Qu’est-ce qu’un graphe orienté acyclique (DAG) ?

La technologie du graphe orienté acyclique (DAG) constitue une avancée notable dans le secteur des cryptomonnaies et des registres distribués. Si la blockchain reste le pilier de la fintech depuis son émergence, le DAG s’impose progressivement comme une alternative crédible, particulièrement pour surmonter les problèmes de scalabilité et d’efficacité rencontrés par les réseaux blockchain traditionnels. Cet article présente les fondements du DAG, son architecture, ses domaines d’application et les différences essentielles avec les systèmes blockchain conventionnels.

TL;DR

La technologie DAG se démarque par plusieurs atouts majeurs par rapport à l’architecture blockchain classique. En éliminant la nécessité de créer et de miner des blocs, le DAG offre une rapidité accrue dans le traitement des transactions et une meilleure scalabilité. Les transactions sont structurées sous forme de nœuds interconnectés, contrairement aux blocs successifs, ce qui améliore considérablement l’efficacité et réduit la consommation énergétique. Tandis que la blockchain impose souvent des frais importants, les systèmes basés sur DAG affichent des frais minimes, voire nuls, favorisant les micropaiements et les transactions à haute fréquence. À noter : le DAG n’a pas vocation à remplacer totalement la blockchain, mais à répondre à des exigences spécifiques selon les cas d’usage et les projets.

DAG vs technologie blockchain

Le graphe orienté acyclique est un outil de modélisation et de structuration des données, adopté par certaines cryptomonnaies comme alternative à la blockchain traditionnelle. Il suscite l’intérêt de certains spécialistes qui anticipent des avantages significatifs face à la technologie blockchain. Toutefois, les deux approches coexistent et répondent à des besoins distincts dans l’industrie des cryptomonnaies.

L’architecture DAG repose sur un assemblage de cercles et de lignes. Chaque cercle (sommet) représente une transaction individuelle à intégrer au réseau. Les lignes (arêtes) déterminent l’ordre de validation et d’approbation des transactions. La spécificité de cette architecture réside dans le caractère unidirectionnel des arêtes, qui ne forment pas de boucles. Ce principe donne son nom à DAG : « orienté » pour la direction unique des arêtes, « acyclique » pour l’absence de boucle entre les sommets, évitant tout retour circulaire.

Cette structure de données est particulièrement pertinente pour la modélisation, en permettant d’analyser les interactions entre plusieurs variables et leurs influences respectives. Dans le secteur des cryptomonnaies, le DAG facilite l’obtention du consensus dans les réseaux distribués. Contrairement à la blockchain, les transactions ne sont pas regroupées en blocs, mais se superposent directement, ce qui accélère notablement le traitement.

Quelle est la différence entre un DAG et une blockchain ?

Bien que DAG et blockchain remplissent des fonctions similaires dans la cryptomonnaie, leurs structures et modes de fonctionnement sont fondamentalement différents. La distinction principale : les systèmes DAG ne créent pas de blocs comme le font les blockchains. Les transactions se superposent directement, formant un flux continu.

Sur le plan structurel, le DAG se compose de cercles et de lignes formant un graphe, tandis que la blockchain apparaît comme une chaîne séquentielle de blocs liés. Cette différence se traduit visuellement : la blockchain ressemble à une chaîne linéaire, le DAG à un graphe complexe et ramifié offrant de multiples parcours.

Comment fonctionne la technologie DAG ?

Le fonctionnement du DAG repose sur ses éléments et processus clés. Les systèmes DAG intègrent des cercles (sommets) et des lignes (arêtes), chaque sommet correspondant à une transaction unique. Les transactions se superposent en une structure hiérarchique.

Pour initier une transaction, l’utilisateur doit d’abord confirmer une ou plusieurs transactions antérieures, appelées « tips ». Cette validation est nécessaire avant l’ajout au réseau. Une fois validée, la transaction devient elle-même un tip, en attente de confirmation par les prochains utilisateurs. Ce mécanisme crée un cycle continu, où la communauté construit collectivement des couches successives de transactions, assurant la croissance du système.

Pour contrer les attaques par double dépense, le DAG intègre un système de vérification avancé. Lors de la confirmation, le nœud examine l’ensemble du chemin de transaction jusqu’à la transaction initiale, vérifiant la légitimité des soldes et des opérations. Toute tentative de s’appuyer sur un chemin invalide expose l’utilisateur au rejet de sa transaction, même si elle est valide isolément. Ce mécanisme garantit l’intégrité du réseau, en validant chaque transaction de la chaîne.

À quoi sert le DAG ?

La technologie DAG répond à plusieurs enjeux dans l’écosystème crypto. Son principal usage : accélérer le traitement des transactions par rapport aux systèmes blockchain classiques. L’absence de blocs supprime l’attente liée à leur création et au minage, permettant une soumission continue des transactions. Seule contrainte : confirmer les transactions précédentes avant d’en proposer de nouvelles.

