블록체인에서의 유향 비순환 그래프(DAG)

DAG란 무엇이며 블록체인과 무엇이 다른가요?

**유향 비순환 그래프(Directed Acyclic Graph, DAG)**는 방향성을 가진 간선으로 노드를 연결하되, 어떤 경로를 따라가도 다시 시작점으로 돌아오지 않는 데이터 구조입니다. 분산원장 관점에서 DAG 기반 원장은 트랜잭션이나 이벤트를 하나의 직선형 체인이 아닌 거미줄 같은 그래프로 배치합니다. 즉, 전통적인 블록체인은 새로운 블록이 하나의 이전 블록만을 참조해 선형 체인을 이루지만, DAG에서는 한 노드가 여러 이전 트랜잭션이나 블록을 동시에 참조할 수 있습니다. 그 결과, 트랜잭션은 시간순 블록에 하나씩 묶여 처리되는 것이 아니라, 동시에 병렬로 확정될 수 있습니다.

블록체인이 블록으로 이루어진 긴 사슬처럼 보인다면, DAG 원장은 개별 트랜잭션이 가지를 뻗는 나무 혹은 웹에 더 가깝습니다. DAG에서는 새 트랜잭션이 이전의 한두 건 이상을 첨부하여 검증하기 때문에, 다음 블록에 실리길 기다릴 필요가 없습니다. 이러한 구조적 차이는 다음과 같은 특징을 만듭니다.

• 병렬 검증: 블록체인에서는 채굴자/검증자가 한 번에 한 블록씩 추가하므로, 트랜잭션은 새 블록이 생성될 때마다 묶음으로 확정됩니다. DAG에서는 여러 트랜잭션(혹은 소규모 “블록”)을 동시에 추가할 수 있고, 각 트랜잭션이 그래프의 서로 다른 부분에 연결됩니다. 이러한 병렬성 덕분에 네트워크가 긴 체인이 한 블록씩 늘어나는 것을 기다릴 필요가 없습니다.
• 전역 순서 부재: 블록체인은 모든 트랜잭션에 절대적인 순서를 부여합니다(각 블록이 하나의 직선 시퀀스 상의 위치를 갖습니다). 반면 DAG 원장은 트랜잭션의 부분 순서를 형성합니다. “가장 최신 블록”이 단일하게 존재하지 않고, 그래프의 여러 팁이 동시에 존재하면서 확장됩니다. 따라서 그래프 내 트랜잭션의 순서나 유효성에 대한 합의를 위해 별도의 합의 프로토콜이 필요합니다.
• 트랜잭션 확정: 블록체인에서는 트랜잭션이 채굴/검증된 블록에 포함되고, 그 블록이 체인에 채택된 뒤(보통 추가 블록이 쌓인 후) 확정됩니다. DAG 시스템에서는 새로운 트랜잭션 자체가 이전 트랜잭션을 참조함으로써 검증에 기여합니다. 예컨대 IOTA의 Tangle(DAG)에서는 각 트랜잭션이 이전 두 건을 승인해야 하며, 사용자들이 서로의 트랜잭션을 협력 검증하게 됩니다. 이를 통해 블록체인 채굴에서 존재하는 “트랜잭션 생성자”와 “검증자”의 구분이 희미해지고, 트랜잭션 발행자가 검증 작업도 일부 담당하게 됩니다.

중요한 점은, 블록체인은 사실 DAG의 특수한 형태라는 것입니다. 블록체인은 단일 체인 형태로 제한된 DAG로 볼 수 있습니다. 두 구조 모두 분산원장기술(DLT)의 일종으로서 불변성, 탈중앙화 등 공통 목표를 지니지만, DAG 원장은 구조적으로 “블록리스” 혹은 다중 부모 구조를 취하기 때문에 실제 특성이 달라집니다. 비트코인과 이더리움처럼 전통적인 블록체인은 직렬 블록을 사용하며 경쟁 블록(fork)은 대부분 버립니다. 반면 DAG 원장은 충돌이 없는 트랜잭션을 최대한 수용·정렬하려 합니다. 이러한 근본적 차이가 성능과 설계에서 다양한 차이를 낳습니다.

기술 비교: DAG와 블록체인

DAG와 블록체인을 구조와 검증 방식 측면에서 비교해보면 다음과 같습니다.

