Si estás leyendo esto, es muy probable que hayas oído hablar de blockchain, la tecnología detrás de criptomonedas como Bitcoin y Ethereum. Pero hoy quiero hablarte sobre una alternativa interesante y cada vez más popular: el DAG.
El problema con blockchain es que su estructura es lineal. Es decir, los bloques de información se añaden uno detrás del otro en una cadena interminable, lo que puede generar cuellos de botella y retrasos en la confirmación de transacciones. Además, a medida que la red crece, también lo hace el tamaño de la cadena, lo que puede dificultar su almacenamiento y acceso.
Pero aquí es donde entra el DAG, que significa Grafo Acíclico Dirigido en inglés. En lugar de una cadena lineal, el DAG utiliza una estructura de grafo, lo que significa que los bloques de información se conectan en diferentes direcciones, creando una red más amplia y compleja.
Esto significa que las transacciones pueden confirmarse más rápidamente y el tamaño de la red no afecta tanto el rendimiento. Además, el DAG no requiere la minería tradicional de blockchain, lo que significa que el consumo de energía es mucho menor.
Entonces, si estás buscando una alternativa a blockchain que sea más rápida, eficiente y sostenible, el DAG es definitivamente algo que debes tener en cuenta. ¡Sigue leyendo para descubrir más!
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¿Qué es DAG?
Como ya mencioné, un DAG es un grafo acíclico dirigido, lo cual significa que sus vértices están conectados por aristas con una dirección específica y el recorrido de todo el grafo nos lleva de un punto A al B, sin tener la posibilidad de regresar al punto en A de ninguna forma.
El DAG es una estructura de datos que ha sido ampliamente utilizada en las Ciencias de la computación para representar y resolver problemas en los que se necesita una representación compacta de los datos de un sistema. En particular, el DAG ha demostrado ser muy útil en situaciones en las que es necesario mantener un registro ordenado de transacciones o eventos, ya que permite una mayor escalabilidad y eficiencia que la blockchain.
Además de su uso en la construcción de sistemas acíclicos en los que se necesita una representación compacta de los datos de ese sistema, los DAG también son utilizados en la resolución de tareas como la construcción de software, la representación y estudio de redes bayesianas, y en funciones dentro de lenguajes de programación con operaciones de flujo de datos.
Historia de la tecnología DAG
La historia del DAG se remonta a finales de la década de 2010, cuando una serie de proyectos surgieron en el espacio de las criptomonedas y blockchain, tratando de mejorar las limitaciones del protocolo blockchain, especialmente en términos de escalabilidad y rendimiento.
Uno de los primeros proyectos que empleó el DAG fue el proyecto de criptomonedas IOTA, que se lanzó en 2016. IOTA es una criptomoneda diseñada específicamente para el Internet de las cosas (IoT) y utiliza un DAG para almacenar y procesar sus transacciones.
Desde entonces, varios proyectos han surgido en el espacio de las criptomonedas y blockchain, como Nano, Byteball, Hedera Hashgraph y otros, que utilizan DAG como tecnología subyacente.
El DAG ha ganado popularidad debido a su capacidad para abordar algunas de las limitaciones de la blockchain, como la escalabilidad, la velocidad y el costo de transacción. A diferencia de la blockchain, que requiere que todas las transacciones sean procesadas por todos los nodos de la red, el DAG solo requiere que las transacciones sean procesadas por los nodos relevantes en la red.
Además, el DAG también ofrece una mayor resistencia a los ataques de doble gasto, ya que cada transacción se verifica de forma individual, en lugar de en bloques como en la blockchain.
Relación entre DAG y Blockchain
Una blockchain es una cadena de bloques que están relacionados de forma ordenada y criptográfica con el conjunto anterior, lo que genera un historial inmodificable.
El DAG, por otro lado, utiliza una estructura similar, pero en lugar de bloques, utiliza vértices y aristas para crear un grafo dirigido acíclico. Las aristas son las que establecen la relación entre los vértices y, al igual que en la blockchain, si se modifica una arista, se genera un nuevo DAG con una relación distinta.
A partir de esto, se concluye que es posible recrear la misma relación dada en la blockchain utilizando un DAG. Además, como el DAG permite cambios en las aristas, se podría evolucionar la blockchain para que pueda admitir modificaciones y bifurcaciones, lo que abriría nuevas posibilidades en el ámbito de las criptomonedas y la tecnología blockchain.
Ejemplo de un DAG
El ejemplo de un DAG presentado a continuación puedes apreciar cómo se puede representar un conjunto de tareas que deben ser completadas en un orden específico. En este caso, cada tarea se representa como un nodo en el grafo, y las flechas que conectan los nodos indican la dirección en la que se deben completar las tareas.
En este ejemplo, podemos ver cómo el DAG permite una representación más eficiente y escalable de un conjunto de tareas que deben ser completadas en un orden específico. En lugar de almacenar cada tarea en una lista lineal y luego recorrerla secuencialmente, podemos representar las tareas como nodos en un grafo y acceder a ellas de manera más eficiente utilizando las relaciones de orden que se establecen en el grafo.
Características de los DAG
Los DAG tienen ciertas propiedades que son esenciales para su funcionamiento:
- Tienen un punto de partida y un punto final, lo que garantiza que el recorrido siempre vaya desde un punto de origen a un punto final y no pueda regresar.
- La modificación de una relación entre vértices reescribe la totalidad del DAG.
- Son paralelizables y reducibles, lo que optimiza su generación y la capacidad de verificar la información.
- Están conformados por nodos que almacenan los datos, bordes o conexiones dirigidas, nodos ancestrales sin padres y hojas sin hijos.
- Su organización de datos es distinta a los árboles ya que un nodo puede tener dos nodos principales.
