Qu’est-ce qu’un Directed Acyclic Graph (DAG) ?

La technologie Directed Acyclic Graph (DAG) est reconnue comme une innovation majeure dans l’univers des crypto-monnaies et de la blockchain. Tandis que la technologie blockchain a transformé le secteur financier en offrant de nombreux avantages par rapport aux systèmes bancaires classiques, le DAG représente une alternative aux registres distribués. Pour une partie de la communauté crypto, le DAG pourrait être une technologie révolutionnaire, capable d’enrichir ou même de concurrencer les solutions blockchain. Cet article présente la définition du DAG, son fonctionnement et sa place dans l’écosystème des crypto-monnaies.

DAG vs Blockchain Technology

Un Directed Acyclic Graph (DAG) est un outil de modélisation et de structuration des données, utilisé par certaines crypto-monnaies en alternative à l’architecture blockchain traditionnelle. Parfois qualifiée de « blockchain killer », la technologie DAG soulève la question de sa capacité à remplacer la blockchain comme technologie dominante dans l’industrie crypto. Cependant, la blockchain reste la norme de référence dans le secteur.

L’architecture du DAG repose sur une structure graphique composée de cercles et de lignes. Chaque cercle, ou « sommet » (vertex), représente une opération ou transaction individuelle à intégrer au réseau. Les lignes, appelées « arêtes » (edges), déterminent l’ordre d’approbation et de validation des transactions. Ces lignes suivent toujours une direction unique, d’où le nom de Directed Acyclic Graph. Le terme « dirigé » désigne la progression à sens unique, tandis que « acyclique » signifie qu’aucun sommet ne revient sur lui-même, garantissant une structure orientée vers l’avant.

Cette structure de données est particulièrement adaptée à la modélisation, car elle permet d’observer et d’analyser les relations entre différents paramètres. Les chercheurs peuvent ainsi comprendre l’influence réciproque des variables au sein du système. Dans le secteur crypto, les données DAG permettent d’atteindre le consensus dans des réseaux distribués sans recourir à la création de blocs, offrant ainsi une méthode inédite pour organiser et valider les transactions.

Quelle est la différence entre un DAG et une blockchain ?

Si DAG et blockchain remplissent des fonctions similaires dans l’écosystème crypto, ils se distinguent par plusieurs différences majeures. Le point central réside dans la structure de données : les DAG ne créent pas de blocs comme les blockchains, mais reposent sur un empilement direct de transactions, formant une architecture superposée sans blocs distincts.

Visuellement, la blockchain s’apparente à une chaîne linéaire de blocs reliés, tandis que le DAG se présente comme un graphe de nœuds interconnectés. Cette distinction structurelle modifie en profondeur la façon dont les données DAG sont organisées, et donc la validation et le traitement des transactions. L’absence de blocs supprime le temps de création associé, ce qui offre un potentiel d’accélération et de scalabilité supérieur aux réseaux blockchain traditionnels.

Comment fonctionne la technologie DAG ?

Le mécanisme de fonctionnement du DAG repose sur un système unique de validation des transactions. Les réseaux fondés sur le DAG sont constitués de sommets (cercles) et d’arêtes (lignes), chaque sommet représentant une transaction individuelle contenant des données DAG spécifiques. Les transactions s’empilent les unes sur les autres pour former un réseau croissant et interconnecté.

Lorsqu’un utilisateur souhaite effectuer une transaction, il doit d’abord valider au moins une transaction antérieure, appelée « tip » – une transaction non confirmée en attente de validation. Pour soumettre sa propre transaction, il doit d’abord valider ces tips, après quoi sa transaction devient à son tour un tip en attente de confirmation. Ce processus crée un système auto-entretenu : la communauté construit continuellement des couches de transactions, chaque nouvelle couche enrichissant le réseau en données DAG et assurant son développement organique.

Le système intègre des mécanismes de sécurité avancés pour empêcher la double dépense. Lorsqu’un nœud valide d’anciennes transactions, il retrace l’ensemble du chemin jusqu’à la transaction d’origine, vérifiant toutes les données DAG historiques. Cette procédure garantit la validité des soldes et la légitimité de l’historique des transactions. Un utilisateur qui tente de s’appuyer sur un chemin invalide s’expose à voir sa transaction ignorée par le réseau. Même une transaction valide peut être rejetée si elle s’appuie sur un chemin comportant une transaction frauduleuse, protégeant ainsi l’intégrité du réseau et de ses données DAG.

À quoi sert le DAG ?

La technologie DAG apporte plusieurs usages essentiels dans l’écosystème des crypto-monnaies. Son principal atout : le traitement plus efficace des transactions, grâce à une structure de données DAG permettant de se passer des délais de création ou de minage de blocs. Les utilisateurs peuvent soumettre des transactions en continu, à condition de valider les transactions précédentes.

L’efficacité énergétique est un autre avantage de taille. Contrairement aux blockchains fondées sur le Proof of Work (PoW) – très énergivores –, les crypto-monnaies utilisant le DAG requièrent beaucoup moins de ressources. Même si certaines implémentations du DAG recourent à des mécanismes PoW, leurs besoins énergétiques restent marginaux, en raison de l’optimisation du stockage et du traitement des données DAG.