• 데이터 구조: 블록체인은 트랜잭션을 담은 블록을 직선으로 연결하며, 각 블록은 하나의 이전 블록을 가리킵니다. DAG 원장은 그래프 구조를 택하고 각 노드가 트랜잭션이나 이벤트 블록을 의미하며, 여러 이전 노드를 참조할 수 있습니다. 유향 비순환 특성상 과거를 따라가도 출발점으로 되돌아가지 않습니다. 이 때문에 참조된 트랜잭션이 항상 앞에 오도록 하는 위상 정렬이 가능합니다. 요약하면 블록체인은 1차원 체인, DAG는 다차원 그래프입니다.
• 처리량과 동시성: 구조적 차이는 처리량에도 영향을 줍니다. 블록체인은 이상적으로도 블록을 하나씩 추가해야 하며(새 블록이 네트워크 전체에 전파·검증될 때까지 기다리는 경우가 많습니다), 이는 TPS(초당 트랜잭션 수)를 제한합니다. 예를 들어 비트코인은 57 TPS, 전통적인 PoW 이더리움은 1530 TPS 수준입니다. DAG 시스템은 많은 트랜잭션/블록을 동시에 원장에 기록할 수 있습니다. 여러 분기가 동시 성장해 나중에 합류할 수 있으므로 잠재 처리량이 크게 늘어납니다. 일부 최신 DAG 네트워크는 수천 TPS를 주장하며, 전통 결제 네트워크 수준에 도달하거나 능가한다고 합니다.
• 트랜잭션 검증 절차: 블록체인에서는 트랜잭션이 메모리풀에 대기하고, 채굴자/검증자가 새 블록에 담은 뒤 다른 노드가 전체 이력을 기준으로 검증합니다. DAG에서는 검증이 더 지속적이고 탈중앙화되어 진행됩니다. 새 트랜잭션이 과거 트랜잭션을 참조(승인)함으로써 검증 행위를 수행합니다. 예컨대 IOTA Tangle에서는 각 트랜잭션이 두 건을 확인하고 소규모 PoW를 수행해 해당 트랜잭션에 “투표”합니다. Nano의 블록-라티스에서는 각 계정이 자체 체인을 이루고 대표 노드의 투표로 검증합니다. 결과적으로 DAG는 검증 작업을 분산시키며, 단일 블록 생산자가 한 번에 처리하는 대신 많은 참여자가 동시에 다양한 트랜잭션을 검증합니다.
• 합의 메커니즘: 블록체인과 DAG 모두 어느 트랜잭션이 확정되었고 순서가 어떠한지 네트워크 전체가 합의해야 합니다. 블록체인에서는 주로 작업증명(PoW)이나 지분증명(PoS)으로 다음 블록을 생성하고 “가장 긴(혹은 가장 무거운) 체인이 승리한다”는 규칙이 적용됩니다. DAG에서는 단일 체인이 없기 때문에 합의가 더 복잡합니다. 고십(gossip) 프로토콜과 가상 투표(Hedera Hashgraph)나 MCMC 기반 팁 선택(초기 IOTA) 등 프로젝트별로 서로 다른 접근을 취합니다. DAG에서 합의를 이루면 처리량 측면에서 빠를 수 있지만, 동시에 존재하는 트랜잭션 간 충돌(더블스펜드 등)을 다루기 위해 정교한 설계가 필요합니다.
• 포크 처리: 블록체인에서 거의 동시에 두 블록이 만들어지면 “포크”가 발생하고, 결국 한 체인이 승리하고 다른 하나는 고아 블록으로 버려집니다. 이는 컴퓨팅 리소스를 낭비합니다. DAG에서는 포크를 추가 분기로 받아들이는 철학입니다. 그래프에 양쪽을 모두 포함시키고, 합의 알고리즘이 어떤 트랜잭션을 확정할지(충돌 시 어떤 것을 버릴지) 결정합니다. 덕분에 낭비되는 계산이 없어 효율적입니다. Conflux의 Tree-Graph(PoW DAG)는 생성된 모든 블록을 원장에 포함해 순서를 정하려는 예시입니다.

정리하면, 블록체인은 단순하고 엄격하게 순서를 부여하는 구조로 블록 단위 검증을 수행하며, DAG는 복잡한 그래프 구조를 통해 비동기·병렬 트랜잭션 처리가 가능합니다. DAG 원장은 이러한 복잡성을 다루기 위해 추가 합의 로직이 필요하지만, 네트워크 전체의 자원을 효율적으로 활용해 훨씬 높은 처리량과 효율을 기대할 수 있습니다.

DAG 기반 블록체인의 이점

DAG 아키텍처는 전통 블록체인의 확장성·속도·비용 한계를 극복하기 위해 등장했습니다. 주요 장점은 다음과 같습니다.

• 높은 확장성과 처리량: DAG 네트워크는 트랜잭션을 병렬 처리해 높은 TPS를 달성합니다. 단일 체인 병목이 없어 네트워크 활동량이 늘수록 처리량이 증가합니다. Hedera Hashgraph는 베이스 레이어에서 초당 1만 건 이상 처리할 수 있다고 하며, 실제로 3~5초 이내에 트랜잭션을 확정합니다. DAG 기반 스마트컨트랙트 플랫폼인 Fantom도 일반적인 상황에서 1~2초 정도의 거의 즉시 확정을 제공합니다. 이런 확장성은 IoT 마이크로 결제나 실시간 데이터 스트림 같은 고빈도 사용 사례에 적합합니다.
• 낮은 수수료(무수수료 포함): 많은 DAG 원장은 수수료가 매우 낮거나 아예 없습니다. 마이너 보상이나 수수료에 의존하지 않는 설계 덕분입니다. IOTA와 Nano에는 필수 수수료가 없어 IoT나 일상적 소액 결제에 특히 유리합니다. Hedera나 Fantom처럼 수수료가 있는 경우에도 매우 낮고 예측 가능하며, 블록 공간 경쟁이 덜해 급등할 가능성이 적습니다. 예컨대 Hedera의 트랜잭션 수수료는 0.0001달러 수준입니다. DAG는 포크에서도 트랜잭션을 버리지 않기 때문에 낭비가 적고, 자원 효율성이 높습니다.
• 빠른 확정과 낮은 지연: DAG에서는 전역 블록에 포함되길 기다릴 필요가 없어 확정이 빠릅니다. Hedera Hashgraph는 aBFT 합의로 몇 초 안에 100% 확정합니다. Nano는 대표 투표 덕에 1초 미만으로 확정되는 경우가 대부분입니다. 지연이 짧으면 사용자 경험이 향상되고, 실생활 결제나 인터랙티브 애플리케이션에 적합합니다.
• 에너지 효율: 많은 DAG 네트워크는 PoW 채굴처럼 에너지 집약적 과정을 요구하지 않으므로 전력 소비가 매우 낮습니다. PoS 체인보다도 적은 에너지를 쓰는 사례가 있습니다. Hedera의 트랜잭션당 에너지 소비는 약 0.0001 kWh로 보고되며, 비트코인(수백 kWh)이나 다수 PoS 체인보다 훨씬 적습니다. 쓸모없는 계산을 제거하고, 트랜잭션을 버리지 않는 구조가 이러한 효율을 가능하게 합니다. DAG가 광범위하게 채택되면 막대한 에너지 절감이 기대됩니다. Hedera처럼 탄소 네거티브를 선언한 프로젝트도 있습니다.
• 채굴 없음 & 검증의 민주화: 많은 DAG 모델에서는 일반 사용자도 검증에 참여할 수 있습니다. IOTA에서는 트랜잭션을 발행하는 사용자가 다른 두 건을 검증하여 검증 작업이 네트워크 가장자리까지 분산됩니다. 고성능 채굴 장비나 대규모 스테이킹 없이도 참여할 수 있어 접근성이 높습니다(다만 네트워크에 따라 검증자나 코디네이터를 두는 경우도 있습니다).
• 고트래픽 처리: 블록체인은 높은 부하 시 메모리풀 과부하와 수수료 급등을 겪습니다. DAG 네트워크는 병렬 구조 덕에 트랜잭션 급증 시 여러 분기를 형성하여 동시에 처리하므로 혼잡을 완화합니다. 따라서 IoT 디바이스의 동시 데이터 전송이나 바이럴 DApp 이벤트에도 지연과 수수료 상승이 비교적 적습니다.

