O que é um directed acyclic graph (DAG)?

O directed acyclic graph (DAG) constitui um avanço tecnológico relevante no universo das criptomoedas e dos registos distribuídos. Desde o surgimento da tecnologia blockchain, o setor das tecnologias financeiras tem-se transformado de modo contínuo, gerando soluções inovadoras para responder às limitações dos sistemas tradicionais. A tecnologia DAG destaca-se entre estas inovações revolucionárias, propondo uma alternativa à estruturação de dados e ao processamento de transações em redes descentralizadas.

TL;DR

A tecnologia DAG oferece vantagens distintas face aos sistemas blockchain tradicionais. Em primeiro lugar, permite velocidades de transação mais elevadas e melhor escalabilidade, ao eliminar a necessidade de criação de blocos e mineração. A estruturação das transações como nós interligados, em vez de blocos sequenciais, aumenta a eficiência operacional e reduz o consumo energético. Ao contrário das redes blockchain, que frequentemente impõem taxas de transação elevadas, os DAG tendem a apresentar custos de transação muito reduzidos ou nulos, sendo ideais para aplicações de micropagamentos. Importa, porém, realçar que a tecnologia DAG não pretende substituir totalmente a blockchain, mas sim constituir uma solução alternativa para necessidades de projetos específicos. Apesar das suas características inovadoras, esta tecnologia enfrenta desafios permanentes, como questões de centralização e a necessidade de provar a sua capacidade para substituir a blockchain em aplicações de grande escala.

DAG vs tecnologia blockchain

Para compreender o que é um DAG, é essencial reconhecer que a tecnologia directed acyclic graph é uma ferramenta de modelação e estruturação de dados utilizada por algumas criptomoedas como alternativa à arquitetura blockchain tradicional. A comunidade cripto tem debatido o potencial do DAG como alternativa à blockchain, com especialistas a defenderem que esta tecnologia pode ultrapassar limitações dos sistemas blockchain. No entanto, a tecnologia continua a evoluir, sendo a blockchain ainda largamente predominante no setor das criptomoedas.

A arquitetura base do DAG assenta num esquema singular de círculos e linhas. Cada círculo, tecnicamente chamado vértice, representa atividades ou transações individuais a integrar na rede. As linhas, designadas arestas, determinam a ordem em que as transações são aprovadas. Uma característica determinante destas linhas é serem sempre unidirecionais — só avançam num sentido. Esta propriedade origina a designação da tecnologia: “directed” refere-se ao sentido único das arestas; “acyclic” significa que os vértices nunca voltam atrás, evitando dependências circulares.

Esta estrutura de dados é particularmente útil em modelação de dados, ao permitir observar e analisar relações entre diferentes variáveis. Investigadores podem apurar de que forma variáveis se influenciam mutuamente e, no contexto das criptomoedas, os DAG facilitam a obtenção de consenso em redes distribuídas. Uma vantagem clara dos sistemas DAG é que as transações não são agrupadas em blocos, mas construídas diretamente umas sobre as outras, resultando em velocidades de transação muito superiores às dos sistemas blockchain tradicionais.

Qual é a diferença entre um DAG e uma blockchain?

Para compreender plenamente o que é um DAG, é indispensável analisar as diferenças face à tecnologia blockchain. Embora DAG e blockchain cumpram funções semelhantes no universo cripto, existem diferenças essenciais entre estas tecnologias. A principal reside na estrutura: os DAG não criam blocos, ao contrário das blockchains. As transações são construídas diretamente sobre as anteriores, formando uma estrutura em camadas sem a organização em blocos típica dos sistemas blockchain.

Também a representação visual destas tecnologias é distinta. As blockchains são compostas por blocos ligados sequencialmente, formando uma cadeia que dá nome ao conceito. Os DAG, por sua vez, assentam em círculos (vértices) e linhas (arestas), originando um grafo que se distingue visualmente da arquitetura blockchain. Esta diferença estrutural influencia a forma como cada tecnologia processa transações, atinge consenso e se adapta ao crescimento da rede.

Como funciona a tecnologia DAG?

