Les graphes acycliques dirigés (DAG) sont le nouveau sujet brûlant de l'industrie de la cryptographie et de la blockchain. Il vise à résoudre la décentralisation de manière différente en offrant des transactions gratuites et rapides.

La technologie de la blockchain a maintenant dix ans. Son apparition a lancé la révolution décentralisée, donnant naissance à de nombreuses autres technologies de registres distribués remarquables (DLT). Ces DLT sont uniques car ils tentent de résoudre les inconvénients de la blockchain.

Vous pouvez maintenant trouver de nombreuses technologies passionnantes de registre distribué, telles que R3 Corda, Hashgraph et Iota Tangle. Parmi ces trois registres distribués populaires, Iota et Hashgraph utilisent des graphes acycliques dirigés (DAGs).

Qu'est-ce que DAG en informatique ?

En informatique, DAG est un graphe avec des sommets et des arêtes. Le graphe est dirigé, et chaque nœud est connecté à l'autre. C'est une structure de données pratique qui permet aux informaticiens et aux mathématiciens de modéliser la connectivité, la probabilité et la causalité.

Un autre aspect important est sa caractéristique acyclique, ce qui signifie que le graphe n'est pas un circuit/boucle complet. Cela signifie que vous ne pourrez pas visiter le même nœud deux fois. Le DAG inhibe également l'ordonnancement topologique où la valeur du nœud de départ est inférieure à la valeur du nœud de fin.

Qu'est-ce que le DAG en cryptomonnaie et blockchain?

DAG est également utile en cryptomonnaie ou pour la conception d'autres technologies de registres distribués (DLT). C'est parce qu'ils sont plus rapides par rapport à l'approche traditionnelle de la blockchain.

Dans une chaîne de blocs, des blocs sont créés et connectés pour stocker et récupérer des informations. Cependant, le DAG utilise des sommets et des arêtes. Cela signifie que les sommets stockent des transactions cryptographiques ou de chaînes de blocs. Comme le DAG est topologique, les sommets enregistrés se trouvent les uns sur les autres.

Les cryptos alimentées par DAG ou les DLT peuvent fonctionner avec une preuve de travail (PoW) ou sans. La possibilité de faire fonctionner la technologie de registre distribué sans minage signifie une approche plus rapide et plus économe en énergie, surtout par rapport aux solutions blockchain traditionnelles telles qu'Ethereum.

En plus de cela, le DAG apporte également une efficacité de stockage des données et est déjà considéré comme un substitut à la blockchain pour les paiements et les transactions en ligne.

Enfin, la création de nœuds/sommets DAG rend le processus de transaction instantané. En bref, les DAG apportent une meilleure stabilité et évolutivité du réseau.

Comment fonctionne DAG?

DAG dans la cryptomonnaie fonctionne en stockant des informations dans des sommets (nœuds). Ici, la structure du nœud représente les informations de transaction. Comme il n'y a pas de concept de "blocs" en jeu, le minage n'est pas nécessaire pour créer, vérifier et étendre la blockchain. Avec DAG, les transactions sont écrites instantanément dans des sommets construits les uns sur les autres.

Les cryptos alimentées par DAG utilisent la preuve de travail (POW) ou d'autres algorithmes de consensus pour valider les transactions afin de garantir une certaine forme de consensus.

Passons par un exemple pour mieux comprendre.

John, un trader, a effectué une nouvelle transaction en transférant des cryptos alimentées par DAG à une autre personne, Sly. Comme une nouvelle transaction voit le jour, le DAG doit le vérifier en le référençant à une précédente. Le référencement est effectué pour plusieurs transactions afin de garantir une preuve solide de transaction,

Les algorithmes de consensus dans les cryptomonnaies ou les DLT alimentés par DAG reposent sur des conseils pour déterminer quel nœud peut vérifier la transaction. Ainsi, un nœud peut avoir un poids significatif dans la vérification de la transaction, et la sélection se fait en fonction de son poids accumulé (nombre de confirmations).

Les transactions de John restent non confirmées jusqu'à ce qu'elles soient référencées par John lui-même ou par quelqu'un d'autre qui construit sur la transaction de John. En pratique, seuls les nœuds avec un poids plus élevé sont susceptibles de continuer à vérifier les transactions pour garantir une croissance réseau appropriée.

Comment le DAG arrête-t-il le double dépense?

Enfin, les nœuds DAG sont capables de détecter les doubles dépenses. Il vérifie les transactions plus anciennes et recherche le solde suffisant de l'expéditeur, remontant même à la première transaction DAG de l'expéditeur. Si l'expéditeur n'a pas un solde suffisant, il rejette la transaction. Le DAG n'a besoin de vérifier qu'un seul chemin, même en présence de plusieurs chemins. En revanche, la protection contre les doubles dépenses de la blockchain est adéquate, mais peut coûter beaucoup plus cher (en termes d'énergie et de temps) que les DAG.

Pour voir visuellement à quoi ressemble le DAG, consultez l'image ci-dessous.

L'algorithme de DAG préfère toujours un nœud avec un poids accumulé important pour surmonter le problème des multiples branches qui ne sont pas conscientes les unes des autres. De cette manière, les nouvelles transactions sont principalement connectées via le sommet et feront toujours référence à des transactions plus anciennes à des fins de vérification. L'approche sélective élimine également les chemins plus faibles et les abandonne à mesure que le réseau se développe.

