Uma postagem marcadas com "Scalability"

O que é um DAG e como ele difere de uma blockchain?​

Um Grafo Acíclico Dirigido (Directed Acyclic Graph, DAG) é uma estrutura de dados na qual vértices (nodos) são conectados por arestas direcionadas que nunca formam um ciclo. No contexto de livros-razão distribuídos, um ledger baseado em DAG organiza transações ou eventos em um grafo semelhante a uma teia, em vez de uma única cadeia sequencial. Isso significa que, diferentemente de uma blockchain tradicional em que cada novo bloco referencia apenas um predecessor (formando uma cadeia linear), um nodo em um DAG pode referenciar múltiplas transações ou blocos anteriores. Como resultado, muitas transações podem ser confirmadas em paralelo, em vez de uma a uma em blocos cronológicos.

Se uma blockchain se parece com uma longa cadeia de blocos (cada bloco contendo diversas transações), um ledger baseado em DAG lembra mais uma árvore ou teia de transações individuais. Cada nova transação em um DAG pode se conectar (e, portanto, validar) uma ou mais transações anteriores, em vez de esperar para ser incluída no próximo bloco único. Essa diferença estrutural gera algumas distinções fundamentais:

• Validação paralela: Em blockchains, mineradores/validadores adicionam um bloco de cada vez, portanto as transações são confirmadas em lotes a cada novo bloco. Em DAGs, múltiplas transações (ou pequenos “blocos”) podem ser adicionados simultaneamente, pois cada uma pode se conectar a partes distintas do grafo. Essa paralelização evita que a rede dependa de um único encadeamento linear crescendo bloco a bloco.
• Ausência de ordem sequencial global: Uma blockchain cria uma ordem total de transações (cada bloco ocupa uma posição específica em uma única sequência). Um ledger baseado em DAG, por outro lado, produz uma ordem parcial. Não existe um “último bloco” único; diversos “tips” do grafo coexistem e podem ser estendidos simultaneamente. Protocolos de consenso são necessários para determinar posteriormente a ordem ou validade final das transações no DAG.
• Confirmação de transações: Em blockchains, as transações são confirmadas quando incluídas em um bloco minerado/validado que passa a integrar a cadeia aceita (geralmente após novos blocos serem adicionados). Em DAGs, uma nova transação pode ajudar a confirmar transações anteriores referenciando-as. Na Tangle da IOTA, por exemplo, cada transação deve aprovar duas transações anteriores, fazendo com que os usuários validem as transações uns dos outros. Isso reduz a divisão entre “criadores” e “validadores” vista em blockchains tradicionais – quem envia transações também executa parte da validação.

Importante: uma blockchain é um caso especial de DAG – um DAG restrito a uma única cadeia linear. Ambos são formas de tecnologia de registro distribuído (DLT) e compartilham metas como imutabilidade e descentralização. Entretanto, os ledgers baseados em DAG são estruturalmente “sem blocos” ou com múltiplos pais, conferindo-lhes propriedades distintas na prática. Blockchains como Bitcoin e Ethereum usam blocos sequenciais e frequentemente descartam blocos concorrentes (forks), enquanto os ledgers DAG buscam incorporar e organizar todas as transações não conflitantes. Essa diferença fundamental sustenta as variações de desempenho e design descritas a seguir.

Comparação técnica: arquitetura de DAG vs blockchain​

Para entender melhor as diferenças, comparemos suas arquiteturas e processos de validação:

• Estrutura de dados: Blockchains armazenam dados em blocos ligados em sequência linear (cada bloco contém muitas transações e aponta para um único bloco anterior). Ledgers baseados em DAG usam uma estrutura de grafo: cada nodo representa uma transação ou bloco de eventos e pode apontar para múltiplos nodos anteriores. O grafo é acíclico: ao seguir as arestas “para trás”, nunca retornamos ao ponto de partida. Isso permite definir uma ordenação topológica das transações (garantindo que cada referência apareça após a transação referenciada). Em suma: blockchains = cadeia unidimensional; DAGs = grafo multidimensional.
• Taxa de transferência e concorrência: Por causa da estrutura, blockchains e DAGs lidam com throughput de forma distinta. Em uma blockchain, mesmo em condições ideais, os blocos são adicionados um a um (frequentemente aguardando validação e propagação na rede antes do próximo bloco). Isso limita o throughput. Bitcoin, por exemplo, processa ~5–7 transações por segundo (TPS), e Ethereum ~15–30 TPS no modelo PoW clássico. DAGs permitem a entrada simultânea de múltiplas transações/blocos, com ramificações crescendo em paralelo e se juntando depois, o que pode elevar o throughput a milhares de TPS, comparáveis ou superiores a redes de pagamento tradicionais.
• Processo de validação de transações: Em blockchains, as transações aguardam no mempool e são validadas quando um minerador/validador as inclui em um novo bloco, que então é verificado pelos demais nodos. Em DAGs, a validação é mais contínua e distribuída: cada nova transação valida transações anteriores ao referenciá-las. Na Tangle da IOTA, cada transação executa uma pequena prova de trabalho e confirma duas anteriores, “votando” nelas. Na Nano, cada conta possui sua própria cadeia e as transações são validadas por votos de representantes. O efeito líquido é que os DAGs distribuem o trabalho de validação: em vez de um único produtor de bloco validar um lote, participantes ou validadores validam diferentes transações em paralelo.
• Mecanismo de consenso: Blockchains e DAGs precisam de um método para concordar sobre o estado do ledger (quais transações são confirmadas e em que ordem). Em blockchains, o consenso costuma resultar de PoW ou PoS produzindo o próximo bloco, seguindo a regra da “cadeia mais longa/pesada”. Em DAGs, o consenso pode ser mais complexo por não haver uma cadeia única. Algumas implementações usam gossip e votação virtual (Hedera Hashgraph), outras seleção de pontas via Monte Carlo (IOTA) ou esquemas de votação para definir quais ramos do grafo têm preferência. Abordaremos detalhes na seção de mecanismos de consenso. Geralmente, DAGs podem alcançar throughput elevado, mas precisam de um desenho cuidadoso para lidar com conflitos (p. ex., tentativas de gasto duplo) antes que a ordem final seja definida.
• Tratamento de forks: Em blockchains, quando dois blocos são minerados quase simultaneamente, ocorre um “fork”. Eventualmente, um ramo vence (cadeia mais longa) e o outro é órfão, desperdiçando trabalho. Em DAGs, a filosofia é aceitar forks como ramos adicionais do grafo. O DAG incorpora ambos; o algoritmo de consenso então decide quais transações são confirmadas (ou como resolver conflitos) sem descartar todo um ramo. Isso evita desperdício de recursos. O Tree-Graph do Conflux (DAG PoW), por exemplo, busca incluir todos os blocos no ledger e ordená-los, em vez de descartá-los.

Em resumo, blockchains oferecem uma estrutura sequencial simples com validação bloco a bloco, enquanto DAGs oferecem uma estrutura de grafo mais complexa que possibilita processamento assíncrono e paralelo de transações. Ledgers DAG requerem lógica adicional de consenso para gerir essa complexidade, mas prometem throughput superior e maior eficiência por aproveitar toda a capacidade da rede, sem restringi-la a uma fila única de blocos.

Benefícios dos sistemas blockchain baseados em DAG​

DAGs surgiram para superar limitações das blockchains em escalabilidade, velocidade e custo. Entre os principais benefícios:

• Alta escalabilidade e throughput: Redes DAG podem alcançar alto volume de transações porque as processam em paralelo. Não havendo gargalo de uma cadeia única, o TPS (transações por segundo) escala com a atividade da rede. Alguns protocolos DAG atingem milhares de TPS. O Hedera Hashgraph, por exemplo, suporta 10.000+ TPS na camada base e finaliza transações em 3–5 segundos (contra minutos ou mais nas blockchains PoW). Plataformas de contratos inteligentes baseadas em DAG, como Fantom, obtêm finalização quase instantânea (~1–2 s) sob cargas normais, tornando-as atraentes para casos que exigem alto volume (micropagamentos IoT, fluxos de dados em tempo real, etc.).
• Baixo custo (muitas vezes sem taxas): Muitos ledgers DAG apresentam taxas insignificantes ou transações sem custo. Eles não dependem de mineradores com recompensas ou taxas elevadas; em IOTA e Nano, por exemplo, não há taxas obrigatórias – o que é vital para micropagamentos. Onde há taxa (p. ex., Hedera, Fantom), ela costuma ser muito baixa e previsível, já que o sistema consegue lidar com a demanda sem guerra por espaço em bloco. Transações em Hedera custam cerca de US$0,0001. Ao incluir todas as transações válidas, sem desperdiçar trabalho com forks órfãos, o DAG também utiliza recursos de forma eficiente.
• Confirmação rápida e baixa latência: Em DAGs, as transações não precisam esperar para entrar em um bloco global, resultando em confirmação mais veloz. Muitos alcançam finalidade rápida – ponto em que a transação é definitiva. O consenso do Hedera Hashgraph finaliza transações em poucos segundos com certeza total (ABFT). Na Nano, as transações geralmente se confirmam em menos de 1 segundo, graças ao processo de votação leve. Isso proporciona experiências de usuário ágeis, ideal para pagamentos ou aplicativos interativos.
• Eficiência energética: DAGs não exigem mineração intensiva em PoW, tornando-os muito eficientes energeticamente. Alguns consomem menos energia por transação que blockchains PoS. Uma transação no Hedera consome cerca de 0,0001 kWh, muito abaixo de blockchains como Bitcoin (centenas de kWh) ou mesmo muitas redes PoS. A eliminação de cálculos desperdiçados (sem competição de mineração) e o aproveitamento de todas as transações contribuem para essa eficiência. Redes como Hedera têm pegada de carbono muito baixa, algumas inclusive compensam emissões e se tornam carbono-negativas.
• Sem mineração e validação democratizada: Em muitos modelos DAG, não há distinção clara entre mineradores e usuários. Na IOTA, cada transação aprova outras duas, descentralizando o trabalho de validação. Isso dispensa hardware potente ou grandes quantidades de tokens em staking para participar do consenso, tornando a rede mais acessível (embora alguns projetos DAG ainda usem validadores ou coordenadores).
• Melhor resposta a tráfego intenso: Blockchains sofrem com filas de mempool e aumento de taxas em momentos de grande uso. Como os DAGs permitem múltiplas ramificações paralelas, eles absorvem picos de tráfego com mais suavidade. À medida que o volume cresce, mais ramos são criados e processados simultaneamente, sem um limite rígido de throughput. Assim, a escalabilidade sob carga é mais “horizontal”: o sistema degrada menos em cenários de uso intenso (IoT massivo, eventos virais de DApps, etc.).

