O que é um directed acyclic graph (DAG)?

A tecnologia directed acyclic graph (DAG) representa uma inovação de relevo no universo das criptomoedas e da blockchain. Com o sector das tecnologias financeiras em constante evolução, o DAG afirma-se como uma estrutura de dados alternativa, trazendo vantagens distintas face à blockchain tradicional. Este artigo aborda os princípios fundamentais da tecnologia DAG, os seus mecanismos operacionais e o seu lugar no ecossistema alargado das criptomoedas, ilustrando com exemplos claros de acyclic graph ao longo do texto.

TL;DR

A tecnologia DAG apresenta vantagens determinantes relativamente aos sistemas blockchain tradicionais. Destaca-se pela rapidez nas transações e elevada escalabilidade, dispensando a criação e mineração de blocos. Contrariamente à estrutura linear de blocos da blockchain, os DAG organizam as transações sob a forma de nós interligados, aumentando a eficiência e reduzindo o consumo energético. A tecnologia oferece ainda taxas de transação nulas ou residuais, sendo especialmente indicada para micro pagamentos. Embora o DAG represente uma solução promissora, não pretende substituir a blockchain, mas sim disponibilizar uma alternativa para casos de utilização específicos. Apesar dos seus méritos, o DAG depara-se com desafios como a centralização e ainda não comprovou capacidade para substituir totalmente a blockchain em todas as aplicações.

DAG vs tecnologia blockchain

O directed acyclic graph constitui uma ferramenta de modelação e estruturação de dados adotada por algumas criptomoedas como alternativa à blockchain. Frequentemente designado “blockchain killer”, o DAG desperta interesse pelo seu potencial revolucionário para o sector cripto. Contudo, não é certo que o DAG venha a substituir a blockchain, dado que esta permanece a tecnologia dominante no mercado de criptoativos.

A arquitetura do DAG distingue-se da blockchain tanto na estrutura como na abordagem. Num exemplo de acyclic graph, o DAG baseia-se numa rede de círculos e linhas, em que cada círculo (vértice) corresponde a uma atividade ou transação individual a integrar na rede. As linhas (arestas) estabelecem a ordem de aprovação das transações e apresentam apenas um sentido, justificando a designação “directed acyclic graph”. O termo “directed” traduz o fluxo unidirecional; “acyclic” significa que os vértices não formam ciclos. Esta estrutura é especialmente eficaz para modelação de dados, permitindo analisar relações entre variáveis e perceber as respetivas influências mútuas. No contexto das criptomoedas, os DAG facilitam o consenso em redes distribuídas. Importa notar que as transações não são agrupadas em blocos, mas sim construídas diretamente umas sobre as outras, o que aumenta significativamente a rapidez face aos sistemas blockchain.

Qual a diferença entre um DAG e uma blockchain?

Apesar de DAG e blockchain cumprirem funções similares no ecossistema das criptomoedas, distinguem-se por diferenças estruturais essenciais. A principal reside na organização de dados: os DAG não criam blocos, optando antes por construir transações de forma contínua e diretamente sobre as anteriores. Também a representação visual difere — as blockchains surgem como cadeias de blocos ligados, enquanto os DAG apresentam grafos interligados de círculos e linhas, servindo como exemplos visuais de acyclic graph. Esta diferença estrutural reflete-se na velocidade de processamento, escalabilidade e eficiência energética de cada tecnologia.

Como funciona a tecnologia DAG?

O funcionamento da tecnologia DAG assenta na sua estrutura única de vértices e arestas. Em sistemas baseados em DAG, cada vértice representa uma transação individual, sendo as novas transações construídas continuamente sobre as anteriores — um exemplo prático de acyclic graph em ação. Ao iniciar uma transação, o utilizador tem de confirmar uma transação anterior já submetida. Estas transações prévias são denominadas “tips” — transações pendentes de validação. Para adicionar uma nova transação, o utilizador deve validar estas tips, passando a sua transação a ser a nova tip à espera de confirmação por parte da comunidade. Este processo gera um efeito de camadas sucessivas, permitindo o crescimento orgânico do sistema.

A tecnologia recorre a mecanismos robustos para evitar o duplo gasto. Ao validar transações antigas, os nós percorrem todo o histórico até à transação de génese, assegurando saldos adequados e legitimidade das transações. Quem tentar construir sobre percursos inválidos arrisca-se a ver a sua transação rejeitada, mesmo que seja legítima, já que a verificação abrange todas as transações anteriores no percurso. Este mecanismo automático garante a integridade e segurança da rede, dispensando a mineração tradicional.

Para que serve o DAG?