L’efficacité énergétique est un autre point fort du DAG. Contrairement aux blockchains reposant sur le consensus Proof of Work (PoW), très énergivore, les cryptomonnaies DAG requièrent peu d’énergie. Certains systèmes DAG utilisent encore le PoW, mais avec une consommation nettement inférieure aux réseaux blockchain traditionnels.

Le DAG se distingue particulièrement pour les micropaiements, secteur où la blockchain connaît des limites. Les frais de transaction sur blockchain dépassent souvent le montant des micropaiements, ce qui les rend peu viables. Les systèmes DAG règlent cette problématique, en supprimant ou réduisant drastiquement les frais, n’imposant que de faibles coûts de fonctionnement des nœuds. Ces coûts restent stables même en cas de congestion, assurant la prévisibilité des frais.

Quelles cryptomonnaies utilisent la technologie DAG ?

Malgré ses avantages, la technologie DAG n’est adoptée que par quelques projets de cryptomonnaie. IOTA est l’un des exemples les plus connus. Son nom, acronyme de Internet of Things Application, s’est imposé grâce à ses transactions rapides, sa scalabilité, sa sécurité, sa confidentialité et l’intégrité des données. IOTA (MIOTA) utilise des nœuds et des tangles, associations de multiples nœuds pour valider les transactions. Le système impose à chaque utilisateur la vérification de deux autres transactions avant l’approbation de la sienne, garantissant la contribution de tous au consensus et la décentralisation du réseau.

Nano est un autre projet notable, avec une approche hybride combinant DAG et blockchain. Les transmissions de données passent par des nœuds, et chaque utilisateur détient son propre portefeuille blockchain. La validation des transactions exige la confirmation du côté de l’expéditeur et du destinataire. Nano est réputé pour sa rapidité, sa scalabilité, sa sécurité, la protection de la vie privée et l’absence de frais.

BlockDAG est une application plus récente du DAG. Le projet propose des rigs de minage énergétiquement efficaces et une application mobile pour miner les tokens BDAG. Contrairement au cycle de halving de Bitcoin tous les quatre ans, BDAG procède à une division par deux tous les 12 mois, instaurant un modèle de distribution différent.

Avantages et inconvénients du DAG

Comme toute technologie, le DAG présente des points forts et des limites à examiner avec rigueur.

Les bénéfices sont nombreux : vitesse élevée (absence de restrictions de temps de bloc), traitement des transactions sans limite de volume, frais minimes ou nuls (absence de minage et de récompenses associées, à l’exception de certains frais pour opérations spécifiques), avantage pour les microtransactions, faible consommation énergétique (absence de PoW intensif), absence d’attente liée aux blocs, ce qui résout les problèmes de scalabilité.

À l’inverse, le DAG doit encore relever des défis importants. La décentralisation est une problématique évolutive, certains protocoles DAG intégrant des éléments centralisés à leurs débuts, pour faciliter le démarrage du réseau. Les systèmes DAG tendent vers plus d’indépendance, mais la maturité du réseau reste à atteindre pour garantir une sécurité optimale. De plus, le DAG poursuit ses tests à grande échelle, alors que les protocoles blockchain sont déjà bien établis. Malgré plusieurs années d’existence, le DAG reste moins adopté que d’autres solutions telles que le scaling Layer-2, ce qui laisse place à la validation des performances sur le long terme et à une adoption plus large.

Conclusion

Le graphe orienté acyclique s’impose comme une technologie novatrice, dotée d’un potentiel considérable dans le secteur des cryptomonnaies et des registres distribués. Si le DAG offre des avantages clairs vis-à-vis de la blockchain traditionnelle — frais réduits, rapidité, efficacité énergétique, scalabilité —, il poursuit sa maturation pour surmonter les défis qui le distinguent de la blockchain. Les enjeux d’optimisation de la décentralisation et d’élargissement de l’implémentation à grande échelle sont au cœur du développement, avant que le DAG ne révèle pleinement son potentiel. L’évolution continue de la technologie laisse entrevoir de nouvelles capacités, avec des solutions qui se perfectionnent au fil des usages. Les atouts des projets DAG déjà déployés sont prometteurs, et la communauté crypto suit attentivement leur évolution et leur adaptation aux nouveaux usages. Plutôt que de considérer le DAG comme un remplaçant de la blockchain, il convient de le voir comme une technologie complémentaire, offrant des alternatives pour des besoins spécifiques au sein de l’écosystème des registres distribués, chaque implémentation apportant ses propres innovations au paysage des cryptomonnaies.

FAQ

Que signifie DAG ?

DAG est l’acronyme de Graphe Orienté Acyclique. Il s’agit d’une structure de données utilisée dans la blockchain pour représenter les transactions et leurs liens.

Que désigne le terme « DAG » ?

Le terme « DAG » fait référence au Graphe Orienté Acyclique, une structure de données adoptée par certaines cryptomonnaies pour accélérer et rendre les transactions plus évolutives que sur la blockchain classique.

Qu’est-ce que le DAG ?

Le DAG (Graphe Orienté Acyclique) est une structure de données utilisée dans les cryptomonnaies pour améliorer la scalabilité et la rapidité des transactions. Il permet le traitement parallèle des opérations, contrairement à la blockchain traditionnelle.