방향성 비순환 그래프

1.개요

방향성 비순환 그래프(Directed Acyclic Graph, DAG)는 여러 개의 꼭짓점(정점)이 방향을 가진 간선으로 연결되되, 어떤 경로를 따라가도 처음 출발한 꼭짓점으로 되돌아오지 않는 구조를 뜻한다. '방향성'은 연결이 한쪽 방향으로만 이어진다는 의미이고, '비순환'은 시작점으로 돌아오는 고리(cycle)가 존재하지 않는다는 의미이다.

암호화폐 분야에서 DAG는 분산원장을 구현하는 대안 구조로 주목받는다. 기존 블록체인이 거래를 블록에 담아 한 줄로 길게 잇는 방식이라면, DAG 기반 원장은 개별 거래가 이전 거래들을 직접 참조하며 그물망처럼 뻗어 나간다. 이 때문에 여러 거래가 동시에 확정될 수 있어, 이론적으로 처리량을 높이고 수수료를 낮출 수 있다는 점이 장점으로 꼽힌다.

2.상세

블록체인에서는 노드들이 하나의 블록을 만들어 사슬 끝에 붙이며, 이 과정에서 작업증명 등의 합의 절차와 채굴 경쟁이 발생한다. 반면 DAG 구조에서는 새 거래를 보내는 사용자가 이전의 검증되지 않은 거래 몇 개를 스스로 확인하고 참조하도록 설계되는 경우가 많다. 즉 거래를 '사용하는 행위'가 곧 '검증하는 행위'가 되어, 별도의 채굴자 없이도 네트워크가 유지될 수 있다.

이러한 병렬 처리 덕분에 DAG는 확장성 측면에서 유리하다고 평가되지만, 순서 확정과 이중지불 방지, 낮은 트래픽 상황에서의 보안 등에서 블록체인과는 다른 과제를 안는다. 실제로 일부 DAG 기반 네트워크는 초기에 중앙 조정 노드(코디네이터)에 의존하는 등, 완전한 탈중앙화와 안정성을 확보하기 위한 보완 장치를 두기도 한다.

3.예시

대표적인 사례는 IOTA가 사용하는 탱글(Tangle)로, 사물인터넷 기기 간의 소액·무수수료 거래를 목표로 DAG 구조를 채택했다. 이 밖에도 나노(Nano)의 블록-격자(block-lattice), 헤데라 해시그래프(Hedera Hashgraph) 등이 넓은 의미의 DAG 계열 원장으로 분류된다. 이들은 공통적으로 블록을 한 줄로 잇는 대신 거래를 그물망 형태로 연결해 P2P 네트워크의 처리 성능을 끌어올리려 한다.