A tecnologia DAG tem múltiplas aplicações práticas no universo das criptomoedas. O principal uso consiste no processamento eficiente de transações, superando a blockchain tradicional. Sem blocos, desaparecem os tempos de espera associados à sua criação, permitindo submissão imediata de transações — bastando confirmar as anteriores.

A eficiência energética é outro benefício de relevo. Ao contrário das blockchains com consenso Proof-of-Work, que requerem elevado poder computacional, as criptomoedas baseadas em DAG consomem apenas uma fração dessa energia, mantendo mecanismos de consenso semelhantes. Assim, o DAG responde a preocupações ambientais ligadas à atividade das criptomoedas.

Os DAG revelam-se eficazes no processamento de micropagamentos. Os registos distribuídos em blockchain enfrentam dificuldades nas transações de baixo valor, já que as taxas podem superar o montante em causa. Os sistemas DAG não cobram taxas ou apenas taxas mínimas, que se mantêm estáveis mesmo em situações de congestionamento. Esta característica torna-os ideais para aplicações com transações frequentes e de reduzido valor, ilustrando exemplos concretos de acyclic graph em cenários reais.

Que criptomoedas utilizam DAG?

Apesar das vantagens de eficiência, poucos projetos cripto utilizam atualmente a tecnologia DAG. A IOTA destaca-se como caso relevante, sendo o nome um acrónimo de Internet of Things Application. Lançada em 2016, a IOTA (MIOTA) ganhou notoriedade pela rapidez das transações, escalabilidade, segurança, privacidade e integridade dos dados. O projeto utiliza “tangles” — combinações de vários nós para validar transações, servindo como exemplos práticos de acyclic graph. Para ver a sua transação aprovada, o utilizador deve validar duas outras, garantindo o contributo de todos para o consenso e a descentralização da rede.

A Nano é outro exemplo de implementação DAG, seguindo uma abordagem híbrida que combina DAG e blockchain. A transmissão e receção de dados processa-se por nós, sendo que cada utilizador detém uma carteira própria com elementos de blockchain. A validação exige confirmação tanto do remetente como do destinatário. A Nano construiu uma reputação assente em rapidez, escalabilidade, segurança, proteção de privacidade e ausência de taxas de transação.

A BlockDAG constitui outra variante, oferecendo rigs de mineração eficientes e uma aplicação móvel para minerar tokens BDAG. Ao contrário do halving de quatro anos do Bitcoin, o BDAG implementa um ciclo anual, criando dinâmicas económicas singulares e exemplificando o conceito de acyclic graph no contexto cripto.

Vantagens e desvantagens do DAG

Tal como qualquer tecnologia, o DAG apresenta vantagens e limitações a considerar.

Entre os benefícios do DAG destaca-se a velocidade excecional, já que a ausência de restrições temporais dos blocos permite processar transações a qualquer momento e sem limites — bastando confirmar as anteriores. Apresenta taxas nulas ou mínimas, uma vez que não requer incentivos de mineração (embora alguns sistemas prevejam pequenas taxas para nós específicos), beneficiando sobretudo as microtransações. Elimina a mineração tradicional, reduzindo o consumo energético e o impacto ambiental face às blockchains Proof-of-Work. Além disso, oferece escalabilidade superior, já que não há tempos de bloco nem períodos de espera típicos dos sistemas blockchain.

No entanto, persistem desafios. A descentralização é um ponto crítico, dado que alguns protocolos DAG incorporam elementos centralizados. Muitos projetos aceitam esta opção como solução temporária para arranque, mas ainda não se provou que os DAG possam funcionar sem intervenção externa. Sem salvaguardas, as redes podem ficar vulneráveis a ataques. Acresce a falta de testes extensivos em larga escala: apesar de existir há anos, o DAG não atingiu a adoção massiva de outras inovações blockchain, como as soluções Layer-2.

Conclusão

Os directed acyclic graphs configuram uma tecnologia inovadora de enorme potencial no sector das criptomoedas. Apesar das vantagens evidentes — como taxas mais baixas e escalabilidade superior face à blockchain tradicional — a tecnologia DAG continua pouco desenvolvida e enfrenta limitações que impedem um desafio efetivo à supremacia da blockchain. O seu desenvolvimento mantém-se em curso, com muitas potencialidades e restrições por explorar. Ainda assim, os benefícios do DAG têm despertado grande interesse na comunidade cripto, que aguarda a evolução da tecnologia à medida que surgem novas aplicações e casos de uso. Longe de substituir por completo a blockchain, o DAG deverá afirmar-se como solução complementar, proporcionando opções para casos específicos em que as suas características únicas se revelam vantajosas. Compreender exemplos de acyclic graph em implementações reais permite clarificar as aplicações práticas e o futuro potencial desta tecnologia inovadora.