvolvedores que constroem em plataformas DAG enfrentam menos implementações de referência, pools de talentos menores e menos código testado pela comunidade para utilizar.

Segurança da DAG: O Ataque de 34% e Riscos de Baixa Atividade

As redes DAG enfrentam um risco de segurança específico que se torna mais sério quando a rede tem poucos usuários ativos, e entender esse risco explica por que algumas implementações de DAG fizeram concessões de centralização que, de outra forma, pareceriam contradizer seus objetivos de descentralização.

O ataque de 34% é o equivalente funcional do DAG para o Ataque de 51% da Blockchain, embora o limite específico varie de acordo com o protocolo e não deva ser tratado como uma constante universal. Em uma rede DAG, um adversário que controla uma parcela suficiente da atividade de transações da rede pode tentar produzir transações conflitantes que sobrecarregam o peso de confirmação legítimo do gráfico. Como a confirmação em DAG depende de referências de transações cumulativas em vez de trabalho computacional ou capital em staking, um invasor com bons recursos em uma rede de baixa atividade tem uma influência proporcionalmente maior sobre quais ramificações de transações acumulam peso. O limite do ataque varia de acordo com o design do protocolo e o nível de atividade da rede.

O nó Coordenador original da IOTA foi uma resposta direta a esta vulnerabilidade. O Coordenador atuava como uma verificação centralizada que impedia que ramificações inválidas fossem confirmadas durante o período em que a Tangle tinha volume de transações orgânicas insuficiente para se proteger. A IOTA divulgou isso como um compromisso de centralização conhecido e tem trabalhado para removê-lo na IOTA 2.0. O conselho de governança da Hedera representa uma forma diferente da mesma compensação: estabilidade de governança e garantia de segurança trocadas por uma descentralização reduzida. Os modelos de segurança DAG, como categoria, ainda estão amadurecendo em relação ao histórico testado em batalha do Bitcoin, que abrange mais de 15 anos de condições de produção adversas.

--- ## Casos de Uso no Mundo Real para Tecnologia DAG

A arquitetura sem taxas da DAG e sua taxa de transferência teoricamente ilimitada a tornam estruturalmente adequada para aplicações onde as taxas de transação da blockchain tornariam a economia inviável. Duas categorias se destacam: redes de pagamento de IoT e de máquina para máquina, e sistemas de Quitação de alta vazão onde transferências de microvalor sem taxas são necessárias em escala.

DAG e a Internet das Coisas (IoT)

A Internet das Coisas (IoT) refere-se a bilhões de dispositivos físicos interconectados em rede que se comunicam e transacionam dados e valor autonomamente, desde eletrodomésticos inteligentes até sensores industriais e veículos conectados. Esses dispositivos precisam cada vez mais fazer pagamentos uns aos outros ou a provedores de serviços, em valores tão pequenos e tão frequentes que qualquer taxa por transação torna a economia inviável.

Imagine seu veículo autônomo se aproximando de um ponto de pedágio em uma rodovia e realizando a quitação da cobrança automaticamente, sem necessidade de autorização humana e sem que nenhuma taxa de gas consuma mais valor do que o próprio pedágio. O modelo sem taxas da DAG torna essa quitação economicamente viável em uma escala de bilhões de transações, na qual as taxas de blockchain tornariam todo o caso de uso impraticável.

Um medidor de eletricidade inteligente pode realizar a quitação de pagamentos pelo uso de energia entre uma residência e um fornecedor de energia a cada 15 minutos, com valores pequenos demais para que a taxa de transação de qualquer blockchain seja proporcional. A arquitetura da DAG remove essa barreira de taxa, permitindo quitação granular em tempo real que de outra forma exigiria o agrupamento de transações para que as taxas valessem a pena.

Numa cadeia de suprimentos industrial, sensores compram leituras de dados uns dos outros em um Marketplace de dados máquina-a-máquina (M2M), onde cada pacote de dados carrega um valor micro-monetário. Uma taxa de gas de blockchain tornaria cada compra de pacote inviável economicamente; a arquitetura sem taxas da DAG remove essa restrição e permite um mercado genuíno para dados gerados por máquinas em microescala.

DAG em Whitepapers de Criptomoeda: Um Guia para o Leitor

Um whitepaper de criptomoeda é um documento técnico publicado pela equipe fundadora de um projeto que descreve sua arquitetura e mecanismo de consenso juntamente com sua tokenomics e proposta de valor. A tradição foi estabelecida por Satoshi Nakamoto em 2008 Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System, o documento pseudônimo que introduziu a estrutura de dados blockchain e o gênero simultaneamente. O termo "whitepaper" é usado de forma genérica em criptomoeda: alguns documentos são artigos técnicos matematicamente rigorosos; outros são materiais de marketing que adotam o rótulo de whitepaper para projetar credibilidade. Calibre suas expectativas de acordo ao ler o whitepaper de qualquer projeto DAG.

