À retenir

  • Un graphe acyclique dirigé (DAG) est une structure de données alternative à la blockchain pour construire des réseaux de crypto-monnaies décentralisés, utilisant des sommets et des arêtes dirigées au lieu de blocs et de chaînes.

  • Dans les réseaux basés sur des DAG, chaque nouvelle transaction doit confirmer une ou plusieurs transactions précédentes, ce qui supprime le besoin de mineurs et de temps de bloc dans la plupart des implémentations.

  • Les DAG peuvent potentiellement offrir un débit plus élevé, zéro frais et une meilleure scalabilité que les blockchains traditionnelles, ce qui les rend intéressants pour les micropaiements et les applications IoT, même si ces avantages varient selon la conception.

  • Les compromis incluent des éléments de centralisation dans les implémentations initiales ainsi que des tests réels limités à grande échelle.

  • Parmi les projets DAG notables, on trouve IOTA (qui a lancé en 2024 une version entièrement décentralisée) et Kaspa, qui combine une architecture de DAG avec du proof-of-work.

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Introduction

Quand on pense à la crypto-monnaie, le terme « blockchain » vient probablement d’abord à l’esprit. Depuis le lancement du Bitcoin, des centaines de crypto-monnaies ont été construites sur une architecture réseau similaire. La plupart s’appuient sur une chaîne de blocs en croissance, chaque bloc étant lié au précédent via un hachage cryptographique.

Sur une blockchain, les utilisateurs diffusent des transactions qui sont regroupées dans des blocs. Il existe généralement une période d’attente avant qu’une transaction ne soit confirmée, selon le taux de remplissage des blocs. Dans des conditions chargées, cette attente peut aller de quelques secondes à plusieurs heures.

Certains développeurs et chercheurs pensent que ce modèle basé sur les blocs a des limites fondamentales en matière de scalabilité. Une alternative proposée est le graphe acyclique dirigé, ou DAG. Les DAG adoptent une approche différente pour enregistrer et confirmer les transactions, en supprimant complètement la notion de blocs.

Qu’est-ce qu’un DAG ?

Un DAG est un type de structure de données composé de sommets (vertices) et d’arêtes (edges). « Dirigé » signifie que les connexions ne circulent que dans un seul sens. « Acyclique » signifie qu’il n’y a pas de boucles, donc vous ne pouvez jamais revenir à un point de départ en suivant le graphe vers l’avant.

Dans les applications scientifiques et de modélisation des données, les DAG sont utilisés pour représenter les relations entre des variables et observer comment elles s’influencent mutuellement. Dans le contexte de la crypto-monnaie, chaque sommet d’un DAG représente une transaction plutôt qu’un bloc. Les transactions pointent vers des transactions plus anciennes, construisant ainsi un réseau de confirmations plutôt qu’une chaîne linéaire.

Cette structure est fondamentalement différente d’une blockchain. Il n’y a pas de mineurs qui regroupent les transactions dans des blocs, et il n’y a pas de temps de bloc fixe. En théorie, les transactions peuvent être soumises à tout moment sans attendre le bloc suivant.

Comment fonctionne un DAG ?

Dans une crypto-monnaie basée sur un DAG, lorsqu’un utilisateur soumet une nouvelle transaction, il doit d’abord référencer et valider deux transactions ou plus précédentes qui n’ont pas encore été confirmées. Cela crée un système de confirmation auto-entretenu dans lequel les utilisateurs valident collectivement l’activité des autres, plutôt que de s’appuyer sur une catégorie de minage dédiée.

Certaines implémentations de DAG exigent une petite quantité de travail de calcul lors de la soumission d’une transaction, comme mesure légère de prévention du spam qui valide aussi les transactions référencées. D’autres, comme IOTA 2.0, sont passées à des approches basées sur le staking qui ne nécessitent aucun travail de soumission. Une fois qu’une transaction référence et confirme des transactions antérieures, ces transactions sont considérées comme confirmées. La nouvelle transaction reste alors comme une « pointe » (tip) en attente d’être confirmée par une transaction future.

