O que é Directed Acyclic Graph (DAG)?

Hoje, absolutamente todas as criptomoedas construídas sobre a blockchain enfrentam um problema sério — a escalabilidade.

No mundo dos pagamentos centralizados, empresas como a Visa nos acostumaram a transações rápidas e instantâneas. E, até que a comunidade de criptomoedas resolva essa questão, de fato não conseguimos avançar. Este é o segundo problema sério que os criptógrafos enfrentaram no caminho para o reconhecimento universal das criptomoedas. O primeiro, é claro, é a segurança, mas esse é um tema para outra hora.

Todos vocês já ouviram mais de uma vez sobre soluções como a Lightning Network para o Bitcoin e o Sharding para o Ethereum. Cada solução resolve o mesmo problema de maneiras diferentes — o tempo de produção do bloco. Os blocos são componentes fundamentais na blockchain, e a velocidade de toda a rede depende da taxa de produção dos blocos.

DAG vs Blockchain

O surgimento da tecnologia blockchain no mercado financeiro global foi um dos principais eventos do ano passado. Os defensores da democracia absoluta e da crítica ao sistema fiduciário suspiraram aliviados quando o Bitcoin começou a ganhar impulso. Aqui está ele — uma moeda totalmente descentralizada! Bancos e autoridades não poderão mais controlar e administrar os fundos dos cidadãos. Sem tempo para se recuperar do barulho do "pai" das criptomoedas, outro destaque entrou na arena — o Ethereum, com suas aplicações descentralizadas. O boom do ICO e os famosos CryptoKitties fizeram sua parte, e o Ethereum, de modo geral e sem muita razão, passou a ser chamado de blockchain 2.0.

Mas a tecnologia está evoluindo muito rapidamente e, em breve, novas criptomoedas com uma tecnologia diferente chamada DAG aparecem no mercado, já baseada na solução do problema de escalabilidade e das altas taxas. Agora estamos vendo uma tendência em que novos projetos preferem soluções DAG, em vez dos blocos tradicionais. Alguns até afirmam timidamente que DAG é uma geração de blockchain 3.0 (equivocadamente) e que o futuro das criptomoedas está justamente nessa tecnologia. Bem, vamos entender isso.

O que é DAG?

Primeiro, DAG é um tipo de tecnologia de registro distribuído que difere da blockchain na estrutura dos registros e no assincronismo. Muitos acreditam erroneamente que DAG é um tipo de blockchain ou algum novo consenso. Tanto blockchain quanto DAG são soluções diferentes para a tecnologia de registro distribuído, ou, como é chamada nos white papers — ledger.

Blockchain e DAG podem ser chamados de parentes próximos, mas resolvem seus problemas de maneiras diferentes. Portanto, como dito acima, a afirmação "DAG — geração de blockchains 3.0" é errônea. DAG não é blockchain de forma alguma; é um registro sem blocos. Na próxima seção, compararemos indiretamente blockchain e DAG, e por enquanto vamos ver como essa tecnologia funciona.

DAG (directed acyclic graph) é um grafo orientado em que não existem ciclos direcionados.

Vamos primeiro entender o que é um grafo cíclico não direcionado.

Um grafo cíclico não direcional é um grafo (ou rede de nós conectados) em que a informação pode ser transmitida de um nó (círculo) para outro ao longo de diferentes arestas (linhas retas). Existem muitas maneiras diferentes pelas quais a informação pode sair de um nó, passar por outros nós e retornar ao nó original. Quando isso ocorre com um nó que aparece mais de uma vez, o grafo pode ser definido como cíclico.

Mas o que nos interessa são os grafos acíclicos. Grafos acíclicos são grafos que não possuem ciclos.

Isso significa que é impossível percorrer todo o grafo começando por uma aresta. As arestas do grafo direcionado seguem apenas um sentido. Esse grafo é uma ordenação topológica em que todos os nós estão em uma determinada ordem. Esse sistema não possui ciclos — você nunca voltará ao início do mesmo nó.

Agora vamos entender o que significa direcional.

Se dermos direção às arestas (para que funcionem como uma via de mão única para a informação) e garantirmos que nenhum nó se conecte a qualquer outro nó já existente em sua série, nosso grafo anteriormente cíclico pode agora ser transformado em um grafo acíclico direcionado.

Assim, o DAG funciona como uma rede de ramos interconectados crescendo para fora em várias direções. As transações podem ser confirmadas numa ordem de magnitude mais rápida, permanecendo descentralizadas, já que cada uma confirma apenas a anterior.

No DAG, cada transação faz referência a hashes anteriores (pais), assinando-os e incluindo-os em sua composição. Dessa forma, forma-se uma "árvore" de transações, em que cada uma delas é confirmada e imutável.

Prós e Contras do DAG

No início, vamos passar pelos três grandes temas da indústria cripto moderna: escalabilidade, segurança e custo.