A arquitetura DAG geralmente aparece na seção "Arquitetura" ou "Design Técnico" de um Whitepaper. Projetos que usam DAG descrevem sua estrutura usando notação da teoria dos grafos, frequentemente incluem um diagrama de topologia DAG mostrando nós e arestas direcionais, e então explicam o mecanismo de consenso sobreposto a essa estrutura. Quando você encontra terminologia DAG em um Whitepaper, o glossário a seguir abrange os termos que você verá com mais frequência.

Terminologia comum de whitepaper DAG:

[{"definition":"o arranjo estrutural de nós e arestas direcionais na implementação específica de DAG","term":"Topologia DAG"},{"definition":"um termo alternativo para DAG usado em alguns Whitepapers","term":"Grafo de transações acíclico"},{"definition":"implementação específica de DAG da IOTA, onde cada transação valida duas transações anteriores","term":"Tangle"},{"definition":"consenso alcançado através da estrutura DAG em vez de blocos sequenciais","term":"Consenso baseado em DAG"},{"definition":"um grafo onde as arestas têm orientação direcional; um DAG é um grafo direcionado com a restrição adicional de ser acíclico","term":"Grafo direcionado"},{"definition":"o termo da teoria dos grafos para nó; usado de forma intercambiável em descrições formais de Whitepapers","term":"Vértice"},{"definition":"o algoritmo para escolher quais transações anteriores não confirmadas uma nova transação irá validar","term":"Seleção de ponta (tip selection)"}]

Três whitepapers sobre DAG são referências importantes a serem conhecidas. O IOTA Tangle Whitepaper de Serguei Popov,), formalmente intitulado "The Tangle", descreve as propriedades matemáticas da estrutura DAG da IOTA, incluindo o algoritmo de seleção de ponta e o modelo de confirmação probabilística. A documentação de consenso do Hedera Hashgraph) cobre o protocolo gossip-about-gossip e o mecanismo de votação virtual em detalhes técnicos. A documentação da Fantom Foundation descreve a arquitetura de consenso Lachesis aBFT e sua relação com a ordenação de eventos DAG.

Quando você abrir o whitepaper de um projeto DAG, verifique estes cinco elementos na seção Arquitetura:

1. Tipo de topologia DAG. O whitepaper especifica se a DAG é usada na camada de transação (como a Tangle da IOTA, onde cada transação é um nó) ou na camada de consenso (como o Lachesis da Fantom, onde os eventos são ordenados via DAG antes da finalização)? Estas são implementações arquitetonicamente diferentes, com propriedades de segurança e escalabilidade distintas.
2. Mecanismo de consenso. Como a rede chega a um acordo sobre o estado válido do ledger? Procure por mecanismos nomeados: tip selection, gossip-about-gossip, aBFT, virtual voting. Um whitepaper que descreve o consenso apenas como "transações validam transações" sem nomear o mecanismo está omitindo detalhes técnicos relevantes.
3. Modelo de segurança. Como a rede previne ataques quando o volume de transações é baixo? Qual é o limite de ataque e o whitepaper reconhece que esse limite varia de acordo com o nível de atividade da rede? Whitepapers que omitem a discussão de segurança em baixa atividade estão deixando de fora uma vulnerabilidade estrutural conhecida.
4. Design de descentralização. Existem nós coordenadores, conselhos de governança ou outras medidas de centralização? Se sim, qual é o caminho declarado para removê-los? Tanto a IOTA quanto a Hedera tiveram que fazer concessões de centralização; um whitepaper confiável reconhece isso em vez de alegar descentralização total.
5. Alegações de desempenho com metodologia. Os números de TPS incluem condições de teste e tamanho da rede? Alegações de TPS não qualificadas e sem contexto, como "taxa de transferência ilimitada" sem um modelo ou "10.000 TPS" sem uma descrição de teste, devem ser tratadas com ceticismo.

Estes cinco elementos fornecem um framework para avaliar se as alegações do whitepaper de uma DAG são críveis e se a arquitetura é uma contribuição inédita ou uma implementação padrão de padrões conhecidos.

Perguntas frequentes sobre DAG

A DAG é um tipo de Blockchain?

Não. DAG e blockchain são ambos tipos de tecnologia de ledger distribuído (DLT), mas utilizam estruturas de dados fundamentalmente diferentes. Blockchain registra transações em blocos sequenciais vinculados em uma cadeia; o DAG as registra como uma rede interconectada de nós de transação, onde cada nova transação valida as anteriores. Nenhum é uma subcategoria do outro.

Como o DAG alcança o consenso?

