O que é um Grafo Acíclico Direcionado e Como Ele Funciona?

Depois que a indústria de criptomoedas surgiu e traders e investidores começaram a entrar no setor, ficou rapidamente claro que as moedas digitais são diferentes de qualquer outro ativo. Sem ativos do mundo real que as correspondam e lhes deem valor, elas eram altamente voláteis. No entanto, também ofereciam transações extremamente rápidas e baratas em qualquer parte do mundo.

Por um período, elas até ofereciam anonimato, até que os exploradores de blocos foram inventados e as exchanges centralizadas começaram a realizar o procedimento KYC para identificar os usuários por sua própria proteção. Mas, com tudo de bom e ruim misturado, o lado bom — representando potencial de ganho e solução de vários problemas da vida real com cripto e blockchain — prevaleceu, e as pessoas começaram a entrar no setor.

Com o número crescente de usuários, o setor cripto começou a desenvolver estratégias de negociação e investimento, o que acabou gerando a necessidade de ferramentas de trading, investimento e pagamento. É claro que alguns produtos precisaram ser criados para resolver alguns dos problemas que ainda persistem no setor cripto. Isso levou à criação de várias soluções, nem todas foram suficientemente boas para ter sucesso ou permanecer. Contudo, algumas foram, e ainda são usadas até hoje. Algumas foram importadas das finanças tradicionais, enquanto outras foram desenvolvidas especificamente para cripto.

Entre elas está o Grafo Acíclico Direcionado (DAG), que é, na verdade, o foco da nossa discussão hoje, ajudando os novos membros da indústria cripto a entender o que ele é, como funciona e o que faz.

O que é um Grafo Acíclico Direcionado?

Um grafo acíclico direcionado é uma ferramenta de modelagem ou estruturação de dados que costuma ser usada no setor de criptomoedas. Ele difere da própria blockchain, pois a blockchain consiste em blocos, enquanto o DAG possui vértices e arestas.

Assim, os pagamentos cripto realizados nele são registrados como vértices, que são então empilhados uns sobre os outros. Contudo, ele ainda compartilha algumas semelhanças com a tecnologia blockchain, como o fato de que as transações também são enviadas por nós, e o processo requer tarefas de Proof‑of‑Work (PoW), ou seja, o software ainda precisa resolver tarefas para que o processamento ocorra. No entanto, difere do que se vê na blockchain, como discutiremos em breve.

No final, a blockchain se parece com uma cadeia real composta por blocos, enquanto o DAG, devido à forma como as transações são registradas e armazenadas, lembra mais um grafo.

Além disso, há quem prefira que as coisas sejam tratadas dessa forma e acredita que o DAG e seu modelo de grafo podem acabar substituindo a tecnologia blockchain em algum momento futuro. Isso pode ser uma escolha sensata, considerando que o DAG provou ser mais eficiente em aspectos como armazenamento de dados ou processamento de transações online, enquanto muitas blockchains ainda enfrentam problemas de escalabilidade.

O DAG pode até se tornar uma solução para o problema da descentralização na indústria cripto atual. Além disso, eliminaria a necessidade de mineradores competirem por novos blocos e adicioná‑los à cadeia.

O DAG pode ainda tornar o processamento de transações mais rápido, já que os nós são desenvolvidos simultaneamente em seu ecossistema. Neste ponto, parece simplesmente uma solução melhor e mais segura, que pode permitir aos usuários melhorar a usabilidade da rede à medida que ela se torne mais escalável e capaz.

Como os Grafos Acíclicos Direcionados Funcionam?

Anteriormente, explicamos que o DAG possui uma estrutura semelhante a uma árvore, ou seja, tem transações armazenadas uma sobre a outra, com nós interconectados atuando como seus ramos. Cada nó pode ter múltiplas raízes‑pai, de modo que o modelo permite que um número maior de transações seja validado simultaneamente. Isso é possível porque não é necessário aguardar o término de uma transação antes que a próxima comece a ser processada.

Claro, ainda existem certas regras para o funcionamento de um DAG. Por exemplo, cada nova transação deve referenciar transações anteriores antes de se tornar parte da rede, o mesmo princípio usado na blockchain. Cada bloco deve referenciar blocos anteriores, como ocorre na blockchain atualmente.

Isso foi visto como uma boa prática que só permite que uma transação seja confirmada com sucesso quando referenciada por outra transação. No DAG, cada vértice é uma transação, e não há blocos envolvidos, portanto não há necessidade real de mineração. Em vez de agrupar transações e armazená‑las em blocos separados, elas são simplesmente registradas umas sobre as outras.