Le DAG est particulièrement adapté aux micropaiements. Les blockchains traditionnelles peinent à traiter de petits montants, les frais pouvant dépasser le paiement lui-même. Les systèmes DAG n’imposent généralement pas de frais, ou seulement de faibles frais de nœud, ce qui en fait une solution idéale pour les microtransactions. Même lors de pics de congestion, ces frais restent stables et faibles, la structure DAG permettant un traitement parallèle des transactions.

Quelles crypto-monnaies utilisent le DAG ?

Malgré sa réputation d’efficacité, peu de projets de crypto-monnaie exploitent actuellement le DAG. IOTA est l’exemple le plus connu, avec un nom formé de l’acronyme Internet of Things Application. Lancée il y a plusieurs années, IOTA (MIOTA) s’est illustrée par la rapidité de ses transactions, sa scalabilité, sa sécurité, ses fonctions de confidentialité et l’intégrité de ses données. La plateforme s’appuie sur des nœuds et des « tangles » – des ensembles de nœuds validant les transactions via la structure DAG. Chaque utilisateur doit valider deux transactions pour que la sienne soit approuvée, assurant une décentralisation complète du réseau où tous participent au consensus.

Nano est une autre implémentation notable, qui combine le DAG et la blockchain dans une approche hybride. Toutes les données sont transmises via des nœuds, chaque utilisateur gérant son propre portefeuille intégrant des éléments blockchain. La validation implique la confirmation par l’émetteur et le destinataire. Nano s’est forgé une réputation grâce à la rapidité de ses transactions, sa scalabilité, sa sécurité, la protection de la vie privée et l’absence de frais, rendues possibles par la gestion efficace des données DAG.

BlockDAG utilise également la technologie DAG, proposant du matériel de minage économe en énergie et une application mobile pour miner des tokens BDAG. Contrairement au cycle de halving de quatre ans du Bitcoin, BDAG pratique une réduction annuelle de moitié tous les 12 mois, un modèle soutenu par la structure de données DAG.

Avantages et inconvénients du DAG

Comme toute technologie, le DAG présente des forces et des limites à prendre en compte dans la gestion des données DAG.

Parmi ses principaux atouts, la rapidité de traitement : le DAG n’étant pas soumis à des délais de création de blocs, les transactions peuvent être effectuées à tout moment, sans autre limite que la validation de celles qui précèdent. Sa structure de données autorise le traitement parallèle, ce qui augmente nettement le débit. Il n’implique généralement pas de frais, ou seulement des frais réduits, puisqu’il n’y a pas de minage ni de récompense pour les mineurs, à l’exception de certains frais pour des opérations spécifiques de nœud. Cela fait du DAG une solution privilégiée pour les microtransactions. Sa faible consommation énergétique et son impact environnemental réduit constituent d’autres avantages, puisqu’il ne dépend pas du PoW traditionnel. Enfin, le DAG offre une scalabilité supérieure grâce à l’absence de temps de bloc, la structure DAG permettant une montée en charge horizontale illimitée.

Mais le DAG doit aussi relever plusieurs défis. Les enjeux de décentralisation restent sensibles, certains protocoles s’appuyant sur des éléments centralisés – souvent considérés comme transitoires pour lancer un réseau. Les DAG n’ont pas encore prouvé leur capacité à fonctionner de façon totalement autonome, sans tiers. Sans contrôle, le réseau peut devenir vulnérable à des attaques susceptibles de compromettre l’intégrité des données DAG. Par ailleurs, la technologie n’a jamais été éprouvée à une échelle comparable à celle des protocoles blockchain de référence. Malgré plusieurs années d’existence, le DAG n’a pas connu l’adoption de solutions comme les technologies de scaling Layer-2, de sorte que sa robustesse sous forte charge reste partiellement à démontrer.

Conclusion

Le Directed Acyclic Graph constitue une innovation technologique prometteuse, porteuse d’un fort potentiel dans la sphère des crypto-monnaies. Parmi ses avantages : des frais de transaction réduits, une meilleure scalabilité et une consommation énergétique limitée grâce à une gestion efficace des données DAG. Cependant, la technologie reste en phase de développement et rencontre des obstacles qui freinent son ascension face à la blockchain. Les principaux défis, en particulier la décentralisation et l’absence de tests de grande ampleur, devront être surmontés avant toute adoption généralisée.

La technologie reste jeune, avec de nombreuses possibilités et limites encore à explorer. Toutefois, ses atouts sont réels, notamment pour structurer et traiter les données de façon plus performante que la blockchain traditionnelle. La communauté crypto observe de près l’évolution de la technologie, à mesure que de nouveaux usages apparaissent et se consolident. Plutôt qu’un remplacement total de la blockchain, le DAG pourrait devenir une solution complémentaire, adaptée à des besoins spécifiques correspondant à ses caractéristiques. À mesure que la technologie se développe et que de nouveaux projets l’adoptent, son rôle et son potentiel dans le futur des technologies de registres distribués se clarifieront, en particulier à travers les nouveaux usages permis par la structure de données DAG.

FAQ

Que signifie DAG ?

DAG est l’acronyme de Directed Acyclic Graph, une structure de données utilisée dans la blockchain pour accélérer et améliorer la scalabilité des transactions.

Qu’est-ce qu’un fichier DAG ?

Un fichier DAG désigne un Directed Acyclic Graph, utilisé dans le traitement des données et la blockchain pour un stockage et une validation performants des informations.