Em suma, ledgers DAG oferecem transações mais rápidas, baratas e escaláveis do que blockchains clássicas, mirando cenários de adoção em massa (micropagamentos, IoT, trading de alta frequência, etc.) que as blockchains convencionais lidam com dificuldade devido a limitações de throughput e custo. Entretanto, esses benefícios vêm acompanhados de trade-offs e desafios, discutidos adiante.

Mecanismos de consenso em plataformas DAG​

Como ledgers DAG não produzem naturalmente uma cadeia única, eles precisam de mecanismos de consenso inovadores para validar transações e garantir a concordância global do estado. Alguns exemplos:

• Tangle da IOTA – seleção de pontas e votação ponderada: A Tangle é um DAG de transações voltado ao IoT. Não há mineradores; cada transação executa uma pequena prova de trabalho e aprova duas transações anteriores (as “pontas” do grafo). A seleção de pontas usa um algoritmo Markov Chain Monte Carlo (MCMC) que escolhe probabilisticamente quais pontas aprovar, favorecendo o subtangle mais pesado. Inicialmente, a segurança dependia da quantidade de aprovações acumuladas – quanto mais aprovações indiretas, maior a confiança. Para proteger a rede nascente, havia um Coordenador central que emitia marcos finalizadores. Esse componente é eliminado na atualização “Coordicide” (IOTA 2.0), que implementa um consenso líderless ao estilo Nakamoto sobre um DAG. Nessa abordagem, os nodos votam na validade das transações referenciadas ao anexar novos blocos, e validadores (escolhidos via staking) emitem validation blocks. Uma transação é confirmada quando acumula peso de aprovação suficiente.
• Hedera Hashgraph – gossip e votação virtual (aBFT): O Hedera usa um DAG de eventos combinado a um algoritmo assíncrono tolerante a falhas bizantinas (aBFT). A ideia central é “gossip sobre gossip”: cada nodo transmite informações sobre transações e sobre sua história de gossip para outros. Isso forma um Hashgraph (DAG de eventos) no qual cada nodo sabe o que os demais ouviram e quando. A partir desse grafo, o Hedera executa votação virtual: em vez de enviar mensagens de voto, os nodos simulam localmente um algoritmo de votação analisando a estrutura do grafo. Isso produz uma ordem total e um timestamp de consenso justo (as transações são ordenadas pelo instante mediano em que a rede as recebeu). O consenso é sem líderes, tolerando até 1/3 de nodos maliciosos. Na prática, a rede é governada por um conselho de até 39 organizações (Hedera Council), então é permisionada, mas distribuída geograficamente. O resultado é um consenso extremamente rápido, com finalização em segundos.
• Lachesis da Fantom – PoS aBFT sem líderes: A Fantom é uma plataforma de smart contracts que usa um consenso DAG chamado Lachesis. Inspirado no Hashgraph, é um protocolo aBFT Proof-of-Stake. Cada validador cria um bloco de eventos e o adiciona ao seu DAG local, contendo transações e referências a eventos passados. Os validadores propagam esses blocos de forma assíncrona (sem uma sequência rígida). Quando uma supermaioria observou determinado evento, ele é marcado como “raiz”. Lachesis ordena os eventos finalizados e os registra na Opera Chain, um blockchain tradicional que mantém o histórico final. Assim, a DAG garante consenso rápido e assíncrono, e o resultado final é uma cadeia linear compatível com a EVM. A Fantom oferece finalidade de ~1–2 s e pode atingir milhares de TPS. Não há mineradores ou líderes fixos; todos os validadores participam na mesma medida, com peso baseado no stake de FTM.
• Open Representative Voting (ORV) da Nano: A Nano utiliza uma estrutura DAG específica chamada block-lattice. Cada conta possui sua própria blockchain, atualizada apenas pelo dono. Essas cadeias individuais formam um DAG, pois transações entre contas se conectam de forma assíncrona (um envio em uma cadeia faz referência ao recebimento em outra). O consenso é obtido pelo ORV: usuários escolhem um representante delegando peso (sem bloquear fundos). Representantes votam na validade das transações; quando uma supermaioria do peso (p. ex., >67%) concorda, a transação é cementada (irreversível). Não há recompensas de staking nem taxas; representantes atuam voluntariamente. A finalização típica é inferior a 1 s, e a rede é extremamente eficiente em energia (há apenas uma pequena PoW anti-spam realizada pelos emissores). O uso principal é como dinheiro digital instantâneo e sem tarifas.
• Outras abordagens:
  • Consenso Avalanche (X-Chain): O Avalanche usa um consenso DAG probabilístico em que validadores fazem amostragens aleatórias uns dos outros para determinar preferências. A X-Chain é um DAG de UTXOs que obtém consenso por esse método de amostragem repetida. As transações finalizam em ~1 s, e cada sub-rede pode alcançar cerca de 4.500 TPS. O protocolo é PoS e qualquer um com stake pode ser validador.
  • Conflux Tree-Graph: O Conflux expande o PoW de Bitcoin para um DAG de blocos, onde cada bloco referencia não apenas um pai, mas todos os blocos anteriores conhecidos. Isso evita o descarte de forks e eleva o throughput teórico para 3–6 mil TPS, utilizando PoW. O consenso ordena os blocos por uma regra de subárvore mais pesada.
  • Protocolos acadêmicos: Existem vários: SPECTRE e PHANTOM (blockDAGs da DAGlabs focados em alto throughput e confirmação rápida), Aleph Zero (consenso DAG aBFT na blockchain homônima), Parallel Chains/Prism, Narwhal & Bullshark da Sui (mempool DAG + consenso separado de finalização), entre outros.

