Indice
Introducción
¿Qué es un DAG?
¿Cómo funciona un DAG?
Ventajas y desventajas de los gráficos acíclicos dirigidos.
Las ventajas de los DAG
Las desventajas de los DAG
Para concluir
Introducción
Cuando piensas en criptomonedas, probablemente te vienen a la mente los términos “blockchain” o “libro mayor distribuido”. Desde el lanzamiento de Bitcoin, se han creado cientos de otras criptomonedas. La mayoría de ellos se basan en una arquitectura de red similar. Sus estructuras de datos permiten a los usuarios transferir valor o interactuar con aplicaciones descentralizadas.
En una cadena de bloques, periódicamente se agrega un nuevo bloque a una cadena de bloques en expansión. Cada bloque está conectado al anterior mediante algún tipo de enlace criptográfico (más precisamente, un hash). En cada uno de estos bloques se encuentran transacciones recientes que han sido transmitidas por los usuarios.
Pero a menudo hay un período de espera entre la transmisión de una transacción y su inclusión en un bloque. Piense en ello como esperar un tren en una estación. Dependiendo del tamaño de los vagones (tamaño del bloque) y de cuántas personas más estén esperando (transacciones pendientes), es posible que ni siquiera puedas tomar el siguiente tren. O incluso el siguiente. Puede esperar desde unos segundos hasta algunas horas para que se confirme la transacción.
Para muchos, éste es un compromiso inteligente. Después de todo, ofrece un nivel muy alto de seguridad sin depender de un coordinador centralizado. Para otros, la tecnología blockchain tiene fecha de caducidad. Los críticos creen que, a largo plazo, los problemas de escalabilidad que enfrenta la tecnología blockchain impedirán su adopción masiva.
Algunos creen que el futuro de las redes de pago con criptomonedas reside en una arquitectura completamente diferente: los gráficos acíclicos dirigidos (o DAG).
¿Qué es un DAG?
Un DAG es un tipo diferente de estructura de datos, como una base de datos que conecta diferentes piezas de información. "Gráfico acíclico dirigido" es un término complejo, así que comencemos por desglosarlo.
Gráfico Acíclico Dirigido.
Conceptualmente, los DAG se parecen a lo descrito anteriormente. Están compuestos por vértices (las esferas) y aristas (las líneas que las conectan). Están dirigidos porque van en una sola dirección (puedes ver las flechas). Son acíclicos (es decir, no cíclicos) porque los vértices no forman un bucle sobre sí mismos. Si comienzas en un punto y sigues el gráfico, no podrás regresar a ese mismo punto. Todo esto pronto quedará más claro.
Estas estructuras de datos se utilizan generalmente para modelar datos. Puede confiar en un DAG en los campos científico o médico para observar la relación entre variables y determinar su impacto mutuo. Por ejemplo, puede tomar elementos como la nutrición, los ciclos de sueño y los síntomas físicos, de modo que pueda establecer conexiones entre ellos para determinar cómo afectan a un paciente.
Por nuestra parte, estamos más interesados en cómo pueden contribuir a lograr el consenso en una red distribuida de criptomonedas.
¿Cómo funciona un DAG?
En una criptomoneda basada en DAG, cada vértice de la estructura representa una transacción. Aquí no existe el concepto de bloque, ni hay necesidad de minar para expandir la base de datos. Entonces, en lugar de juntar las transacciones en bloques, cada transacción se construye sobre otra. Sin embargo, se realiza una pequeña operación de prueba de trabajo cuando un nodo envía una transacción. Esto asegura que la red no esté contaminada y valida transacciones anteriores.
Para que se agregue una nueva transacción, debe depender de transacciones más antiguas. Supongamos que Alice crea una nueva transacción. Para ser tenida en cuenta, esta transacción debe hacer referencia a transacciones anteriores. Algo así como un bloque de Bitcoin hace referencia al anterior, pero con múltiples transacciones referenciadas.
En algunos sistemas, un algoritmo selecciona transacciones (o “propinas”) sobre las cuales se debe realizar una nueva transacción. Los pronósticos con más probabilidades de ser seleccionados son aquellos con mayor peso acumulado: una medida del número de confirmaciones en el camino hacia el pronóstico.
Las transacciones que agregará Alice no están confirmadas. Pero una vez que Alice haga referencia a ellos, quedarán confirmados. La transacción de Alice ahora no está confirmada. Alguien más debe agregar una nueva transacción para que sea aceptada.
Es más probable que los usuarios confirmen transacciones con un peso "más pesado" para que el sistema siga creciendo. De lo contrario, no habría nada que impidiera a un usuario agregar continuamente nuevas transacciones a transacciones más antiguas.
Con blockchains, es bastante fácil protegerse contra el doble gasto. Los mismos fondos no se pueden gastar dos veces en un bloque: los nodos pueden detectar fácilmente cualquier intento y rechazar cualquier bloque que contenga transacciones conflictivas. Dado que producir bloques es tan caro para los mineros, tienen un incentivo para ser honestos.