결론적으로 DAG 원장은 기존 블록체인이 취약했던 속도·비용·확장성 측면에서 더 나은 경험을 제공하려 합니다. 다만 이러한 장점 이면에는 구현상의 도전과제가 있으며, 이후 섹션에서 살펴봅니다.

DAG 기반 플랫폼의 합의 메커니즘

DAG 원장은 자연스럽게 하나의 체인을 만들지 않기 때문에, 트랜잭션을 검증하고 원장 상태에 대한 합의를 이루기 위해 혁신적인 합의 방식을 필요로 합니다. 대표적인 사례는 다음과 같습니다.

• IOTA Tangle – 팁 선택과 가중 투표: IOTA의 Tangle은 IoT를 위해 설계된 트랜잭션 DAG입니다. 마이너가 없고, 각 트랜잭션이 작은 PoW를 수행하여 이전 두 건을 승인해야 합니다. 팁 선택은 마르코프 체인 몬테카를로(MCMC) 알고리즘으로 이루어지며, 가장 무거운 서브탱글을 우선시해 분열을 막습니다. 초기 IOTA에서는 후속 트랜잭션의 누적 승인 가중치로 확정을 측정했습니다. 그러나 보안을 위해 IOTA 재단이 운영하는 중앙화된 Coordinator 노드가 마일스톤 트랜잭션을 발행해 Tangle을 마무리했습니다. 이 구조는 중앙화 비판을 받았고, “Coordicide”(IOTA 2.0)에서 제거되는 중입니다. IOTA 2.0은 리더 없는 나카모토 스타일 합의를 DAG에서 실행합니다. 노드가 새로운 블록을 붙일 때 참조하는 트랜잭션의 유효성에 암묵적으로 투표하고, 스테이킹으로 선정된 검증자 위원회가 validation block을 발행해 가중 승인을 쌓아갑니다(approval weight). 충분한 승인을 얻으면 트랜잭션이 확정됩니다.
• Hedera Hashgraph – 고십과 가상 투표(aBFT): Hedera Hashgraph는 이벤트 DAG와 비동기 비잔틴 내결함성(aBFT) 합의를 결합합니다. 핵심은 **“gossip about gossip”**입니다. 각 노드는 트랜잭션 정보뿐 아니라 자신이 들은 고십 히스토리를 서명해 다른 노드와 공유합니다. 이로써 누가 언제 어떤 정보를 들었는지 구조까지 포함하는 해시그래프(DAG)가 만들어집니다. Hedera는 이 DAG를 바탕으로 가상 투표를 수행합니다. 실제 투표 메시지를 주고받는 대신, 노드가 DAG 구조를 분석해 투표 과정을 로컬에서 시뮬레이션합니다. 이를 통해 컨센서스 타임스탬프와 완전한 트랜잭션 순서를 도출하며, 공정하고 결정적인 결과가 나옵니다. Hashgraph 합의는 리더가 없고, 최대 1/3까지 악의적 노드를 허용하는 aBFT를 달성합니다. 현재 Hedera는 **39개의 기업 노드(평의회)**가 운영하는 허가형 구조지만, 지리적으로 분산돼 있습니다. 합의 알고리즘은 특허였으나 2024년부터 오픈소스로 공개되었습니다.
• Fantom Lachesis – 리더 없는 PoS aBFT: Fantom은 Lachesis라는 DAG 기반 합의를 사용하는 스마트컨트랙트 플랫폼입니다. Hashgraph에 영감을 받은 aBFT PoS 프로토콜로, 각 검증자는 수신한 트랜잭션을 이벤트 블록으로 묶어 로컬 DAG에 추가합니다. 이벤트 블록은 이전 이벤트를 참조하며, 비동기로 고십됩니다. 검증자들은 슈퍼 다수 노드가 본 이벤트를 루트 이벤트로 표시하고, 이를 Opera Chain이라는 선형 블록체인에 커밋합니다. 즉, DAG로 비동기 고속 합의를 이루고 최종 결과를 개발자 친화적인 블록체인 형태로 제공하는 방식입니다. Fantom 트랜잭션은 1~2초 정도에 확정되고, 벤치마크에서 수천 TPS가 가능하다고 보고됩니다. Lachesis에는 리더가 없으며, 모든 검증자가 이벤트 블록을 제출하고 프로토콜이 순서를 결정합니다. PoS 스테이킹으로 보안이 보장되며, 1/3의 오류 노드까지 허용합니다.
• Nano Open Representative Voting(ORV): Nano는 블록라티스라는 DAG 구조를 사용하는 결제용 암호화폐입니다. 각 계정이 자체 블록체인을 가지며, 계정 소유자만 업데이트할 수 있습니다. 계정 간 송금은 송신 계정의 전송 블록과 수신 계정의 수신 블록으로 처리되어 비동기적으로 연결됩니다. 합의는 ORV라는 대표자 투표로 이루어지며, 사용자가 잔액에 비례한 투표권을 대표 노드에 위임합니다. 대표자는 충돌 트랜잭션을 투표로 판별하고, 67% 이상의 가중치가 동의하면 트랜잭션이 **시멘트(확정)**됩니다. 솔직한 계정 소유자는 이중 지불을 하지 않으므로 포크는 드물며, 대표가 빠르게 거부합니다. 결과적으로 1초 미만의 확정이 일반적입니다. ORV는 PoS와 유사하게 투표 가중치가 잔액에 기반하지만, 스테이킹 보상이나 수수료가 없습니다. 채굴과 블록 생성이 없어, Nano는 무료이면서 효율적으로 작동합니다. 다만 대표 노드의 가용성에 의존하며, 투표권이 소수 노드에 집중될 수 있다는 점은 중앙화 우려로 지적됩니다.
• 기타 사례:
  • Avalanche 합의: Avalanche는 검증자들이 무작위로 서로를 샘플링해 선호하는 트랜잭션/블록을 결정하는 DAG 기반 합의를 사용합니다. X-Chain은 UTXO DAG로, 반복 샘플링으로 합의합니다. 확률적이지만 매우 빠르고 확장 가능하며, 약 1초 내 확정·서브넷당 4,500 TPS가 가능하다고 합니다.
  • Conflux Tree-Graph: Conflux는 비트코인의 PoW를 DAG 블록으로 확장한 플랫폼으로, 각 블록이 단일 부모뿐 아니라 알려진 이전 블록을 모두 참조합니다. 이를 통해 포크된 블록을 버리지 않고 전체 원장에 포함시켜 높은 처리량을 달성합니다. 이론적으로 3~6천 TPS까지 가능하며, 무거운 서브트리를 기준으로 순서를 정합니다.
  • 학술 프로토콜: SPECTRE, PHANTOM(DAGlabs의 고처리량 blockDAG), Aleph Zero(Aleph Zero 블록체인에서 사용하는 DAG aBFT), Parallel Chains/Prism, Sui의 Narwhal & Bullshark 등 다양한 DAG 프로토콜이 연구·실험되고 있습니다.