• Velocidade e escalabilidade. A tecnologia DAG surgiu como resultado da incapacidade da blockchain de lidar com cargas pesadas e congestionamento de rede. Como mencionado anteriormente, esse problema se tornou um catalisador para o desenvolvimento do DAG, então podemos colocar esse fator com segurança no lado positivo. No DAG, apenas os nós são controladores e validadores das transações, e não os blocos. As informações estão nas transações, o que significa que elas são muito rápidas. Em teoria, estamos falando de milhões de transações por segundo.
• Segurança. No DAG, todas as transações são sempre verificadas por outros nós, e às vezes repetidamente. Isso aumenta a confiabilidade dos pagamentos e reduz a probabilidade de "double spending". Em criptomoedas sem blockchain, isso é alcançado por meio de confirmações diretas e indiretas, cuja descrição detalhada é individual para cada criptomoeda. Em teoria, a segurança deveria ser maior, mas agora é difícil afirmar com certeza. Em qualquer caso, por enquanto, a segurança do DAG pelo menos não é inferior à da tecnologia blockchain.
• Custo da transação. O algoritmo DAG é ideal para um sistema de micropagamentos porque possui taxas de "quase zero". Graças à sua arquitetura e à ausência de mineradores na rede, os usuários de redes baseadas em DAG poderão enviar transações com comissões literalmente centavíssimas ou sem nenhuma taxa.

Confirmação de transações e consenso. Ao enviar uma transação para a rede, o usuário deve primeiro confirmar (gastar) pelo menos um, mas mais frequentemente dois registros anteriores. Assim, os próprios usuários servem à rede cada vez que enviam uma transação. Portanto, o DAG normalmente não tem mineradores e validadores. Mas alguns participantes precisam determinar a ordem de todos os registros, já que, sem uma ordem exata, um ataque de "double spending" ainda é possível. A presença desses participantes e o processo de validação das transações pelos usuários — juntos formam um algoritmo de consenso sobre registros em redes DAG. Cada criptomoeda tem suas próprias decisões sobre o uso desses participantes, mas é lógico supor que, quanto mais deles houver, mais descentralizada parecerá a própria rede e a criptomoeda como um todo.

No momento, a tecnologia DAG não tem desvantagens pronunciadas. No entanto, assim como a primeira blockchain, o Bitcoin, antes de começar a conquistar o mundo, a tecnologia ainda não foi totalmente testada, pode-se até dizer que está crua. Portanto, os primeiros testes sérios do DAG ocorrerão após o reconhecimento em massa no mercado e os primeiros ataques de hackers. Agora, só podemos nos alegrar, porque o progresso do mercado de criptomoedas é muito rápido.

Criptomoedas Baseadas em DAG

De acordo com a rede, pela primeira vez a ideia de criar uma cripto DAG sem blockchain foi mencionada em 2015 por um dos desenvolvedores estrangeiros. No entanto, aquele projeto não foi implementado, mas a ideia já então pareceu interessante para muitos desenvolvedores.

IOTA

Talvez a moeda DAG mais popular seja a IOTA. Eles usam a tecnologia Tangle em sua base, que, por sua vez, também é baseada em DAG. A visão de IOTA e DAG levou ao Tangle. O design do gráfico da IOTA é ainda mais amplo — de acordo com o White Paper, ele parece um grafo acíclico direcionado em 3D. Cada transação no Tangle precisa confirmar quaisquer duas transações anteriores, selecionadas aleatoriamente pela rede. Além disso, o algoritmo dessa criptomoeda, conectado ao DAG, tornou possível criar até partes offline da rede. Quando você se conecta à Internet, esses blocos passam a fazer parte da "blockchain" comum. Simplificando, os desenvolvedores "giram" seu DAG, otimizando-o para a Internet das Coisas, e o chamaram de Tangle.

Nano

Outra criptomoeda notória baseada em DAG é a Nano. Como você se lembra das análises, o projeto Nano já teve outro nome, e a primeira implementação beta foi publicada ainda em 2014. A Nano usa uma nova arquitetura block-lattice, em que cada conta tem sua própria cadeia e alcança consenso por meio de Proof delegada. O block lattice da Nano, assim como todo o projeto, é baseado em DAG. A Nano é um dos primeiros projetos DAG, em sua forma clássica.

Byteball Bytes

O projeto de criptomoeda Byteball aproveita o DAG para construir um ecossistema de smart contracts para pagamentos rápidos e armazenamento de dados financeiros: moeda, propriedade, dívida, ações e muito mais. Este não é um projeto de blockchain, mas sim um baseado no design do DAG, já em funcionamento e com uma wallet boa e fácil de usar. Byteball é bom quando se trata de smart contracts peer-to-peer. Os usuários da Byteball podem usar pagamentos condicionais inteligentes sem risco: tudo o que você precisa fazer é definir a condição para quando o destinatário receberá o dinheiro. Se essa condição não for atendida, o dinheiro será automaticamente devolvido a você — um algoritmo muito simples baseado em DAG. Por exemplo, a Byteball permite comprar ou vender seguros peer-to-peer em sua plataforma usando smart contracts.

Todas essas criptomoedas são negociadas com segurança no mercado e têm listagens bastante bem-sucedidas.

Certamente existem mais criptomoedas que, de alguma forma, usam a tecnologia DAG. 

Todos os principais testes dessa tecnologia ainda estão por vir; por enquanto, ela nos promete muitas novas oportunidades. No entanto, até agora, é apenas uma tendência que tem todas as chances de se tornar algo grande.