Cada plataforma adapta o consenso às suas necessidades – sejam microtransações sem taxa, execução de smart contracts ou interoperabilidade. Em comum, visam evitar um gargalo sequencial. Os DAGs permitem muita atividade em paralelo e depois recorrem a algoritmos (gossip, votação, amostragem, etc.) para ordenar tudo, em vez de restringir a rede a um produtor de bloco por vez.

Estudos de caso: projetos blockchain baseados em DAG​

Alguns projetos notáveis:

• IOTA (The Tangle): A IOTA foi uma das primeiras criptomoedas DAG, voltada ao IoT. Sua Tangle é um DAG de transações em que cada nova transação confirma duas anteriores. A meta é viabilizar microtransações sem taxas entre dispositivos IoT. Lançada em 2016, utilizou inicialmente um Coordenador para proteger a rede nascente, mas está removendo-o com a atualização Coordicide, adotando um consenso totalmente descentralizado (votação em DAG). Em testes, alcançou centenas de TPS e espera-se que o IOTA 2.0 escale bem para demandas IoT. Casos de uso incluem streaming de dados com prova de integridade, pagamentos entre veículos, rastreamento de cadeia de suprimentos e identidade descentralizada (IOTA Identity). Não há smart contracts na camada base; há camadas adicionais para isso. A ausência de taxas é viabilizada por uma pequena PoW feita por quem envia a transação.
• Hedera Hashgraph (HBAR): O Hedera usa o consenso Hashgraph, desenvolvido por Leemon Baird, com governança de um conselho de até 39 organizações. É uma rede pública, porém permisionada quanto aos validadores. O DAG Hashgraph permite mais de 10 mil TPS com finalização em 3–5 segundos e baixíssimo consumo de energia (~0,0001 kWh por transação). Oferece serviços de tokenização (HTS), Consensus Service para registro imutável e smart contracts compatíveis com a EVM. Aplicações incluem rastreabilidade de cadeia de suprimentos, emissão em massa de NFTs, micropagamentos (publicidade, por exemplo) e soluções de identidade descentralizada. Seu diferencial é o desempenho e a estabilidade, com garantias matemáticas de ordem justa.
• Fantom (FTM): A Fantom é uma L1 de smart contracts que emprega o consenso DAG Lachesis. Lançada em 2019, se destacou no boom DeFi por ser rápida, barata e compatível com a EVM. Seu Opera Network usa Lachesis (aBFT PoS), onde validadores mantêm um DAG local de eventos e depois consolidam as transações em uma cadeia final. Oferece ~1 s para finalização e pode atingir milhares de TPS. DeFi, NFTs e jogos prosperaram na plataforma devido à velocidade e taxas baixas. A rede conta com dezenas de validadores independentes (qualquer um pode rodar um validador com o stake mínimo), demonstrando que DAGs podem atingir boa descentralização.
• Nano (XNO): A Nano (ex-RaiBlocks) é uma criptomoeda leve com estrutura de block-lattice. O foco é dinheiro digital P2P: transações instantâneas, sem taxas, com consumo mínimo de recursos. Cada conta tem sua própria cadeia, e transferências são feitas por blocos de envio e recebimento. O consenso via ORV (voto de representantes abertos) delega peso de voto a representantes, que validam conflitos. Não há recompensas ou taxas; os nós representantes operam voluntariamente. A confirmação é normalmente inferior a 1 s e o consumo de energia por transação é ínfimo. Adequado para micropagamentos, gorjetas, remessas e comércio.