Si nous examinons la blockchain, les transactions sont considérées comme "dépensées" après six confirmations pour garantir la confiance dans le système.

Pour résumer, DAG fait ce qui suit :

• Sélectionnez les nœuds avec un poids accumulé élevé.
• Suivez le chemin de la transaction précédente pour vous assurer que les pourboires ne sont pas des doubles dépenses et ont un solde de dépenses suffisant.
• Ajoutez la transaction au réseau une fois satisfait.

DAG DLT Cas d'utilisation

Iota Tangle

Iota implémente Tangle, un algorithme de consensus DAG. Il suit une règle simple de validation en se connectant à deux transactions précédentes. Cette approche est bénéfique car elle renforce le réseau à chaque transaction ajoutée. De plus, elle ne nécessite pas de minage pour parvenir à un consensus.

Pour arrêter le double-dépense, il contient des transactions qui ne sont pas 1/3 de la transaction. De cette façon, personne ne peut prendre le contrôle de toute la chaîne et effectuer un double-dépense.

Cependant, le Tangle d'IoTa n'est pas vraiment décentralisé car il utilise un nœud centralisé, le "Coordinateur". Néanmoins, il aide l'ensemble du réseau en supervisant les transactions et en veillant à ce qu'aucun conflit ne se produise.

Hedera Hashgraph

Hedera Hashgraph est une technologie de grand livre distribué d'entreprise publique. Il utilise une approche différente en utilisant DAG au lieu d'une blockchain. Tout comme Iota Tangle, il n'est pas vraiment décentralisé. Au lieu de cela, un conseil mondial des leaders d'entreprise, comprenant Google, Boeing et Deutsche Telekom, le supervise.

Sous le capot, Hashgraph utilise le protocole Gossip. Dans ce protocole, les nœuds partagent des informations et parviennent à un consensus pour approuver les transactions. Une piste de vérification est ajoutée au grand livre distribué à chaque transaction ajoutée.

Cas d'utilisation de la cryptomonnaie DAG

Obyte

Obyte est une crypto populaire qui utilise un registre basé sur un graphe acyclique orienté. Il fonctionne sans intermédiaires pour créer un processus de transaction sans intermédiaire. Cependant, il utilise un système de validateur pour protéger le réseau contre les doubles dépenses.

Nano

Nano est une plateforme décentralisée sans frais qui utilise un Graphe Acyclique Orienté connu sous le nom de grille de blocs. Le réseau est rapide et ne comporte aucun frais associé. Son architecture est un mélange de blockchain et de DAG et offre donc une décentralisation prête à l'emploi.

DAG vs. Blockchain

DAG et Blockchain sont fondamentalement différentes. Cependant, les deux relèvent des technologies de registre distribué. Pour mieux comprendre, discutons de leurs différences ci-dessous.

Structure

La structure du réseau de l'approche blockchain se compose de nœuds se connectant à travers une blockchain. Cet ordre chronologique est immuable. De plus, les transactions sont regroupées dans des blocs avec une validation stockée en eux. Lorsque de nouvelles transactions se produisent, elles sont ajoutées à un bloc et attachées au bloc précédent à des fins de validation.

D'autre part, le DAG suit une approche topologique où chaque nœud représente une transaction. La chaîne de nœuds agit comme un moyen de référencer les transactions plus anciennes et d'éviter les doubles dépenses. La structure arborescente peut avoir plusieurs chemins. Cependant, les nouvelles transactions ne nécessitent qu'un seul chemin de traçage pour être validées.

Consensus

Les DLT basées sur la blockchain reposent fortement sur la preuve de travail. Elle nécessite que les nœuds participants effectuent du minage, un processus intensif en ressources informatiques. Les mineurs qui participent reçoivent des récompenses pour valider les transactions.

L'approche du DAG consiste à valider chaque transaction séparément. Il utilise les transactions précédentes comme connaissance de validation. Les validateurs et mineurs participent. De plus, les transactions sont principalement gratuites.

Avantages et inconvénients de DAG

Dans cette section, nous examinerons de plus près les avantages et les inconvénients du DAG.

Avantages du DAG

• DAG est rapide, étant donné qu'il ne nécessite pas que les mineurs ajoutent des sommets. De plus, l'approche topologique du DAG permet de vérifier rapidement les anciens chemins de transaction pour arrêter le double-dépense.
• Les DAG n'utilisent pas de minage, ce qui les rend respectueux de l'environnement.
• En raison de l'absence de mineurs, le DAG a des frais minimes à zéro associés à la vérification des transactions.
• Les DAG sont hautement évolutifs et peuvent traiter beaucoup plus de transactions par seconde que les réseaux blockchain traditionnels.

DAG Cons

• L'idée derrière le DAG est de le rendre semi-décentralisé et non vraiment décentralisé. La plupart des protocoles DAG sont de nature centralisée.

Réflexions finales

Le graphe acyclique orienté (DAG) est une excellente alternative à la blockchain. Il résout les problèmes clés associés à la blockchain, offrant un moyen rapide et efficace de proposer la technologie de grand livre distribué. Cependant, il n'est pas entièrement décentralisé. Il s'appuie sur un conseil ou un nœud centralisé pour superviser les transactions et les conflits et maintenir tout conforme aux règles.