En quoi un graphe acyclique dirigé (DAG) diffère-t-il d'une blockchain ?

Différences structurelles entre DAG et Blockchain

1. Une blockchain organise les données en blocs séquentiels, chacun contenant un lot de transactions liées via des hachages cryptographiques. Chaque bloc fait référence au précédent, formant une chaîne linéaire.

2. En revanche, un graphe acyclique dirigé (DAG) ne repose pas sur des blocs. Au lieu de cela, les transactions sont directement liées les unes aux autres, chaque nouvelle transaction validant une ou plusieurs précédentes.
3. Cette structure permet aux DAG de traiter les transactions en parallèle, éliminant ainsi le besoin pour les mineurs de regrouper les transactions en blocs.
4. L'absence de blocs réduit la latence de confirmation, permettant un débit plus rapide à mesure que la participation au réseau augmente.
5. Puisqu’il n’y a pas de temps de blocage fixe, la finalité des transactions dans un DAG peut se produire de manière plus organique, en fonction de la rapidité avec laquelle les transactions ultérieures font référence aux précédentes.

Variations du mécanisme de consensus

1. Les blockchains utilisent généralement des mécanismes de consensus tels que la preuve de travail (PoW) ou la preuve de participation (PoS), nécessitant des participants dédiés (mineurs ou validateurs) pour sécuriser le réseau.

2. Dans de nombreux systèmes basés sur DAG, le consensus est intégré au processus de validation des transactions : chaque utilisateur qui soumet une transaction doit valider les précédentes.
3. Cela transfère la responsabilité du maintien de l’intégrité du réseau des nœuds spécialisés à tous les participants, réduisant potentiellement les risques de centralisation associés aux pools miniers.
4. Certaines implémentations de DAG utilisent des nœuds coordonnateurs au début pour empêcher les attaques, bien que cela introduise une centralisation temporaire.
5. Au fil du temps, à mesure que le volume de transactions augmente, ces coordinateurs peuvent être progressivement supprimés, permettant au réseau de parvenir à une décentralisation complète grâce au poids de validation cumulé.

Évolutivité et frais de transaction

1. Les blockchains traditionnelles sont confrontées à des problèmes d’évolutivité en raison des limites de taille des blocs et des intervalles fixes, entraînant une congestion et une augmentation des frais lors des pics d’utilisation.

2. Les architectures DAG évoluent intrinsèquement avec l'utilisation : plus d'utilisateurs signifie plus de validations, augmentant ainsi le débit global sans nécessiter de blocs plus gros.
3. De nombreuses crypto-monnaies basées sur DAG fonctionnent sans frais de transaction, ce qui rend les microtransactions économiquement viables.
4. Sans mineurs pour compenser, les modèles sans sensation sont durables car la sécurité et la validation sont réparties entre tous les utilisateurs.
5. Cependant, des mécanismes de protection contre le spam, tels qu'une preuve de travail minimale par transaction, sont souvent mis en œuvre pour dissuader les acteurs malveillants d'inonder le réseau.

Sécurité et maturité du réseau

1. Les blockchains bénéficient d’années de tests en conditions réelles, avec des vecteurs d’attaque bien compris comme les attaques à 51 % et des stratégies d’atténuation.

2. Les DAG, étant relativement plus récents, ont été critiqués pour leurs vulnérabilités potentielles, en particulier dans les réseaux à faible trafic où un attaquant pourrait dominer l'émission des transactions.
3. Le modèle de sécurité repose fortement sur le taux de transaction ; les périodes de faible activité peuvent rendre certains DAG susceptibles de doubler leurs dépenses s’ils ne sont pas correctement coordonnés.
4. Des projets comme IOTA ont fait évoluer leurs implémentations DAG pour inclure des algorithmes améliorés de sélection des pourboires et des coordinateurs temporaires pour renforcer la résilience.
5. À mesure que l’adoption augmente, le poids cumulé des transactions validées rend l’inversion de l’historique peu pratique sur le plan informatique, semblable à l’immuabilité de la blockchain.

Foire aux questions

Qu’est-ce qui empêche quelqu’un de créer des transactions frauduleuses dans un DAG ? Chaque transaction doit référencer et valider les précédentes à l’aide de signatures cryptographiques. Les transactions invalides sont ignorées par le réseau. Des couches supplémentaires, telles que la preuve de travail légère et obligatoire, dissuadent les attaques de spam et de sybil.

Les DAG peuvent-ils prendre en charge les contrats intelligents ? Oui, bien que la mise en œuvre diffère des machines virtuelles de style Ethereum. Certaines plates-formes DAG utilisent des canaux d'état ou des protocoles en couches pour exécuter une logique conditionnelle et des applications décentralisées.

Bitcoin est-il construit sur un DAG ? Alors que le graphe de transactions de Bitcoin forme techniquement un DAG au niveau des données, son consensus principal fonctionne sur une structure blockchain. Le terme « blockchain » fait référence à son mécanisme de consensus basé sur des blocs, et pas seulement aux dépendances sous-jacentes des transactions.

Tous les systèmes basés sur DAG éliminent-ils les mineurs ? La plupart visent à supprimer le minage centralisé en distribuant la validation aux utilisateurs. Cependant, certains modèles hybrides intègrent des rôles de validateur ou de jalonnement pour améliorer la sécurité tout en conservant les avantages d'évolutivité de DAG.