Los DAG también cuentan con un mecanismo para evitar el doble gasto. Es un poco lo mismo, pero sin los menores. Cuando un nodo confirma transacciones más antiguas, evalúa una ruta completa hasta la primera transacción en el DAG para garantizar que el remitente tenga saldo suficiente. Puede haber varias rutas, pero solo se debe verificar una.
Si los usuarios utilizan una ruta no válida, corren el riesgo de que se ignore su propia transacción. El suyo podría ser legítimo, pero como el anterior no lo era nadie querrá seguir por este camino.
Esto no es intuitivo al principio: ¿no podría encontrarse en una situación en la que existen múltiples ramas que no se conocen entre sí? ¿No sería entonces posible gastar los mismos fondos en estas diferentes ramas?
Efectivamente, esto es una posibilidad, pero se resuelve mediante un algoritmo de selección que favorece las transacciones con mayor peso acumulado. Esto significa que con el tiempo terminarás con una rama mucho más fuerte que las demás. Los más débiles serán abandonados y la red seguirá desarrollándose sobre los más pesados.
Al igual que con las cadenas de bloques, no existe una finalidad absoluta: nunca se puede estar 100% seguro de que una transacción no será cancelada. Es increíblemente improbable, pero en teoría se puede revertir un bloque de Bitcoin o Ethereum, lo que revierte todas las transacciones que contiene. Cuantos más bloques agregue después de la transacción, más confianza podrá tener en su transacción. Por eso se recomienda esperar seis confirmaciones antes de gastar fondos.
En un DAG como Tangle de IOTA, existe un concepto de confianza de confirmación. El algoritmo de selección se ejecuta 100 veces y usted cuenta cuántas veces su transacción fue aprobada directa o indirectamente en los foros seleccionados. Cuanto mayor sea el porcentaje, más confianza podrá tener en que su transacción se mantendrá liquidada.
Puede parecer que esto resulta en una mala experiencia de usuario. Pero no es el caso. Si Alice envía a Bob 10 MagicDAGTokens, no tiene que preocuparse por seleccionar las transacciones correctas del gráfico. En segundo plano, su billetera puede realizar las siguientes operaciones:
Selecciona las transacciones más pesadas (recuerda, estas son las que tienen más confirmaciones acumuladas).
Siga el procedimiento para devolver transacciones anteriores para asegurarse de que las transacciones tengan saldo suficiente para cubrir los gastos.
Una vez hecho esto, agrega su transacción al DAG confirmando las transacciones en las que se realizó.
Para Alice, esto simplemente parecerá el procedimiento habitual para una criptomoneda. Ingresa la dirección de Bob y la cantidad que desea gastar, luego presiona Enviar. La lista anterior es la prueba de trabajo que ejecuta cada participante cuando crea una transacción.
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Ventajas y desventajas de los gráficos acíclicos dirigidos.
Las ventajas de los DAG
Velocidad
Sin estar limitado por los tiempos de bloqueo, cualquiera puede transmitir y procesar sus transacciones en cualquier momento. No hay límite para la cantidad de transacciones que los usuarios pueden enviar, siempre que confirmen las antiguas al hacerlo.
Sin minería
Los DAG no utilizan algoritmos de consenso PoW como suele ser el caso. Por lo tanto, su huella de carbono es una fracción de la de las criptomonedas que dependen de la minería para proteger su red blockchain.
Sin tarifas de transacción
Como no hay mineros, los usuarios no necesitan pagar ninguna tarifa para transmitir sus transacciones. Dicho esto, algunos requieren el pago de una pequeña tarifa a determinados tipos de nodos. Las tarifas bajas (o mejor, ninguna tarifa) son atractivas para los micropagos, porque no son posibles en redes con tarifas elevadas.
Sin problemas de escalabilidad
Sin restricciones de tiempo de bloqueo, los DAG pueden procesar muchas más transacciones por segundo que las redes blockchain tradicionales. Muchos defensores creen que esto los hará valiosos en los casos de uso de Internet de las cosas (IoT), donde todo tipo de objetos y máquinas interactuarán entre sí.
Las desventajas de los DAG
No completamente descentralizado
Los protocolos que dependen de DAG tienen diferentes elementos de centralización. Para algunos, esta es probablemente una solución a corto plazo para iniciar la red, pero aún está por verse si los DAG pueden prosperar sin la intervención de terceros. De lo contrario, se exponen a vectores de ataque que, en última instancia, podrían paralizar sus redes.
No probado a gran escala
Aunque las criptomonedas basadas en DAG existen desde hace algunos años, todavía les queda un largo camino por recorrer antes de que se utilicen de forma generalizada. Por lo tanto, es difícil predecir qué incentivos podrían recibir los usuarios por mantener el sistema en el futuro.
Para concluir
Los gráficos acíclicos dirigidos son sin duda una tecnología interesante para construir redes de criptomonedas. Hasta ahora, hay relativamente pocos proyectos que utilizan esta estructura de datos y aún no han evolucionado por completo.
Dicho esto, si pueden aprovechar su potencial, podrían impulsar ecosistemas extremadamente escalables. La tecnología DAG presenta una infinidad de casos de uso en áreas que exigen un alto rendimiento y sin tarifas, como en el Internet de las cosas (IoT) y los micropagos.