Projeto (Ano)	Estrutura de dados & consenso	Performance (Throughput & Finalidade)	Destaques / Casos de uso
IOTA (2016)	DAG de transações (“Tangle”); cada tx aprova 2 outras. Antes, coordenada; migrando para consenso sem líder (voto no DAG mais pesado).	Alto TPS teórico (escala com atividade); ~10 s de confirmação em rede ativa (mais rápido com maior tráfego). Sem taxas.	Micropagamentos IoT, integridade de dados, cadeia de suprimentos, dados de sensores, automotivo, identidade descentralizada (IOTA Identity). Sem smart contracts na camada base (camadas separadas).
Hedera Hashgraph (2018)	DAG de eventos (Hashgraph); gossip + votação virtual (aBFT) com ~29–39 nodos do conselho (PoS ponderado). Sem mineradores; timestamps de consenso.	~10.000 TPS; finalidade em 3–5 s. Energia por tx ~0,0001 kWh. Tarifas fixas baixas (~US$0,0001).	Aplicações empresariais e Web3: tokenização (HTS), NFTs, pagamentos, rastreamento de cadeia de suprimentos, dados de saúde, games etc. Governança corporativa; rede compatível com EVM.
Fantom (FTM) (2019)	DAG de blocos de eventos; consenso Lachesis aBFT PoS (sem líder). Cada validador constrói o DAG e consolida numa blockchain final (Opera).	Centenas de TPS em DeFi; 1–2 s de finalidade típica. Potencial para milhares de TPS em testes. Taxas baixas (centavos).	DeFi e smart contracts numa L1 rápida. EVM-compatível. Suporta DEXs, lending, marketplaces NFT. O consenso DAG fica “escondido” atrás de uma interface blockchain. Qualquer um pode fazer staking.
Nano (XNO) (2015)	DAG de cadeias de conta (block-lattice); cada tx é um bloco. Open Representative Voting (votação estilo dPoS). Sem mineração/taxas.	Centenas de TPS possíveis (limitado por I/O de rede). <1 s de confirmação. Sem taxas. Consumo baixíssimo (ideal para IoT/mobile).	Moeda digital para pagamentos instantâneos. Micropagamentos, gorjetas, varejo. Não oferece smart contracts – foca em transferências simples. Energia mínima (criptomoeda "verde").

(Tabela: comparação de projetos DAG selecionados. TPS = transações por segundo.)

Outros projetos incluem Obyte (Byteball) (pagamentos condicionais e armazenamento de dados), IoT Chain (ITC) (voltado ao IoT), Avalanche (usa DAG no consenso e tem adoção em DeFi/NFT), Conflux (DAG PoW de alto throughput na China) e protótipos acadêmicos como SPECTRE/PHANTOM. Os quatro exemplos destacados mostram a variedade de aplicações – de micropagamentos IoT a redes corporativas e smart contracts DeFi – todas tirando proveito da estrutura DAG.