프로젝트마다 합의 구조는 용도에 맞게 조정되지만, 공통적으로 단일 직렬 병목을 피하려는 목표를 가집니다. 고십, 투표, 샘플링 등 다양한 알고리즘으로 동시 활동을 정렬하고, 한 번에 하나의 블록 생산자만 허용하는 방식에서 벗어나려는 접근입니다.

사례 연구: DAG 기반 프로젝트

DAG 원장을 채택한 프로젝트는 다수이며, 설계 철학과 목표 시장이 다양합니다. 대표적인 예시는 다음과 같습니다.

• IOTA (The Tangle): IoT를 위해 설계된 초기 DAG 암호화폐입니다. Tangle은 각 트랜잭션이 두 건을 확인하는 DAG이며, IoT 기기간 무수수료 마이크로결제를 목표로 합니다. 2016년 출시 이후 초기에는 IOTA 재단의 Coordinator가 보안 강화를 위해 운영되었습니다. 현재는 완전한 탈중앙화를 위해 투표 기반 합의(앞서 설명한 리더리스 합의)를 도입 중입니다. 이론적으로 활동량이 많을수록 더 빨리 확정되며, 테스트넷에서 수백 TPS를 확인했습니다. IOTA 2.0은 IoT 수요에 맞춰 확장성을 제공할 것으로 기대됩니다. 활용 사례는 센서 데이터 스트리밍, 차량 간 결제, 공급망 추적, DID(IOTA Identity) 등입니다. 기본 레이어에는 스마트컨트랙트가 없고, 별도 레이어에서 제공됩니다. 트랜잭션 수수료가 없고, 발행자가 작은 PoW를 수행하는 방식이라 소액·고빈도 거래에 적합합니다.
• Hedera Hashgraph (HBAR): Hashgraph 합의를 채택한 퍼블릭 DLT입니다. 2018년 시작되었고 Google, IBM, Boeing 등 대기업이 구성한 평의회가 노드를 운영합니다. 현재는 최대 39개의 허가형 노드가 합의를 담당하지만, 누구나 네트워크를 사용할 수 있습니다. Hashgraph DAG 덕분에 1만 TPS 이상, 3~5초 확정이 가능하다고 합니다. 토큰 서비스(HTS), 합의 서비스(감사 로그용), EVM 호환 스마트컨트랙트를 제공하며, 공급망 추적, 대규모 NFT 발행, 광고 마이크로결제, DID 솔루션 등 다양한 엔터프라이즈 및 Web3 사례에 사용됩니다. Hashgraph는 포크가 발생하지 않고 공정한 순서를 보장하는 점이 특징입니다. 노드 수가 제한되어 탈중앙성은 낮지만, 글로벌 분산과 향후 개방 계획이 있습니다.
• Fantom (FTM): DAG 합의 Lachesis를 사용하는 레이어1 스마트컨트랙트 플랫폼입니다. 2019년 런칭 이후 2021~2022년 DeFi 붐에서 이더리움 호환이면서 빠르고 저렴한 성능 덕분에 인기를 얻었습니다. Opera 네트워크가 Lachesis aBFT를 수행하며, 검증자가 로컬 DAG에서 이벤트 블록을 유지하고 합의한 뒤 선형 체인에 커밋합니다. 결과적으로 약 1초의 확정과 수천 TPS를 제공합니다. EVM 호환성이 있어 Solidity 스마트컨트랙트와 기존 툴을 그대로 사용할 수 있어 DeFi 프로젝트 유입이 활발했습니다. DEX, 대출, NFT, 게임 등 다양한 DApp이 운영 중이며, 다수의 독립 검증자가 허가 없이 스테이킹할 수 있어 DAG 플랫폼 중에서는 비교적 분산화가 잘 되어 있습니다. 네이티브 토큰 FTM은 스테이킹, 거버넌스, 수수료에 사용되며, 거래 비용은 몇 센트 이하입니다.
• Nano (XNO): 2015년 RaiBlocks로 등장한 가벼운 암호화폐로, DAG 블록라티스를 사용합니다. 목표는 즉시·무수수료 P2P 디지털 화폐입니다. 각 계정은 자체 체인을 갖고, 송금 시 송신·수신 블록으로 처리됩니다. ORV 합의를 통해 사용자들이 잔액 가중치로 대표를 지정하고, 대표가 충돌 트랜잭션을 투표로 결정합니다. 대표 투표의 과반(67% 이상)이 동의하면 트랜잭션이 시멘트되어 되돌릴 수 없습니다. 일반적으로 1초 미만에 확정되며, 트랜잭션 크기가 작고 처리도 가벼워 IoT나 모바일 환경에서도 효율적입니다. 스마트컨트랙트는 지원하지 않고 결제에 특화되어 있습니다.