É aqui que o PoW entra em ação, pois suas tarefas são realizadas quando um nó envia uma transação para validar transações anteriores.

Para que pode ser usado um Grafo Acíclico Direcionado?

O modelo DAG foi criado para processar transações na indústria de criptomoedas, e a razão de sua invenção é o fato de que a própria blockchain é imperfeita. De fato, usuários de DAG identificaram duas grandes fraquezas da blockchain que o DAG foi concebido para resolver. Uma delas é a descentralização, e a outra é a escalabilidade. Enquanto a segurança e usabilidade da blockchain são consideradas bastante boas, o DAG as aprimorou ainda mais, de modo que podemos dizer que esta é outra área em que o modelo DAG supera a blockchain.

O DAG acelera as coisas ao não exigir que a verificação de uma transação seja concluída antes que a próxima possa começar, procedimento necessário no processamento de transações em sistemas blockchain tradicionais. Além disso, o DAG não depende de blocos, e a ausência de blocos elimina a mineração, o que significa que menos energia é necessária para o funcionamento da rede, tornando os DAGs mais ecológicos, além de tudo o que já foi mencionado.

Isso também gera outras vantagens menores. Por exemplo, como não há mineração, não há mineradores, e sem mineradores não há necessidade de taxas de transação.

Todos os benefícios que o DAG oferece são certamente encorajadores para o futuro desse modelo. Contudo, por enquanto, os DAGs ainda são muito novos no mundo cripto, o que significa que sua tecnologia — por mais avançada que seja — ainda está em estágios iniciais. Como resultado, ainda não alcançaram plena descentralização, portanto seu principal caso de uso atualmente é iniciar redes.

Seu papel como sistema de processamento de transações que pode competir com a blockchain, ou até mesmo eliminá‑la no futuro, ainda não foi alcançado, embora haja pouca dúvida de que os DAGs um dia serão uma tecnologia dominante.

Até o momento, há apenas um pequeno número de projetos de criptomoedas que dependem do DAG. Contudo, os que o utilizam — incluindo IOTA, Nano e Obyte — chamaram a atenção tanto de desenvolvedores quanto de usuários cripto.

DAG vs Blockchain: Prós e Contras

Dito isso, vamos resumir como o DAG e a blockchain se comparam, listando os prós e contras de cada modelo.

Prós do DAG:

• O DAG elimina a necessidade de mineração e de equipamentos de mineração caros
• Sem mineração, não há mineradores, o que também significa que as taxas de mineração são eliminadas
• A ausência de mineração também significa que projetos baseados em DAG não requerem quantidades tão altas de energia quanto blockchains
• Todos esses benefícios tornam o DAG bem adequado para microtransações e volumes elevados de transações

Contras do DAG:

• Baixo volume de transações o torna mais vulnerável a ataques
• Atualmente ainda está em estágios muito iniciais
• Ainda não alcançou plena descentralização

Prós do Blockchain:

• Com mais de 13 anos de desenvolvimento e crescimento, a blockchain é agora uma tecnologia bem estabelecida
• É amplamente utilizada em todo o setor cripto
• A blockchain é altamente segura, imutável e transparente
• Mesmo as blockchains menos escaláveis são econômicas quando se trata de transações de alto valor

Contras do Blockchain:

• Algumas das maiores e mais usadas cadeias têm taxas de transação extremamente altas
• A maioria das blockchains luta com escalabilidade e velocidade de processamento de transações
• Blockchains PoW requerem mineração e grandes quantidades de energia
• Exigem muito espaço de armazenamento e largura de banda de rede

Conclusão

Embora a tecnologia blockchain tenha demonstrado que existem outras formas mais modernas de processar transações, pode ter sido apenas o primeiro passo rumo à solução definitiva, e não a solução final em si. Os DAGs podem ser o segundo passo nessa jornada, ou podem ser a solução que permanecerá por anos, décadas ou mais.

Neste ponto, ainda é muito cedo para presumir todo o espectro de benefícios que os DAGs podem oferecer, pois ainda são muito jovens. No entanto, considerando tudo o que já fazem melhor que a própria blockchain, não seria exagero dizer que desenvolvimentos futuros podem fazer dos DAGs um modelo preferível à blockchain que conhecemos hoje.

É possível que eles dominem o setor DLT no futuro, ou que sejam uma solução paralela à blockchain. Por enquanto, é importante notar que possuem um enorme potencial e que vale a pena ficar de olho em seu desenvolvimento.