O funcionamento da tecnologia DAG compreende-se através dos seus elementos estruturais e do método de validação de transações. Os sistemas baseados em DAG são compostos por círculos (vértices) e linhas (arestas); cada vértice representa uma transação individual, construída em camadas sobre as anteriores.

Ao iniciar uma transação, o utilizador tem de confirmar previamente uma transação submetida por outro utilizador. Estas transações anteriores, denominadas “tips”, são transações não confirmadas em espera de validação. O utilizador só pode submeter a sua transação após validar estas tips. Uma vez validada, a transação torna-se a nova tip, aguardando confirmação de outro utilizador para ser processada. Este ciclo auto-sustentado faz com que a comunidade vá acrescentando camadas de transações, permitindo o crescimento orgânico do sistema.

A tecnologia DAG integra mecanismos robustos para prevenir ataques de double-spending. Ao confirmar transações antigas, os nós analisam todo o percurso até à transação génese. Este controlo garante que os saldos são suficientes e todas as transações legítimas. Quem tentar construir sobre um percurso inválido arrisca-se a que a sua transação seja ignorada pela rede. Mesmo que a transação seja válida, pode ser rejeitada caso a verificação do saldo falhe devido a transações fraudulentas anteriores. Isto incentiva os utilizadores a validar cuidadosamente as transações, salvaguardando a integridade da rede.

Para que serve o DAG?

A tecnologia DAG tem aplicações relevantes no ecossistema cripto, sobretudo na otimização do processamento de transações face aos sistemas blockchain tradicionais. A inexistência de blocos elimina tempos de espera de criação e mineração, permitindo transações ilimitadas — desde que os utilizadores confirmem transações anteriores, mantendo um fluxo contínuo de validação.

A eficiência energética é outro benefício importante do DAG. Ao contrário da blockchain, que recorre a algoritmos Proof-of-Work (PoW) exigentes em termos computacionais, as criptomoedas com DAG incorporam mecanismos PoW mas consomem apenas uma fração da energia. Esta poupança energética responde a preocupações ambientais e torna os sistemas baseados em DAG mais sustentáveis a longo prazo.

O processamento de micropagamentos é uma das aplicações de maior valor da tecnologia DAG. Os registos distribuídos tradicionais, como a blockchain, têm dificuldades nestes cenários, pois as taxas podem superar o valor do pagamento. Os sistemas DAG eliminam ou reduzem drasticamente estas taxas, exigindo apenas taxas mínimas de nó, estáveis mesmo em períodos de congestionamento da rede. Assim, os DAG são ideais para aplicações que exigem transações frequentes de baixo valor, como comunicações entre dispositivos IoT ou serviços de microtransações.

Que criptomoedas utilizam DAG?

Embora muitos programadores de criptomoedas reconheçam as vantagens de eficiência do DAG face à blockchain, só alguns projetos o implementaram na prática. A IOTA é um dos casos de maior destaque, sendo o nome um acrónimo de Internet of Things Application. A IOTA (MIOTA) é reconhecida pela rapidez das transações, escalabilidade, segurança, privacidade e integridade dos dados.

A IOTA utiliza nós e tangles — conjuntos de vários nós que validam transações. O processo exige que cada utilizador valide duas transações antes de a sua própria ser aprovada. Este método garante a participação de todos no algoritmo de consenso, criando uma rede descentralizada em que a validação se distribui por todos, em vez de estar concentrada em miners ou validadores especializados.

A Nano é outro projeto de referência que utiliza a tecnologia DAG, adotando uma abordagem híbrida que conjuga DAG e blockchain. Todo o tráfego de dados é feito via nós, e cada utilizador gere a sua carteira com tecnologia blockchain. O processamento das transações requer validação do remetente e do destinatário, criando um sistema de dupla verificação. A Nano é reconhecida pela rapidez, escalabilidade, segurança, privacidade e, sobretudo, por não cobrar taxas de transação.

A BlockDAG também recorre à tecnologia DAG, com características específicas. O projeto oferece equipamentos de mineração energeticamente eficientes e uma aplicação móvel para mineração de tokens BDAG, além de implementar um calendário de halving regular, criando incentivos económicos para miners e detentores de tokens.