프로젝트(연도)	데이터 구조 & 합의	성능 (처리량 & 확정)	주요 특징 / 활용 사례
IOTA (2016)	트랜잭션 DAG(Tangle). 각 Tx가 2건 승인. 초기에는 Coordinator 의존, 이후 리더 없는 합의(가장 무거운 DAG 투표)로 전환 중.	활동량에 따라 TPS 증가. 활성 네트워크에서 약 10초 확정(부하가 높을수록 빨라짐). 무수수료.	IoT 마이크로결제·데이터 무결성, 공급망, 센서, 차량, DID(IOTA Identity). 베이스 레이어에는 스마트컨트랙트 없음.
Hedera Hashgraph (2018)	이벤트 DAG(Hashgraph). gossip-about-gossip + 가상 투표(aBFT). 약 29~39개 평의회 노드(PoS 가중). 마이너 없음.	최대 약 10,000 TPS. 3~5초 확정. 트랜잭션당 에너지 약 0.0001 kWh. 수수료 약 0.0001달러.	기업·Web3 애플리케이션: 토큰화(HTS), NFT, 결제, 공급망 추적, 헬스케어 데이터, 게임 등. EVM 호환.
Fantom (FTM) (2019)	검증자 이벤트 블록 DAG. Lachesis aBFT PoS. 각 검증자가 DAG를 구축하고 선형 Opera Chain으로 확정.	실제 DeFi 사용에서 수백 TPS, 1~2초 확정. 벤치마크상 수천 TPS. 수수료는 수센트 이하.	고속 L1 DeFi & 스마트컨트랙트. EVM 호환, DEX·대출·NFT 마켓 지원. 누구나 스테이킹 가능한 탈중앙 검증자.
Nano (XNO) (2015)	계정 체인 DAG(블록라티스). 각 Tx가 독립 블록. Open Representative Voting(dPoS 유사). 수수료·채굴 없음.	네트워크 I/O에 따라 수백 TPS. 1초 미만 확정. 무수수료. 매우 낮은 자원 사용(모바일/IoT 친화).	즉시 결제를 위한 디지털 화폐. 소액결제, 팁, 소매 결제에 적합. 스마트컨트랙트 미지원. 초저전력.

표: 주요 DAG 기반 원장 프로젝트 비교 (TPS = 초당 트랜잭션 수).

기타 DAG 프로젝트로는 조건부 결제와 데이터 저장을 다루는 Obyte(Byteball), IoT에 초점을 맞춘 IoT Chain(ITC), 합의에 DAG를 활용하는 Avalanche, 중국의 고처리량 PoW DAG인 Conflux, 학술 연구의 SPECTRE/PHANTOM 등이 있습니다. 위 네 가지 예시는 수수료 없는 IoT 거래부터 엔터프라이즈 네트워크, DeFi 스마트컨트랙트 체인까지 다양한 분야에서 DAG 구조가 사용되고 있음을 보여줍니다.

Web3 생태계에서의 DAG 활용 사례

DAG 기반 블록체인은 높은 성능과 특유의 속성 덕분에 특정 분야에서 강점을 보입니다. 다음은 현재 또는 잠재적으로 Web3에서 주목받는 주요 활용 사례입니다.