- Tienen propiedades matemáticas únicas como el ordenamiento topológico, la enumeración combinatoria, la accesibilidad, el cierre transitivo y la reducción transitiva.
Todas estas características son esenciales dentro del marco matemático descrito por la Teoría de Grafos para los DAG.
Blockchain vs DAG ¿Qué es mejor?
Ahora bien, ya que sabemos que son los DAG, sus propiedades y que pueden hacer el mismo trabajo que una blockchain o cadena de bloques, podemos hacernos la pregunta ¿Cuál es mejor?
Pues bien la respuesta a esto es compleja y responderla depende de tomar en perspectiva varias cosas:
| Característica | DAG | Blockchain |
|---|---|---|
| Tipo de estructura de datos | Diagrama acíclico dirigido | Cadena de bloques |
| Proceso de validación de transacciones | Validación instantánea de transacciones individuales | Validación de bloques enteros de transacciones |
| Estructura de consenso | No se requiere un mecanismo de consenso explícito | Requiere un mecanismo de consenso explícito (p. ej., prueba de trabajo) |
| Complejidad algorítmica | Mayor complejidad algorítmica en la creación de bloques | Menor complejidad algorítmica en la creación de bloques |
| Rendimiento y escalabilidad | Mayor rendimiento y escalabilidad | Menor rendimiento y escalabilidad |
| Madurez de la tecnología | Altamente experimental en el contexto de las criptomonedas | Tecnología experimental, pero más madura que DAG en criptomonedas |
Es importante mencionar que estas diferencias no significan necesariamente que una tecnología sea mejor o peor que la otra, sino que cada una tiene sus fortalezas y debilidades en función de los casos de uso específicos.
En primer lugar, aunque la estructura blockchain puede considerarse, aún hoy en día con más de 10 años después de su creación, una tecnología experimental, los DAG son una tecnología que en este momento es altamente experimental en el contexto de las criptomonedas.
Por otro lado, la creación de un sistema de minería y de consenso es mucho más complejo en una DAG. La forma en cómo se pueden generar bloques, crear relaciones entre los mismos, reducir dichas relaciones sin pérdidas, entre otras funciones agregan un nivel de complejidad algorítmica superior.
Esta mayor complejidad lleva también a que puedan cometerse errores de programación o fallos en la estructuración del funcionamiento del sistema. Y si hay algo peor que un error grave de software, es un fallo en la estructura de un sistema que implique alterar completamente el funcionamiento de la misma para repararlo, y si es que eso se puede.
Es posible que Satoshi Nakamoto hubiese visto y abordado este problema y en su lugar decidió diseñar una solución mucho más simple e igualmente efectiva, creando con ello la blockchain. Sin duda, esto es algo que nunca sabremos, pues no se tiene constancia pública de ello.
Pros y Contras de los DAG
Aquí te presento las ventajas y desventajas de la tecnología DAG en dos listas separadas:
Velocidad de procesamiento más rápida que la blockchain.
Mayor escalabilidad, permitiendo el procesamiento de una mayor cantidad de transacciones.
No requiere labores de minería, lo que reduce su huella de carbono.
No genera comisiones ni tasas de transacción, gracias a que no requiere de labores de minería.
No son totalmente descentralizadas, mantienen ciertos elementos de centralización.
Aún no han sido probadas a gran escala, lo que genera incertidumbre sobre su posible desarrollo y uso generalizado.
Resultan complejas de desarrollar debido a su complejo algoritmo de consenso y las protecciones necesarias.
Requieren de sistemas de coordinación que pueden ser un punto de fallo y afectar negativamente el funcionamiento de la red.
Pueden presentar problemas de seguridad si no se usan herramientas criptográficas seguras, como se presentó en el caso de la criptomoneda IOTA.
¿Para que sirven los DAG en la actualidad?
Los DAG han demostrado ser una herramienta sumamente útil en diversas áreas de la computación y las ciencias en general. Su capacidad para representar y manipular grafos acíclicos dirigidos ha permitido que sean ampliamente utilizados en problemas de orden computacional, como los algoritmos de scheduling y gestión de tareas en sistemas operativos.
Además, los DAG son esenciales en el proceso de optimización de código y manipulación de flujo de datos en lenguajes de programación y sus respectivos compiladores. La complejidad de estos procesos se ve reducida gracias a la capacidad de los DAG de crear grafos para seleccionar los mejores cursos de acción en cada caso.
Otro campo en el que los DAG son ampliamente utilizados es el análisis de redes bayesianas. Esto ha resultado especialmente útil en áreas como la epidemiología, la inteligencia artificial y la física cuántica, donde los DAG han demostrado ser una herramienta esencial para representar y entender fenómenos complejos.
¿Para que sirven los DAG en las criptomonedas?
Los DAG han demostrado ser útiles en la creación de criptomonedas que buscan solucionar problemas específicos en diferentes ámbitos. Uno de los proyectos más conocidos es Ethereum, que utiliza DAG para crear una estructura de datos compleja que sirve como base para su algoritmo de minería. Gracias a esto, Ethereum se ha consolidado como una de las criptomonedas más importantes del mercado.
Por otro lado, IOTA es un proyecto que utiliza DAG para resolver problemas en el Internet de las cosas (IoT), ofreciendo transacciones rápidas, económicas y una escalabilidad sin igual. Sin embargo, ha sido víctima de graves problemas de seguridad que han afectado a sus usuarios y han puesto en riesgo su estabilidad.
Obyte, por su parte, es un proyecto pequeño pero con un alto valor de mercado, que se centra en la integración de criptomonedas y servicios en una DAG. Aunque su capitalización de mercado es baja, su token es utilizado principalmente en Rusia y su limitado suministro de 1 millón de monedas lo hace un token de alta demanda.