Casos de uso da tecnologia DAG no ecossistema Web3​

DAGs se destacam em cenários que demandam alto desempenho e propriedades específicas:

• Internet das Coisas (IoT): Envolve milhões de dispositivos enviando dados e realizando pagamentos máquina a máquina. DAGs como IOTA foram criados para isso. Com micropagamentos sem taxas e suporte a altas frequências, dispositivos podem pagar por serviços e largura de banda em tempo real. Há pilotos de cidades inteligentes, rastreamento de cadeia de suprimentos (temperatura, localização), marketplaces de dados e aplicações de identidade descentralizada. A escalabilidade e o custo baixo dos DAGs se alinham à economia de micropagamentos no IoT.
• Finanças Descentralizadas (DeFi): Exchanges descentralizadas (DEXs), plataformas de empréstimo e pagamentos se beneficiam de alta vazão e baixa latência. DAGs (Fantom, Avalanche X-Chain, etc.) oferecem transações rápidas e taxas baixas mesmo em pico de demanda, reduzindo riscos de slippage e congestionamento. Em 2021, a Fantom viu grande atividade DeFi e manteve a rede operando suavemente. DAGs também podem servir como trilhas de pagamento (Nano) ou suportar trading de alta frequência e transações complexas de forma mais fluida.
• NFTs e jogos: O boom dos NFTs escancarou a necessidade de custos de minting reduzidos. Em blockchains saturadas, o gas tornou-se proibitivo. DAGs como Hedera e Fantom permitem mintar NFTs por frações de centavo, viabilizando ativos de jogos, colecionáveis e drops em larga escala. Em jogos, onde microtransações são comuns, a baixa latência e custo quase nulo melhoram a experiência (recompensas instantâneas, trocas rápidas sem “quebrar” o jogador em taxas). A alta capacidade também evita congestionamentos durante eventos populares.
• Identidade descentralizada (DID) e credenciais: Sistemas de identidade exigem registros imutáveis para IDs, credenciais e atestados. DAGs oferecem escala (potencialmente bilhões de transações de identidade) e baixo custo, essencial quando cada atualização precisa ser economicamente viável. O IOTA Identity fornece o método DID did:iota, permitindo identidade autossoberana, enquanto o Hedera possui iniciativas de registros de diplomas, certificados de vacinação e documentos de compliance. A rapidez e os custos baixos tornam viáveis as frequentes atualizações de identidade (rotação de chaves, novos atributos, etc.).
• Cadeia de suprimentos e integridade de dados: Qualquer caso que exija registrar grande volume de eventos se beneficia de DAGs. Rastreamento de produtos (fabricado, enviado, inspecionado) e logs de IoT (dados de energia, telecom) já usam redes como Hedera e IOTA. A capacidade elevada evita gargalos e o baixo custo viabiliza registrar até eventos de baixo valor. Projetos como Constellation Network focam em validar grandes volumes de dados, inclusive no setor governamental.
• Pagamentos e remessas: Transações rápidas e sem taxas tornam DAGs como Nano e IOTA adequados para pagamentos, gorjetas online e remessas internacionais (evitando taxas altas e longos tempos de espera). DAGs podem servir como rails de pagamento integrados a pontos de venda ou apps móveis, oferecendo experiência equivalente a cartões contactless. Hedera também participa de pilotos de pagamentos graças à finalização rápida e custos mínimos. Com alta capacidade, os DAGs mantêm desempenho mesmo em eventos de grande volume (Black Friday, por exemplo).
• Oráculos e feeds em tempo real: Oráculos precisam registrar dados externos (preços, clima, sensores) no ledger. DAGs podem atuar como redes de oráculos de alto throughput, garantindo ordenação e timestamp. O Hedera Consensus Service, por exemplo, é usado para registrar dados antes de enviá-los a outras blockchains. Em aplicações como publicidade descentralizada (registro de cliques/impressões), DAGs conseguem lidar com o volume elevado de eventos em tempo real.

O fio condutor é que DAGs oferecem escalabilidade, velocidade e baixo custo em cenários com transações de alta frequência ou em que a experiência de usuário precisa ser fluida (jogos, pagamentos). Embora nem todo caso migre para DAG (alguns preferem a maturidade, segurança ou efeitos de rede das blockchains tradicionais), eles preenchem nichos onde as blockchains convencionais esbarram em limitações.

Limitações e desafios dos DAGs​

Apesar das vantagens, os DAGs apresentam trade-offs:

• Maturidade e segurança: Muitos algoritmos de consenso DAG são relativamente novos e menos testados do que protocolos de blockchains estabelecidas. Isso pode significar vulnerabilidades desconhecidas. A complexidade adicional abre novas superfícies de ataque (spams de subtangles conflitantes, double spend antes da convergência, etc.). Alguns DAGs já tiveram incidentes (p. ex., a rede da IOTA precisou ser pausada após ataques/irregularidades). Em certos casos, a finalidade era apenas probabilística (sem uma garantia “final” determinística), o que é mais complexo para certas aplicações. Projetos recentes, como Hashgraph e Fantom, visam garantir finalidade instantânea via ABFT, mas o histórico ainda é curto se comparado a blockchains tradicionais.
• Complexidade do consenso: Algoritmos baseados em gossip, votação virtual, amostragem aleatória, etc., tornam as implementações maiores e mais complexas, aumentando a chance de bugs e dificultando o entendimento por parte dos desenvolvedores. A regra da cadeia mais longa é intuitiva, enquanto mecanismos como o Hashgraph ou o Avalanche exigem conhecimento mais profundo. Isso pode frear a adoção: empresas e desenvolvedores podem hesitar em confiar num sistema que parecem não dominar totalmente. Ferramentas e bibliotecas para DAGs ainda não alcançaram a maturidade do ecossistema Ethereum ou Bitcoin.
• Descentralização vs desempenho: Alguns DAGs sacrificam parte da descentralização para garantir desempenho. O Hedera, por exemplo, opera com um conjunto fixo de 39 nodos do conselho (embora planeje abrir gradualmente). A IOTA, por muito tempo, dependeu de um Coordenador central. A Nano confia nos representantes indicados pelos usuários, que podem concentrar grande parte do peso de voto. Em geral, blockchains costumam ser vistas como mais descentralizadas (milhares de nodos), enquanto alguns DAGs ainda não alcançaram números semelhantes. Isso não é inevitável, mas reflete estágios atuais de desenvolvimento.
• Dependência de volume: Certas redes DAG funcionam melhor com alto volume de transações. Na IOTA, a segurança melhora quando muitas transações honestas aprovam umas às outras. Se o tráfego é baixo, pontas podem demorar a ser aprovadas, e ataques podem ficar mais viáveis. Já blockchains mantêm segurança mesmo com poucas transações, desde que mineradores/validadores continuem produzindo blocos. Assim, alguns DAGs podem apresentar desempenho inconsistente: ótimos sob carga, mas lentos em períodos de baixo uso, a menos que haja mecanismos auxiliares.
• Ordenação e compatibilidade: Como os DAGs produzem apenas uma ordem parcial, protocolos complexos (smart contracts, por exemplo) demandam ordens determinísticas e resolução de conflitos. Plataformas como Fantom resolvem isso gerando uma cadeia final ordenada (Opera Chain), mas muitos DAGs puros preferem evitar estado global e contratos complexos inicialmente. Integrar DAGs com ecossistemas existentes (EVM, por exemplo) requer soluções específicas, elevando a complexidade.
• Armazenamento e sincronização: Alta capacidade de transações paralelas pode gerar crescimento rápido do ledger. São necessários algoritmos eficientes de pruning (para remover transações antigas que não impactam a segurança) e soluções para clientes leves (que não armazenam o DAG completo). Há também desafios de alcance (garantir que novas transações encontrem e referenciem as anteriores eficientemente) e de truncar o histórico com segurança. Embora blockchains também enfrentem crescimento de dados, a estrutura em DAG pode complicar cálculos de saldos ou provas parciais.
• Percepção e efeitos de rede: Além de aspectos técnicos, DAGs enfrentam o desafio de provar seu valor em um ecossistema dominado por blockchains. Muitos desenvolvedores e usuários estão mais confortáveis com blockchains, e os efeitos de rede (mais usuários, dApps, ferramentas) são fortes. DAGs às vezes são promovidos com promessas ousadas (“blockchain killer”), gerando ceticismo. Até que surjam “killer apps” ou uma base de usuários significativa, podem ser vistos como experimentais. Construir infraestrutura (listagens em exchanges, custódia, carteiras) também demanda tempo.

Resumindo, DAGs trocam simplicidade por desempenho, enfrentando desafios de complexidade do consenso, centralização parcial em certas implementações e necessidade de estabelecer confiança comparável às blockchains. A comunidade acadêmica e os desenvolvedores vêm estudando esses temas; uma publicação de 2024 (SoK) sobre protocolos DAG destaca o crescimento da diversidade de designs e a necessidade de compreender seus trade-offs. Conforme os projetos evoluem, muitos obstáculos (remoção de coordenadores, participação aberta, melhorias de ferramentas) devem ser superados, mas esses aspectos devem ser considerados ao avaliar DAG vs blockchain para um caso específico.