Les transactions bénéficiant d’un plus grand nombre de confirmations accumulées derrière elles (appelées « poids plus élevé ») ont davantage de chances d’être sélectionnées par de nouvelles transactions qui s’appuient dessus. Cela incite le réseau à continuer d’étendre la branche du graphe qui est la plus confirmée.

Comment les DAG empêchent-ils la double dépense ?

La double dépense est évitée en exigeant que les nouvelles transactions remontent l’historique complet du DAG afin de vérifier que l’expéditeur dispose de fonds suffisants. Si une transaction référence un chemin invalide, les autres utilisateurs refuseront de s’y appuyer, isolant ainsi cette branche et la supprimant de fait.

En théorie, deux branches conflictuelles pourraient apparaître simultanément. Les algorithmes de sélection des DAG résolvent ce problème en favorisant la branche la plus lourde et la mieux confirmée. Avec le temps, la branche la plus lourde attire davantage de nouvelles transactions tandis que la branche la plus faible est abandonnée.

Cela signifie que les systèmes basés sur des DAG n’ont pas une finalité absolue des transactions au sens traditionnel. Comme les blockchains, ils fonctionnent avec une finalité probabiliste. Plus une transaction accumule de confirmations, plus un utilisateur peut être sûr qu’elle restera réglée (settled).

Avantages et inconvénients des graphes acycliques dirigés

Avantages des DAG

  • Vitesse : comme il n’y a pas de temps de bloc fixe, les utilisateurs peuvent soumettre des transactions à tout moment. Le système peut traiter de nombreuses transactions en parallèle plutôt que de les mettre en file d’attente pour le bloc suivant.

  • Moins, voire pas, de besoin de minage : de nombreux modèles de DAG remplacent le minage par preuve de travail, énergivore, par une validation légère réalisée par l’utilisateur qui envoie la transaction ou via du staking. Cela peut réduire considérablement la consommation d’énergie par rapport aux blockchains PoW. Notez que certaines implémentations de DAG, comme Kaspa, conservent délibérément la PoW pour ses propriétés de sécurité.

  • Aucuns frais de transaction : sans mineurs dédiés à rémunérer, les utilisateurs de nombreux réseaux DAG ne paient pas de frais. Cela rend les DAG attrayants pour les micropaiements, où de petits frais réduiraient la valeur.

  • Scalabilité : les DAG ne sont pas limités par une taille de bloc unique. À mesure que davantage d’utilisateurs soumettent des transactions, le taux de confirmation peut augmenter, ce qui permet de répondre aux goulets d’étranglement classiques de scalabilité des blockchains. Les DAG sont donc intéressants pour des scénarios liés à l’Internet des objets (IoT), où des millions de petits appareils échangent automatiquement de très faibles montants.

Inconvénients des DAG

  • Risque de centralisation : de nombreuses implémentations de DAG existantes s’appuyaient sur un nœud coordonnateur central pendant leurs phases initiales pour prévenir les attaques lorsque le réseau était encore petit. Supprimer ce coordonnateur est un défi d’ingénierie complexe, et certains projets ont eu du mal à y parvenir.

  • Tests réels limités : les crypto-monnaies basées sur des DAG n’ont pas encore connu le niveau d’utilisation soutenue et à fort volume nécessaire pour valider leurs affirmations à grande échelle. Leur comportement dans des conditions adverses ou sous charge extrême est encore moins bien compris que celui des blockchains alternatives.

Exemples de crypto-monnaies basées sur des DAG

IOTA est le projet le plus emblématique construit sur une architecture de DAG. Son réseau, appelé Tangle, a été conçu pour des micropaiements sans frais entre appareils IoT. Pendant des années, IOTA a reposé sur un nœud coordonnateur central pour sécuriser le réseau. Fin 2024, IOTA a lancé IOTA 2.0 (aussi appelé Rebased), une version entièrement décentralisée qui supprime totalement le Coordonnateur et introduit un nouveau mécanisme de consensus basé sur la preuve d’enjeu déléguée (delegated proof of stake) au sein du DAG. Depuis la mi-2026, IOTA 2.0 est le mainnet principal en production.