Vantagens e desvantagens do DAG

Ao analisar o que é DAG, é fundamental ponderar vantagens e desvantagens para avaliar a adequação a cada aplicação. Estes fatores são determinantes para programadores, investidores e utilizadores que ponderam sistemas baseados em DAG.

A tecnologia DAG oferece vantagens notórias. A velocidade de transação destaca-se — os DAG não dependem de intervalos de bloco, permitindo processamento instantâneo a qualquer momento. Não há restrições ao volume de transações, apenas a obrigação de confirmar transações anteriores. A estrutura de taxas é também vantajosa, já que a ausência de mineração elimina a necessidade de taxas para miners. Embora alguns sistemas exijam pequenas taxas para operações especializadas de nó, estes custos são mínimos face às redes blockchain convencionais, tornando os DAG especialmente favoráveis para microtransações.

A eficiência energética é outro ponto de relevo. Os sistemas DAG não usam algoritmos PoW da mesma forma que as blockchains tradicionais, registando um consumo de energia muito inferior e reduzida pegada carbónica. Esta vantagem ambiental responde a preocupações crescentes sobre o impacto ecológico das criptomoedas. A escalabilidade é também importante — sem limitações de tempo de bloco e tempos de espera, os DAG evitam os problemas de escalabilidade das redes blockchain, permitindo crescimento fluido com o aumento das transações.

No entanto, a tecnologia DAG enfrenta desafios relevantes. Persistem preocupações com a descentralização, já que alguns protocolos baseados em DAG incorporam elementos centralizados. Muitos projetos optam por estas soluções para impulsionar o crescimento inicial da rede e garantir estabilidade. Ainda assim, os sistemas DAG demonstram capacidade para operar em diversos cenários de rede. A ausência de certas salvaguardas pode expor as redes a vetores de ataque, exigindo reforço e desenvolvimento de segurança contínuos.

Os testes em larga escala constituem outra área crítica. Apesar de a tecnologia DAG existir há anos, continua a evoluir em paralelo com outras soluções de registo distribuído. Esta evolução implica que os sistemas DAG são testados e aprimorados em múltiplos cenários, persistindo dúvidas quanto à sua otimização a longo prazo e à capacidade de gerir diferentes volumes de transações em ambiente produtivo.

Conclusão

Os directed acyclic graphs são uma tecnologia promissora, com potencial para transformar o universo cripto e dos registos distribuídos. Compreender o que é um DAG evidencia vantagens claras face aos sistemas blockchain: taxas de transação mais baixas, escalabilidade superior, maior eficiência energética e processamento mais rápido. Estas características tornam o DAG especialmente adequado a aplicações como micropagamentos, comunicações IoT e cenários de elevado volume de transações.

Contudo, a tecnologia DAG continua a evoluir no contexto mais amplo dos registos distribuídos. Questões como a descentralização e a implementação em grande escala são áreas de desenvolvimento permanente, à medida que a tecnologia amadurece. O DAG revela capacidades em diferentes ambientes operacionais e casos de uso.

Apesar destes aspetos em aberto, a comunidade cripto mantém grande entusiasmo quanto ao futuro da tecnologia DAG. À medida que amadurece e surgem novos casos de uso e estratégias de implementação, o DAG evolui, enfrenta desafios técnicos e desbloqueia capacidades adicionais. Não pretende substituir a blockchain, mas sim oferecer uma alternativa para projetos com requisitos específicos alinhados com as suas vantagens. O desenvolvimento contínuo será decisivo para perceber se a tecnologia DAG se afirma como alternativa ou complemento viável aos sistemas blockchain tradicionais num ecossistema cripto em constante mudança.

FAQ

O que significa DAG?

DAG significa Directed Acyclic Graph, uma estrutura de dados utilizada na tecnologia blockchain para aumentar a escalabilidade e a velocidade das transações.

Para que serve o DAG?

O DAG é utilizado para criar redes de criptomoedas eficientes e escaláveis, permitindo transações rápidas, elevado throughput e maior segurança em sistemas blockchain.