DAG-based Consensus (DAG: Directed Acyclic Graph)

개요

DAG(Directed Acyclic Graph) 기반 합의는 기존 블록체인 구조의 한계를 극복하고자 제안된 블록리스(Blockless) 분산 원장 기술입니다. 전통 블록체인이 순차적 블록 구조를 기반으로 하는 반면, DAG는 방향성이 있고 순환이 없는 그래프를 통해 트랜잭션이 병렬적으로 처리되는 구조로, 높은 확장성과 낮은 수수료, 빠른 처리 속도를 제공합니다. 본 글에서는 DAG 합의의 원리, 대표 프로젝트, 장단점, 기술적 구조를 종합적으로 설명합니다.

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1. 개념 및 정의

• DAG는 노드와 엣지로 구성된 방향성 있고 순환이 없는 그래프 구조로, 트랜잭션들이 시간 순으로 서로를 참조하며 기록됩니다.
• DAG-based Consensus는 블록이 아니라 개별 트랜잭션들이 서로를 검증하며 합의를 형성하는 구조입니다.
• 블록 생성, 채굴, 트랜잭션 큐가 필요 없기 때문에, 속도와 확장성 면에서 강점을 가집니다.

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2. 구조 및 작동 원리

요소	설명	역할
트랜잭션 노드	DAG 그래프의 노드 역할	사용자 거래 데이터를 포함
참조 링크	이전 트랜잭션 1개 이상 참조	검증과 연결의 증거 역할
가중치(Weight)	노드가 받은 간접 검증 수	트랜잭션 신뢰도 판단 기준
Tip Selection	트랜잭션이 어떤 노드를 참조할지 선택	랜덤워크, 지분 기반 등 다양한 전략
합의 알고리즘	트랜잭션 확정 및 순서 결정 방식	Fast Probabilistic Consensus 등

DAG는 순차적 블록 없이도 트랜잭션 유효성과 신뢰를 확보할 수 있도록 설계되었습니다.

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3. DAG vs 블록체인 비교

항목	블록체인	DAG
구조	블록 + 체인	트랜잭션 + 그래프
합의 방식	블록 생성자 합의	트랜잭션 간 검증 확산
TPS 확장성	제한적 (순차 처리)	높음 (병렬 처리)
확정성	블록 확인 수 필요	통계적 확률 기반 확정
수수료 구조	대부분 존재	대부분 수수료 없음 또는 매우 낮음

DAG는 고속·저비용 환경에서 퍼포먼스를 극대화할 수 있는 구조입니다.

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4. 대표 DAG 기반 프로젝트

프로젝트	특징	적용 분야
IOTA	IoT 특화 DAG 구조(Tangle)	소액결제, 센서 간 통신
Hedera Hashgraph	Gossip + Virtual Voting 기반	엔터프라이즈 분산 앱
Fantom (Lachesis)	DAG + aBFT 기반 고성능 플랫폼	스마트 계약, 디파이
Conflux	DAG + Tree-Graph 구조	중국발 퍼블릭 체인, Web3 메인넷
Aleph Zero	ZK 기반 프라이버시 결합 DAG	프라이버시 강화 스마트 계약

DAG 기반 프로젝트들은 주로 높은 처리량과 IoT·Web3 특화 용도를 중심으로 발전 중입니다.

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5. 장점과 한계

구분	장점	한계 및 고려사항
확장성	병렬 처리 가능, TPS 향상	보편적 검증 불확실성 가능성
수수료 절감	거의 무료에 가까운 수수료 구조	스팸 트랜잭션 리스크 존재
에너지 효율	채굴 없음, 친환경 구조	탈중앙화 수준은 프로젝트별 상이
실시간성	블록 대기 시간 없음	확정성까지 시간 편차 발생 가능

DAG는 성능에 유리하지만, 보안성과 합의 완결성 설계가 핵심 과제입니다.

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6. 활용 분야 및 전망

분야	설명	기대 효과
IoT	디바이스 간 빈번한 소액 거래 처리	실시간 마이크로페이먼트 지원
Web3 & 게임	대규모 유저 트랜잭션 처리	체감 없는 UX 제공 가능
공공 데이터 공유	투명한 연동 데이터 기록	병렬 접근 기반 연동 최적화
프라이버시 강화	ZK-SNARK 기반 DAG 연구 진행	DeFi + 프라이버시 결합 기대

DAG는 블록체인 기술의 한계를 넘어서는 실용적 대안으로 진화 중입니다.

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결론

DAG 기반 합의는 전통 블록체인의 성능 한계를 극복하고 병렬성과 확장성을 극대화한 분산 원장 기술입니다. IOTA, Hedera 등 다양한 프로젝트들이 실용성과 적용 가능성을 입증하고 있으며, 향후 IoT, Web3, 프라이버시 기반 응용에서 더욱 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다. DAG는 ‘블록 없는 블록체인’의 비전을 구현하는 기술적 대안으로 자리잡고 있습니다.