Kaspa combine la structure d’un DAG avec le minage de preuve de travail (proof-of-work) traditionnel. Il utilise un protocole appelé GHOSTDAG, qui permet de créer plusieurs blocs en parallèle et de les inclure simultanément dans le registre plutôt que de rejeter les blocs concurrents. Cela donne à Kaspa de hauts taux de blocs (plus de 100 blocs par seconde) tout en conservant les propriétés de sécurité de la PoW. Kaspa a fortement progressé en 2024 et 2025, atteignant la catégorie des 20 premières crypto-monnaies en termes de capitalisation lors de son pic, comme démonstration pratique de la viabilité des DAG aux côtés de la PoW.

Sonic (anciennement Fantom Opera) utilise un mécanisme de consensus basé sur un DAG appelé Lachesis. Chaque nœud construit un DAG local d’événements sous forme de blocs, puis la couche de consensus les ordonne en une chaîne finale. Fin 2024, le réseau a lancé la mise à niveau Sonic, suivie d’un rebranding complet et d’une migration du token FTM vers le token S au cours de 2025. Sonic est désormais le réseau principal, la chaîne Opera d’origine ayant été remplacée.

FAQ

Qu’est-ce qu’un graphe acyclique dirigé (DAG) en crypto ?

Un graphe acyclique dirigé (DAG) est une structure de données utilisée pour enregistrer et confirmer des transactions dans certains réseaux de crypto-monnaies. Au lieu de regrouper les transactions dans des blocs, chaque transaction référence directement et valide des transactions précédentes, formant ainsi un réseau de confirmations.

En quoi un DAG est-il différent d’une blockchain ?

Une blockchain regroupe les transactions en blocs séquentiels sécurisés par des mineurs ou des validateurs. Un DAG n’a pas de blocs. Chaque nouvelle transaction confirme des transactions antérieures, et le réseau évolue sous la forme d’un graphe dirigé sans boucles plutôt qu’une chaîne linéaire. Les DAG n’ont généralement pas de temps de bloc fixe et, dans de nombreuses conceptions, pas non plus de frais de transaction.

Un DAG a-t-il des frais de transaction ?

De nombreux réseaux basés sur des DAG sont conçus sans frais, car il n’y a pas de mineurs à rémunérer. Au lieu de payer des frais, les utilisateurs peuvent fournir une petite quantité de travail de calcul lors de la soumission des transactions, même si certaines implémentations plus récentes utilisent plutôt le staking. Certaines implémentations facturent néanmoins des frais minimaux aux nœuds qui effectuent des fonctions réseau supplémentaires.

Quels sont des exemples de crypto-monnaies basées sur des DAG ?

Parmi les exemples marquants, on trouve IOTA (Tangle), qui a lancé une version entièrement décentralisée en 2024 après des années d’utilisation d’un coordonnateur central ; Kaspa, qui combine une architecture de DAG avec du minage par preuve de travail ; et Sonic (anciennement Fantom), qui utilise une couche de consensus basée sur un DAG appelée Lachesis.

Un DAG est-il plus scalable qu’une blockchain ?

Les DAG peuvent potentiellement traiter plus de transactions par seconde que les blockchains traditionnelles, car ils ne sont pas limités par la taille des blocs ou le temps de bloc. Toutefois, la plupart des réseaux DAG n’ont pas encore été testés à l’échelle des blockchains établies ; les performances sous une charge réelle soutenue restent donc une question ouverte.

Dernières réflexions

Les graphes acycliques dirigés proposent une approche alternative pour construire des réseaux de crypto-monnaies, en supprimant les blocs et les mineurs au profit d’un réseau de confirmations basé sur les transactions. L’architecture offre une vraie promesse pour des applications à haut débit et sans frais, notamment pour l’IoT et les cas d’usage liés aux micropaiements.

Les développements récents, notamment la suppression du coordonnateur central par IOTA et la croissance de Kaspa en tant que chaîne PoW basée sur un DAG, suggèrent que la technologie des DAG arrive à maturité. Reste à voir si elle pourra égaler, à grande échelle, la sécurité et l’adoption des blockchains établies.

Pour aller plus loin

  • Différence entre blockchain et Bitcoin

  • Blockchain Layer 1 vs solutions de scalabilité Layer 2

  • Double dépense expliquée

  • Cas d’usage de la blockchain : l’Internet des objets (IoT)

  • Proof of Work différée expliquée

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