• IoT: IoT 기기는 수백만 개 이상이 데이터를 전송하고 상호 결제할 수 있습니다. IOTA 같은 DAG 원장은 이런 시나리오를 위해 설계되었습니다. 무수수료 마이크로결제와 높은 빈도의 소액 처리 능력을 통해, 장치가 실시간으로 서비스나 대역폭을 지불할 수 있습니다. 예를 들면 전기차가 충전소에 자동 결제를 하거나, 센서가 데이터 마켓에서 실시간으로 데이터를 판매하는 방식입니다. IOTA Tangle은 스마트시티 파일럿, 공급망 IoT 통합, 탈중앙 데이터 마켓 등에서 활용되었습니다. 대규모 IoT 네트워크가 발생시키는 막대한 트랜잭션을 감당할 수 있는 확장성과, 소액 결제 경제에 맞는 낮은 비용이 강점입니다.
• DeFi: DEX, 대출, 결제 네트워크 등 DeFi 애플리케이션은 높은 처리량과 낮은 지연을 요구합니다. DAG 기반 스마트컨트랙트 플랫폼(Fantom 등)은 혼잡 상황에서도 거래를 빠르고 저렴하게 처리할 수 있습니다. 2021년 Fantom이 DeFi 붐을 맞았을 때, 이더리움 대비 혼잡과 수수료 문제가 훨씬 덜했습니다. 또한 DAG의 빠른 확정은 느린 체인의 블록 확정 대기 중 발생할 수 있는 거래 불확실성(슬리피지, MEV 등)을 완화합니다. Nano 같은 DAG 통화는 P2P 송금이나 다른 시스템의 L2 마이크로페이먼트 레일로 활용될 가능성도 있습니다. 고빈도 트레이딩이나 복잡한 DeFi 트랜잭션을 매끄럽게 처리할 수 있는 능력이 장점입니다.
• NFT와 게임: NFT 붐에서는 민팅과 전송 수수료가 큰 문제였습니다. DAG 네트워크(Hedera, Fantom 등)는 NFT 민팅 비용을 몇 센트 이하로 낮출 수 있어, 게임 자산·컬렉션·대규모 에어드롭 등에서 유리합니다. Hedera Token Service는 저렴하고 예측 가능한 수수료로 토큰과 NFT 발행을 지원하며, 콘텐츠 플랫폼과 기업 등에서 사용됩니다. 게임에서는 마이크로트랜잭션이 빈번하므로, 빠르고 저렴한 DAG가 보상 지급이나 아이템 거래를 지연 없이 처리합니다. 큰 규모의 게임/컬렉션이 수백만 사용자를 모아도 감당할 수 있는 고처리량이 장점입니다.
• 분산 ID(DID)와 자격 증명: DID 시스템은 ID, 자격 증명, 증명을 불변 원장에 기록해야 합니다. DAG는 잠재적으로 수십억 건의 ID 트랜잭션을 저렴하게 처리할 수 있어 주목받습니다. IOTA Identity는 did:iota 메서드를 제공하여 사용자가 자기 ID 문서를 Tangle에 앵커링하고, 검증자는 DAG에서 증명을 조회할 수 있습니다. Hedera도 DID 분야에 적극적이며, 학위·백신 인증·공급망 컴플라이언스 로그(Consensus Service) 등에서 활용되고 있습니다. DAG는 데이터 기록 비용이 낮고 빠르며, 키 회전이나 자격 추가 등 ID 상태 갱신에 유리합니다. Hashgraph처럼 공정한 타임스탬프 순서를 제공하는 기능은 감사/컴플라이언스에도 도움이 됩니다.
• 공급망 및 데이터 무결성: 공급망에서는 제조·운송·검수 등 다수 이벤트가 발생합니다. Hedera와 IOTA는 이러한 이벤트를 DAG 원장에 기록해 불변성과 투명성을 제공합니다. 고처리량 덕분에 대규모 공급망의 모든 항목을 기록해도 병목이 되지 않습니다. 수수료가 낮아 낮은 가치의 이벤트도 기록할 수 있습니다. 전력망이나 통신처럼 IoT 데이터 무결성을 요구하는 분야에서도 DAG에 로그를 남겨 사후 검증이 가능하도록 할 수 있습니다. Constellation Network의 DAG는 대용량 데이터 검증(예: 미 공군 드론 데이터)에 초점을 맞춘 사례입니다.
• 결제와 송금: Nano, IOTA와 같은 DAG 통화는 즉시·무수수료 거래가 가능해 결제에 적합합니다. Nano는 온라인 팁이나 해외 송금 등에서 사용 사례가 있으며, 몇 센트의 소액도 즉시 보낼 수 있습니다. DAG 네트워크는 고속 결제 레일로 POS 시스템이나 모바일 결제 앱에 통합될 수 있습니다. 실매장에서 DAG 기반 암호화폐로 커피 값을 지불해도 카드 결제 수준의 경험을 제공할 수 있습니다. Hedera의 HBAR도 빠른 확정과 낮은 수수료를 활용한 결제 실험이 진행 중입니다. 높은 용량 덕분에 대형 쇼핑 이벤트 같은 수요 폭증 상황에서도 성능을 유지할 수 있습니다.
• 실시간 데이터 피드와 오라클: 오라클은 외부 데이터를 스마트컨트랙트에 공급하기 위해 원장에 많은 데이터를 기록해야 합니다. DAG 원장은 높은 처리량으로 가격 피드, 날씨 데이터, IoT 센서 값을 타임스탬프와 함께 기록할 수 있습니다. Hedera Consensus Service는 일부 오라클이 데이터를 타 체인에 전달하기 전에 타임스탬프를 찍는 용도로 사용합니다. 빠른 속도로 데이터를 갱신할 수 있고, 데이터 스트림이 빨라도 대응할 수 있습니다. 분산형 Web3 분석이나 광고에서도 클릭/노출을 투명하게 기록하기 위해 DAG 백엔드를 사용할 수 있습니다.

이러한 활용 사례는 DAG 네트워크가 확장성·속도·비용 효율을 제공해 탈중앙화 가능한 영역을 넓힌다는 공통점을 보입니다. 트랜잭션 빈도가 높은 상황(IoT, 마이크로페이먼트, 머신 데이터)이나 빠르고 원활한 사용자 경험이 필요한 상황(게임, 결제)에 특히 강점을 발휘합니다. 물론 모든 유스케이스가 DAG로 이동하는 것은 아니며, 기존 블록체인의 안정성이나 네트워크 효과(Ethereum의 거대한 개발자 커뮤니티 등)가 중요한 경우도 있습니다. 그럼에도 DAG는 기존 체인이 감당하기 어려운 시나리오에서 틈새를 공략하고 있습니다.

DAG 네트워크의 한계와 도전과제

DAG 기반 원장은 매력적인 장점을 제공하지만, 트레이드오프와 과제도 존재합니다. 주요 이슈는 다음과 같습니다.

