¿Qué es un grafo acíclico dirigido (DAG)?

Hoy en día, absolutamente todas las criptomonedas que están construidas sobre la blockchain enfrentan un problema serio: la escalabilidad.

En el mundo de los pagos centralizados, empresas como Visa nos han acostumbrado a transacciones rápidas e instantáneas. Y hasta que la comunidad de las criptomonedas no resuelva este problema, en realidad no podemos avanzar. Este es el segundo problema serio al que se enfrentaron los criptógrafos en el camino hacia el reconocimiento universal de las criptomonedas. El primero, por supuesto, es la seguridad, pero ese es tema para otra ocasión.

Todos ustedes han oído más de una vez acerca de soluciones como la red Lightning para Bitcoin y Sharding para Ethereum. Cada solución resuelve el mismo problema de distintas maneras: el tiempo de producción del bloque. Los bloques son componentes fundamentales en la blockchain y la velocidad de toda la red depende de la tasa de producción del bloque.

DAG vs Blockchain

La aparición de la tecnología blockchain en el mercado financiero global fue uno de los principales acontecimientos del año pasado. Los defensores de la democracia absoluta y los críticos del sistema fiat suspiraron con alivio cuando Bitcoin empezó a ganar impulso. ¡Aquí está: una moneda completamente descentralizada! Los bancos y las autoridades ya no podrán controlar ni gestionar los fondos de los ciudadanos. Sin dar tiempo a recuperarse del ruido del “papá” de las criptomonedas, otro gran protagonista entró en escena: Ethereum con sus aplicaciones descentralizadas. El auge de las ICO y los famosos CryptoKitties hicieron su trabajo y, en general, de forma bastante injustificada, Ethereum empezó a ser llamado blockchain 2.0.

Pero la tecnología evoluciona muy rápidamente y pronto aparecen en el mercado nuevas criptomonedas con una tecnología diferente llamada DAG, que ya se basa en resolver el problema de la escalabilidad y las altas comisiones. Ahora vemos una tendencia en la que los nuevos proyectos prefieren soluciones DAG, en lugar de los bloques habituales. Algunos incluso afirman tímidamente que DAG es una generación de blockchain 3.0 (erróneamente) y que el futuro de las criptomonedas está precisamente en esta tecnología. Bueno, vamos a aclararlo.

¿Qué es DAG?

Primero, DAG es un tipo de tecnología de registro distribuido que se diferencia de la blockchain en la estructura de los registros y en la asincronía. Muchos creen erróneamente que DAG es un tipo de blockchain o algún nuevo consenso. Tanto blockchain como DAG son soluciones diferentes para la tecnología de registro distribuido o, como se le llama en los white papers, ledger.

Blockchain y DAG pueden considerarse parientes cercanos, pero resuelven sus problemas de maneras distintas. Por lo tanto, como se dijo arriba, la afirmación “DAG — generación de blockchains 3.0” es errónea. DAG no es en absoluto una blockchain, es un registro sin bloques. En la siguiente sección, compararemos indirectamente blockchain y DAG, y por ahora veamos cómo funciona esta tecnología.

DAG (directed acyclic graph) es un grafo orientado en el que no hay ciclos dirigidos.

Primero, entendamos qué es un grafo cíclico no dirigido.

Un grafo cíclico no dirigido es un grafo (o red de nodos conectados) donde la información puede transmitirse de un nodo (círculo) a otro a lo largo de diferentes aristas (líneas rectas). Hay muchas formas distintas en las que la información puede salir de un nodo, pasar por otros nodos y volver al nodo original. Cuando esto ocurre con un nodo que aparece más de una vez, el grafo puede definirse como cíclico.

Pero a nosotros nos interesan los grafos acíclicos. Los grafos acíclicos son grafos que no tienen ciclos.

Esto significa que es imposible recorrer todo el grafo empezando por una sola arista. Las aristas del grafo dirigido van solo en una dirección. Este grafo es una ordenación topológica en la que todos los nodos están en un cierto orden. Un sistema así no tiene ciclos: nunca volverás al inicio del mismo nodo.

Ahora aclaremos qué significa direccional.

Si damos dirección a la arista (para que funcione como una calle de sentido único para la información) y garantizamos que ningún nodo se conecte con otros nodos que ya estén en su serie, nuestro grafo, que antes era cíclico, ahora puede convertirse en un grafo acíclico dirigido.

Así, DAG funciona como una red de ramas interconectadas que crecen hacia afuera en varias direcciones. Las transacciones pueden confirmarse mucho más rápido, manteniendo la descentralización, ya que cada una confirma solo la anterior.

En DAG, cada transacción hace referencia a hashes anteriores (padre), firmándolos e incluyéndolos en su composición. De esta manera, se forma un “árbol” de transacciones, en el que cada una queda confirmada e inmutable.

Ventajas y desventajas de DAG

Al principio, repasaremos las tres grandes plagas de la industria moderna de las criptomonedas: escalabilidad, seguridad y coste.