Redes DAG alcançam consenso através da validação cumulativa de transações em vez da criação sequencial de blocos. Cada nova transação valida as anteriores, construindo uma teia de confirmações mútuas; quanto mais transações subsequentes referenciam uma anterior, mais confirmada ela se torna. O mecanismo específico varia conforme o protocolo: o Tangle da IOTA utiliza seleção de ponta e peso de confirmação, o Hedera Hashgraph usa "gossip-about-gossip" combinado com votação virtual, e o Lachesis da Fantom usa tolerância a falhas bizantinas assíncronas (aBFT) através de ordenação de eventos em DAG.

A DAG é melhor que Blockchain?

Nenhum é universalmente melhor; eles representam diferentes compensações arquitetônicas adequadas para diferentes casos de uso. O DAG oferece teoricamente maior throughput, transações sem taxas e melhor escalabilidade para aplicações de alta frequência e baixo valor, como pagamentos de IoT; a Blockchain oferece segurança mais testada em batalha, um ecossistema de Smart Contract mais maduro e um histórico mais longo em ambientes de produção. A arquitetura correta depende dos requisitos específicos da aplicação.

Quais são as principais desvantagens do DAG?

As principais limitações do DAG incluem vulnerabilidade de segurança sob baixo volume de transações, onde o peso de confirmação esparso torna a rede mais suscetível a ataques coordenados. O DAG também tem suporte a Smart Contract menos maduro do que o Ethereum na maioria das implementações, e várias redes DAG proeminentes fizeram concessões de centralização por motivos de segurança, incluindo o nó Coordinator histórico da IOTA e o modelo de conselho administrativo da Hedera. As vantagens de throughput do DAG permanecem em grande parte teóricas, com dados de produção empíricos limitados em comparação com registros de Blockchain de mais de uma década.

Quais criptomoedas usam DAG?

As cinco implementações de criptomoeda baseadas em DAG mais proeminentes são IOTA (o Tangle, focada em IoT e sem taxas), Hedera Hashgraph (consenso hashgraph de nível empresarial), Nano (estrutura block-lattice, pagamentos instantâneos sem taxas, anteriormente RaiBlocks), Fantom (camada de consenso DAG Lachesis, contratos inteligentes compatíveis com EVM) e Avalanche (X-Chain baseada em DAG para troca de ativos de alto rendimento).

O que é um DAG em um whitepaper de criptomoeda?

Quando o whitepaper de uma criptomoeda descreve sua arquitetura como baseada em DAG, isso significa que o projeto registra ou ordena as transações usando uma estrutura de gráfico em rede, em vez de uma cadeia linear de blocos. A arquitetura DAG é normalmente descrita na seção "Arquitetura" ou "Design Técnico" de um whitepaper, utilizando terminologias como "topologia DAG", "gráfico de transações acíclico", "Tangle", "seleção de pontas" ou "consenso baseado em DAG".

Principais Conclusões

• Um Gráfico Acíclico Dirigido (DAG) é uma estrutura de dados da teoria dos grafos na qual os nós de transação são conectados por arestas direcionais que nunca voltam em loop, criando um ledger semelhante a uma teia em vez de uma cadeia linear.
• O DAG não é um tipo de Blockchain. Ambos são tipos de tecnologia de ledger distribuído (DLT); eles utilizam estruturas de dados diferentes para resolver o mesmo problema de registro descentralizado de transações.
• A principal vantagem arquitetônica do DAG é a taxa de transferência (throughput) teoricamente autoescalável: um maior volume de transações acelera a confirmação em vez de retardá-la, sem a necessidade de um mercado de taxas de transação para compensar os mineradores.
• As principais limitações do DAG são a vulnerabilidade de segurança sob baixa atividade na rede, suporte a Smart Contract menos maduro do que o da Ethereum, concessões de centralização em algumas implementações em estágio inicial e maturidade limitada do ecossistema de desenvolvedores em comparação com plataformas de Blockchain estabelecidas.
• As cinco implementações de criptomoeda baseadas em DAG mais proeminentes são IOTA (o Tangle), Hedera Hashgraph, Nano, Fantom (Lachesis) e a X-Chain da Avalanche.
• Ao avaliar o Whitepaper de um projeto de DAG, verifique cinco itens: o tipo de topologia do DAG, o mecanismo de consenso, o modelo de segurança em baixa atividade, o design de descentralização e se as alegações de desempenho de TPS incluem a metodologia de teste.

Os principais whitepapers de IOTA, Hedera Hashgraph e Fantom estão vinculados ao longo deste artigo para um estudo técnico mais aprofundado.

Este artigo destina-se apenas a fins educacionais e informativos. Nada neste artigo constitui aconselhamento de investimento, assessoria financeira ou uma recomendação para comprar, vender ou manter qualquer criptomoeda. Investimentos em criptomoeda envolvem riscos significativos, incluindo o risco de perda total. Realize sua própria pesquisa e consulte um consultor financeiro qualificado antes de tomar decisões de investimento.