• 성숙도와 보안: 많은 DAG 합의 알고리즘은 비교적 새롭고, 비트코인이나 이더리움처럼 장기간 검증된 것이 아닙니다. 따라서 알려지지 않은 취약점이나 공격 벡터가 있을 수 있습니다. 복잡한 구조가 공격 표면을 넓히기도 합니다. 예를 들어 DAG에 충돌하는 서브탱글을 스팸으로 주입해 혼란을 일으키거나, 병렬 구조를 악용해 합의 전에 이중지불을 시도할 수 있습니다. 실제로 IOTA는 초기 해킹 사건으로 네트워크를 일시 중단한 적이 있습니다. 또한 일부 DAG(IOTA의 Coordicide 이전 등)는 확정이 확률적이어서, 완전히 확정되기까지 불확실성이 존재했습니다(Hashgraph나 Fantom처럼 즉시 확정을 제공하는 DAG도 있습니다).
• 합의의 복잡성: DAG 합의는 고십, 가상 투표, 무작위 샘플링 등 복잡한 알고리즘을 요구합니다. 그 결과 코드가 방대하고 복잡해져 버그 가능성이 높아집니다. 개발자가 이해하거나 감사하기 어려워 도입이 더딜 수 있습니다. 블록체인의 최장체인 규칙처럼 직관적이지 않으며, Hashgraph의 가상 투표나 Avalanche의 반복 샘플링 등은 개념적으로 어렵습니다. 개발 도구나 라이브러리 생태계도 상대적으로 미성숙하여, 개발 경험이 블록체인보다 떨어질 수 있습니다.
• 탈중앙성 트레이드오프: 일부 DAG 구현은 성능을 위해 탈중앙성을 희생합니다. Hedera처럼 평의회 노드가 고정된 경우 누구나 합의 노드로 참여할 수 없고, 중앙화 비판을 받습니다. IOTA는 오랫동안 중앙 Coordinator에 의존했습니다. Nano는 대표 노드 몇 곳에 투표 가중치가 몰리는 경향이 있어 권력 집중 우려가 있습니다(이는 PoW 체인의 대형 채굴 풀 집중과 비슷한 현상입니다). 이론적으로는 고도로 분산된 DAG 네트워크도 가능하지만, 현실적으로 메이저 블록체인만큼 많은 노드를 확보한 사례는 많지 않습니다.
• 트래픽 의존성: 일부 DAG는 높은 트랜잭션량이 안정성과 성능에 필요합니다. IOTA의 보안 모델은 많은 정직한 트랜잭션이 상호 승인하며 무게를 쌓는 것에 의존합니다. 활동이 적으면 팁이 빠르게 승인되지 않거나, 공격자가 그래프 일부를 재구성하기 쉬워질 수 있습니다. 반면 전통 블록체인은 트랜잭션이 적어도 채굴자/검증자가 블록을 계속 만들면 안전성이 유지됩니다. 즉, DAG는 부하가 높을 때 강하지만 사용량이 낮으면 성능과 안정성이 저하될 수 있습니다. 이를 보완하기 위해 Coordinator나 백그라운드 트랜잭션을 사용하는 등 조치가 필요합니다.
• 순서 결정과 호환성: DAG는 부분 순서를 생성하기 때문에, 결정적인 순서를 얻기 위한 추가 합의가 복잡합니다. 상태를 갖는 스마트컨트랙트 실행에서는 트랜잭션의 완전한 순서가 필요하며, 충돌이 발생할 경우 모든 노드가 동일한 결론에 도달해야 합니다. Fantom처럼 최종적으로 선형 체인을 만들어 EVM 호환을 유지하는 방식이 있지만, 순수 DAG 위에서 상태를 관리하는 것은 어렵습니다. 기존 블록체인과 상호 운용하려면 추가 메커니즘이 필요합니다.
• 저장소와 동기화: DAG가 많은 병렬 트랜잭션을 허용하면 원장 크기가 빠르게 증가합니다. 보안에 영향을 주지 않는 선에서 오래된 트랜잭션을 프루닝하고, 전체 원장을 저장하지 않고도 검증 가능한 라이트 클라이언트 구조가 필요합니다. 연구에서는 도달성 문제라 부르며, 새로운 트랜잭션이 효율적으로 기존 트랜잭션을 참조할 수 있는지, 안전하게 기록을 축소할 수 있는지가 논의됩니다. 블록체인도 데이터 팽창 문제가 있지만, DAG 구조에서는 잔액 계산이나 부분 증명이 더 복잡해질 수 있습니다.
• 인지도와 네트워크 효과: 기술 외에도 DAG 프로젝트는 블록체인이 우세한 시장에서 신뢰를 얻어야 합니다. 많은 개발자와 사용자가 블록체인에 익숙하며, 기존 체인의 사용자·도구·인프라가 풍부합니다. DAG가 “블록체인 킬러” 같은 과장된 표현을 사용할 경우 회의적 시선을 받기도 합니다. 대규모 사용자 기반이나 “킬러 앱”을 확보하고 실제 가치를 입증하기까지 시간이 필요합니다. 거래소 상장, 커스터디, 지갑 지원 등 인프라 구축도 지속적으로 진행해야 합니다.

요약하면 DAG는 성능 향상을 위해 복잡성을 감수한 구조이며, 합의의 복잡성, 탈중앙화 수준, 신뢰 확보 등에서 도전과제가 있습니다. 연구 커뮤니티는 이러한 문제를 적극적으로 다루고 있으며, 2024년 SoK 논문에서도 다양한 설계와 트레이드오프가 정리되었습니다. 프로젝트가 성숙함에 따라 Coordinator 제거, 개방형 참여, 개발 도구 개선 등이 기대되지만, DAG vs 블록체인을 평가할 때 반드시 고려해야 합니다.

도입 추세와 향후 전망

DAG 기반 블록체인은 전통적인 체인형 블록체인에 비해 아직 도입 초기 단계입니다. 2025년 현재 DAG를 대규모로 활용하는 퍼블릭 원장은 Hedera Hashgraph, IOTA, Fantom, Nano, Avalanche(일부) 등 소수에 불과합니다. 반면 체인형 블록체인이 여전히 주류입니다. 그러나 산업계와 학계 모두에서 DAG에 대한 관심이 점차 증가하고 있습니다. 주요 트렌드는 다음과 같습니다.