• Velocidad y escalabilidad. La tecnología DAG apareció como resultado de la incapacidad de la blockchain para hacer frente a las cargas pesadas y la congestión de la red. Como se mencionó antes, este problema se convirtió en un catalizador para el desarrollo de DAG, así que escribimos con confianza este factor en el lado positivo. En DAG, solo los nodos son controladores y validadores de transacciones, no los bloques. La información está en las transacciones, lo que significa que son muy rápidas. En teoría, hablamos de millones de transacciones por segundo.
• Seguridad. En DAG, todas las transacciones son siempre verificadas por otros nodos y, a veces, repetidamente. Esto aumenta la fiabilidad de los pagos y reduce la probabilidad de “double spending”. En criptomonedas sin blockchain, esto se logra mediante confirmaciones directas e indirectas, cuya descripción exacta es individual para cada criptomoneda. En teoría, la seguridad debería ser mayor, pero ahora es difícil afirmarlo con certeza. En cualquier caso, por ahora, la seguridad de DAG al menos no es inferior a la de la tecnología blockchain.
• Coste de las transacciones. El algoritmo DAG es ideal para un sistema de micropagos porque tiene comisiones “casi cero”. Gracias a su arquitectura y a la ausencia de mineros en la red, los usuarios de redes basadas en DAG podrán enviar transacciones con comisiones literalmente de céntimos o sin ellas en absoluto.

Confirmación de transacciones y consenso. Al enviar una transacción a la red, el usuario primero debe confirmar (fallar) al menos una, pero con mayor frecuencia dos entradas de las anteriores. Así, los propios usuarios dan servicio a la red cada vez que envían una transacción. Por lo tanto, DAG normalmente no tiene mineros ni artesanos. Pero algunos participantes deben determinar el orden de todos los registros, ya que, sin un orden exacto, todavía es posible un ataque de “double spending”. La presencia de estos participantes y el proceso de validación de transacciones por parte de los usuarios — en conjunto forman un algoritmo de consenso sobre los registros en las redes DAG. Cada criptomoneda tiene sus propias decisiones sobre el uso de estos participantes, pero es lógico asumir que cuantos más haya, más descentralizada parecerá la red en sí y la criptomoneda en su conjunto.

Por el momento, la tecnología DAG no tiene desventajas pronunciadas. Sin embargo, al igual que la primera blockchain, Bitcoin, antes de empezar a conquistar el mundo, la tecnología aún no está probada; incluso se podría decir que está en bruto. Así, las primeras pruebas serias de DAG tendrán lugar después del reconocimiento masivo en el mercado y de los primeros ataques de hackers. Por ahora, solo queda alegrarse, porque el progreso del mercado de las criptomonedas es muy rápido.

Criptomonedas basadas en DAG

Según la red, por primera vez la idea de crear una cripto DAG sin blockchain fue planteada en DAG en 2015 por uno de los desarrolladores extranjeros. Sin embargo, ese proyecto no se implementó, pero la idea incluso entonces parecía interesante para muchos desarrolladores.

IOTA

Quizás la moneda DAG más popular sea IOTA. Utilizan la tecnología Tangle en su núcleo, que a su vez también se basa en DAG. La visión de IOTA y DAG dio lugar a Tangle. El diseño de los gráficos de IOTA es incluso más amplio: según el White Paper, parece un grafo acíclico dirigido en 3D. Cada transacción en Tangle necesita confirmar cualquier dos transacciones anteriores que la red selecciona aleatoriamente. Además, el algoritmo de esta criptomoneda, vinculado a DAG, permitió crear incluso partes offline de la red. Cuando te conectas a Internet, estos bloques pasan a formar parte de la “blockchain” común. En pocas palabras, los desarrolladores “retorcieron” su DAG optimizándolo para el Internet de las Cosas y lo llamaron Tangle.

Nano

Otra criptomoneda conocida basada en DAG es Nano. Como recordarás de las reseñas, el proyecto Nano antes tenía otro nombre, y la primera implementación beta se publicó ya en 2014. Nano utiliza una nueva arquitectura de block-lattice, donde cada cuenta tiene su propia cadena y alcanza el consenso mediante Proof delegada. Resulta que la block lattice de Nano, al igual que todo el proyecto, está basada en DAG. Nano es uno de los primeros proyectos DAG, en su forma clásica.

Byteball Bytes

El proyecto de criptomoneda Byteball aprovecha DAG para construir un ecosistema de smart contracts para pagos rápidos y almacenamiento de datos financieros: moneda, propiedad, deuda, acciones y más. Este no es un proyecto de blockchain, sino uno basado en el diseño de DAG, ya en funcionamiento y con un wallet bueno y fácil de usar. Byteball es bueno cuando se trata de smart contracts peer-to-peer. Los usuarios de Byteball pueden usar pagos inteligentes condicionales sin riesgo: todo lo que tienes que hacer es establecer la condición en la que el destinatario recibe el dinero. Si no se cumple esta condición, tu dinero se te devolverá automáticamente: un algoritmo muy simple basado en DAG. Por ejemplo, Byteball te permite comprar o vender seguros peer-to-peer en su plataforma utilizando smart contracts.

Todas estas criptomonedas se negocian con seguridad en el mercado y han tenido listados bastante exitosos.

Sin duda, hay más criptomonedas que utilizan de alguna manera la tecnología DAG. 

Todas las pruebas principales de esta tecnología aún están por venir; por ahora, nos promete muchas nuevas oportunidades. Sin embargo, hasta ahora es solo una tendencia que tiene todas las posibilidades de convertirse en algo grande.