Tendências de adoção e perspectivas futuras​

Os DAGs ainda são minoritários em comparação com blockchains lineares, mas o interesse está aumentando:

• Mais projetos e pesquisas: Há crescimento no número de projetos explorando DAGs ou modelos híbridos. Plataformas como Aleph Zero (focada em privacidade) usam consenso DAG para ordenação rápida; Sui e Aptos integram mempools em DAG ou motores de execução paralela. Academicamente, há protocolos como SPECTRE, PHANTOM, GhostDAG e análises abrangentes (SoK) que classificam e avaliam abordagens. Pesquisas buscam resolver desafios como justiça, pruning, segurança em ambientes dinâmicos, etc.
• Modelos híbridos: Mesmo blockchains tradicionais incorporam conceitos DAG internamente para melhorar desempenho. Avalanche é um exemplo claro: apresenta-se como blockchain, mas o consenso é DAG. Ele ganhou adoção significativa em DeFi e NFTs, mostrando que usuários podem aderir a um sistema DAG sem sequer perceber, desde que suas necessidades sejam atendidas. Fantom expõe uma interface blockchain amigável enquanto usa DAG internamente, e outras redes podem seguir caminho semelhante.
• Adoção empresarial e de nicho: Empresas que exigem alto throughput, custos previsíveis e aceitam redes permisionadas têm explorado DAGs. O conselho do Hedera atraiu grandes corporações; isso impulsiona casos como tokenização de ativos, rastreamento de licenças de software, pagamentos corporativos etc. Consórcios também consideram DAGs para liquidações em telecom, registro de impressões publicitárias, transferências interbancárias e outros usos de alto volume. A IOTA participa de projetos financiados pela União Europeia (infraestrutura, identidade digital, IoT industrial). Se esses pilotos tiverem sucesso, poderemos ver adoção setorial.
• Avanços em descentralização comunitária: Críticas iniciais aos DAGs (coordenadores centrais, validadores restritos) estão sendo endereçadas. O Coordicide busca eliminar o coordenador da IOTA; o Hedera abriu seu código e discute planos para descentralizar ainda mais. Na Nano, a comunidade se mobiliza para distribuir o peso dos representantes. Esses passos são essenciais para ganhar credibilidade e aproximar os DAGs dos valores de descentralização do ecossistema Web3.
• Interoperabilidade e uso como layer 2: DAGs podem servir como camadas de escalabilidade ou redes interoperáveis, conectando-se a blockchains existentes via pontes. Um ledger DAG pode funcionar como layer 2 rápida para Ethereum, ancorando resultados em intervalos periódicos. Se a experiência for transparente, usuários podem desfrutar da velocidade do DAG mantendo a segurança ou liquidação na blockchain base.
• Perspectiva futura – complemento em vez de substituição (por enquanto): Muitos entusiastas reconhecem que DAGs complementam, não substituem totalmente as blockchains. No curto prazo, veremos uma paisagem heterogênea com blockchains e DAGs, cada qual otimizado para cenários específicos. DAGs podem ser a espinha dorsal de alta frequência do Web3, enquanto blockchains cuidam da liquidação de alto valor ou casos que exigem simplicidade e robustez. No longo prazo, se os DAGs provarem segurança e descentralização comparáveis, é possível que se tornem o paradigma dominante. A eficiência energética também se alinha a preocupações ambientais, favorecendo a adoção em um contexto de sustentabilidade.
• Sentimento comunitário: Há uma parte da comunidade cripto muito empolgada com DAGs, considerando-os o próximo passo evolutivo dos registros distribuídos. Ao mesmo tempo, existem céticos que destacam que segurança e descentralização não podem ser sacrificadas. Os projetos DAG precisam demonstrar que conseguem oferecer o melhor de ambos os mundos.

Em conclusão, o futuro dos DAGs é cautelosamente otimista. Blockchains ainda dominam, mas plataformas DAG estão ganhando espaço em domínios específicos e provando seu valor. À medida que as pesquisas solucionem desafios remanescentes, veremos mais convergência de ideias – blockchains incorporando melhorias inspiradas em DAG, e DAGs assimilando lições das blockchains em governança e segurança. Pesquisadores e desenvolvedores Web3 devem acompanhar os avanços dos DAGs, pois eles representam uma ramificação significativa na evolução das DLTs. É plausível que num futuro próximo tenhamos um ecossistema diversificado e interoperável, no qual os DAGs desempenhem papel vital em escalabilidade e aplicações especializadas, aproximando-nos de uma web verdadeiramente descentralizada e escalável.

Nas palavras de uma publicação do Hedera: ledgers baseados em DAG são “um passo promissor” na evolução das moedas digitais e da tecnologia descentralizada – não uma substituição total das blockchains, mas uma inovação importante que trabalhará lado a lado e inspirará melhorias em todo o panorama dos livros-razão distribuídos.

Fontes: As informações deste relatório foram extraídas de pesquisas acadêmicas sobre consenso DAG, documentação oficial e whitepapers de projetos como IOTA, Hedera Hashgraph, Fantom e Nano, além de blogs técnicos e artigos comparando DAGs e blockchains. Esses materiais respaldam as análises, benefícios e estudos de caso apresentados. O debate contínuo na comunidade de pesquisa Web3 indica que os DAGs continuarão em evidência na busca por soluções para o tripé escalabilidade–segurança–descentralização.