• 프로젝트와 연구 증가: DAG 또는 하이브리드 구조를 탐구하는 프로젝트가 늘고 있습니다. 예를 들어 Aleph Zero는 프라이버시 중심 네트워크로 빠른 순서를 위해 DAG 합의를 사용하고, Sui와 Aptos(Move 기반 체인)는 DAG형 메모리풀이나 병렬 실행 엔진을 도입했습니다. 학술 연구도 활발해 SPECTRE, PHANTOM, GhostDAG 등 새로운 프로토콜이 제안되고, 종합 분석(SoK)도 발표되고 있습니다. 공정성 확보, DAG 프루닝, 동적 환경에서의 보안 등 기존 약점을 해결하려는 연구 성과가 구현에 반영될 전망입니다.
• 하이브리드 모델 확산: 전통 블록체인도 성능 향상을 위해 DAG 개념을 내부적으로 도입하는 추세입니다. Avalanche는 겉보기엔 블록체인이지만, 내부 합의는 DAG 기반입니다. DeFi와 NFT에서 널리 사용되며, 사용자들이 DAG를 의식하지 않고도 빠른 체인을 이용할 수 있음을 보여줍니다. Fantom이 Opera Chain으로 DAG를 내부에 숨기고 개발자에게 친숙한 인터페이스를 제공하듯, 엔진은 DAG, 인터페이스는 체인인 형태가 더 확산될 수 있습니다.
• 기업 및 특수 분야 도입: 높은 처리량, 예측 가능한 비용, 허가형 네트워크에 대한 수용성이 있는 기업은 DAG 원장을 탐색하는 경향이 있습니다. Hedera 평의회 모델은 대기업을 끌어들여 금융자산 토큰화, 소프트웨어 라이선스 추적 등 사례를 추진하고 있습니다. 통신 정산, 광고 노출 추적, 은행 간 송금 같은 컨소시엄도 DAG DLT를 고려합니다. IOTA는 EU 지원 인프라, 디지털 ID 파일럿, 산업 IoT 프로젝트에 참여하고 있으며, 성공 시 업종별 도입으로 이어질 수 있습니다.
• 커뮤니티와 탈중앙화 개선: 초기 DAG 네트워크의 중앙집중적 요소는 점차 개선되고 있습니다. IOTA의 Coordicide가 성공하면 스테이킹과 커뮤니티 검증자를 통한 완전 탈중앙화가 달성됩니다. Hedera는 코드를 오픈소스로 공개했고, 장기적으로 거버넌스 분산을 계획하고 있습니다. Nano 커뮤니티도 대표 노드 분산화를 추진 중입니다. 이러한 움직임은 DAG 네트워크의 신뢰성 제고에 중요하며, Web3 커뮤니티에서의 수용성을 높입니다.
• 상호운용성과 레이어2: DAG는 확장 레이어나 상호운용 네트워크로 활용될 가능성도 있습니다. 예를 들어 DAG 원장을 고속 레이어2로 사용하고, 주기적으로 이더리움에 결과를 앵커링할 수 있습니다. 혹은 DAG 네트워크와 기존 블록체인을 브리지로 연결해, 비용이 가장 낮은 곳에서 자산을 이동·거래하는 방식도 가능합니다. 사용자 경험이 원활하다면 DAG에서 거래하면서 베이스 체인에 정산을 맡기는 조합이 가능합니다.
• 미래 전망 – 당분간 보완적 공존: 대다수 옹호자도 DAG가 블록체인을 완전히 대체하기보다는 보완적 대안이라고 인정합니다. 가까운 미래에는 블록체인과 DAG가 각기 강점을 살리는 이종 네트워크 환경이 이어질 것입니다. DAG는 마이크로트랜잭션과 데이터 기록 등 고빈도 백본을 담당하고, 블록체인은 고가치 정산이나 간단하고 견고한 용도에 적합할 수 있습니다. 장기적으로 DAG가 보안과 탈중앙성을 입증한다면 분산원장의 주류가 될 수도 있다는 전망도 있습니다. 특히 에너지 효율이 높아 규제 환경이 친환경 기술을 선호할 때 도입이 촉진될 수 있습니다.
• 커뮤니티 분위기: 일부 커뮤니티는 DAG를 차세대 DLT로 열정적으로 지지합니다. “DAG가 미래이고, 블록체인은 결국 전화 모뎀 같은 구식 기술이 될 것”이라는 주장도 나옵니다. 이러한 기대는 실제 성과로 입증되어야 하며, DAG는 속도와 더불어 탈중앙성과 보안을 희생하지 않음을 보여줘야 합니다.

종합하면, DAG의 미래는 신중하지만 긍정적입니다. 현재는 블록체인이 주류지만, DAG 플랫폼이 특정 분야에서 존재감을 확대하고 있으며 연구를 통해 양측의 장점을 결합한 발전이 예상됩니다. 블록체인은 DAG 개념을 채택하고, DAG는 블록체인의 거버넌스·보안 교훈을 흡수하며 상호 보완적인 생태계를 만들어갈 것입니다. 확장성·보안·탈중앙성의 트릴레마를 해결하기 위해 DAG는 주목해야 할 중요한 축으로 자리매김하고 있습니다.

Hedera의 표현을 빌리면, DAG 기반 원장은 디지털 통화와 분산 기술 진화에서 *“유망한 다음 단계”*입니다. 블록체인을 완전히 대체하는 만능 열쇠는 아니지만, 분산원장 전반을 향상시키는 혁신으로서 함께 발전해 나갈 것입니다.

출처: 본 보고서는 DAG 합의에 관한 학술 연구, IOTA·Hedera Hashgraph·Fantom·Nano 등의 공식 문서/백서, DAG vs 블록체인 비교를 다룬 기술 블로그와 기사 등 신뢰할 수 있는 자료를 기반으로 작성되었습니다. 이러한 참고문헌은 본문의 비교 분석, 장점, 사례 연구를 뒷받침합니다. Web3 연구 커뮤니티의 지속적인 논의 또한, 확장성·보안·탈중앙성 트릴레마 해결을 위해 DAG가 중요한 화두로 남을 것임을 시사합니다.