Што е дрвото Меркл во блокчејн и како функционира?

Клучни преземања:

• на Дрво Меркл е тип на бинарно хаш дрво кое има 3 типа на јазли: лисни јазли, нелисни јазли и коренски јазли.
• Дрвото Merkle е корисно за проверка и одржување на интегритетот на трансакцијата во која било децентрализирана книга.
• Дрвото Меркл се гледа во Биткоин, како и во Етереум.

Вовед

Cryptocurrencies веќе не се непозната тема, а ниту е blockchain, технологијата зад нивното потекло. За секој крипто ентузијаст, разбирањето на структурите на блокчејн и како тие функционираат е првиот чекор за да се сфати вистинската природа на криптовата.

Додека разбирањето на различните блокчејн структури е местото каде што влегуваат дрвјата Меркл. Развиена како концепт уште во 1980 година од Ралф Меркл од Универзитетот Стенфорд, Дрво Меркл најчесто се користи во peer-to-peer (P2P) мрежи за справување со компјутерската моќ и барањата за мемориски простор. Не би било претерување да се каже дека дрвјата Меркл ја направија блокчејн технологијата огромен успех. Значи, ајде да се нурнеме во значењето зад дрвото Меркл и како тоа функционира.

https://www.youtube.com/watch?v=YIc6MNfv5iQ

Преглед на дрвото Меркл

Едноставно кажано, дрвото Меркл го претставува начинот на кој податоците се намерно структурирани. Овозможува брза и ефикасна проверка на обемна количина на информации на блокчејн. Како што беше споменато претходно, Ралф Меркл несвесно го создаде како концепт во трудот со наслов „Сертифициран дигитален потпис“. Но, никој не очекуваше дека во иднина ќе стане главна компонента на децентрализирана книга.

Дрвото Меркл го подобри светот на криптографијата од своето основање. Но, тоа стана витално за криптовалутите откако мистериозниот креатор на Биткоин го искористи во основниот код на БТК. После тоа, Ethereum и другите криптовалути исто така усвоија Merkle дрвја.

Во случајот со мрежата на Биткоин, дрвјата Меркл се ефикасна компонента која користи хаши наместо информативна датотека со голема големина за верификација на податоците. Дрвото Меркл користи единствена описна терминологија за да ги опише односите помеѓу јазлите и нивните нивоа.

Секој блок во блокчејнот содржи голем број трансакции. Складирањето на сите тие трансакции и наоѓањето на кои конкретни трансакции припаѓаат на кој блок може да биде фрустрирачки скапа задача. Дополнително, може негативно да влијае на ефикасноста на блокчејнот. Меѓутоа, со Merkle дрвјата, сите трансакции се ефикасно распоредени, што резултира со користење на помалку податоци за верификација и намалена обработка на процесорот.

Разбирање како функционира дрвото Меркл во блокчејн

Еве едноставен пример за да се разјасни овој концепт: 

Замислете блок на податоци како оној прикажан погоре, кој има 4 трансакции: L1, L2, L3 и L4. За да ги зачуваме овие трансакции, можеме да го имплементираме концептот на дрво Меркл со пресметување на хашот на секоја трансакција. По пресметка, добиваме Hash L1, Hash L2, Hash L3 и Hash L4.

Овие хаши на секоја трансакција се зачувани во јазол, обично наречен лист јазол, на дрвото Меркл. Но, нашата работа продолжува, бидејќи мораме да формираме јазли без листови со спарување на јазли со листови. По пресметувањето, добиваме Hash 0 и Hash 1, кои се нарекуваат родителски јазли или јазли без листови на хашовите на L1, L2, L3 и L4.

Конечно, хашот на Hash 1 и Hash 2 се пресметува со нивно спарување заедно, и стигнуваме до коренскиот јазол, кој е коренот Merkle. Преку овој пример, разбираме дека Меркловите дрвја работат со хаширање на детските јазли постојано додека не остане единствен хаш во структурата.

На овој начин, стеблото Меркл точно ви кажува дали трансакцијата влијаела на дрвото со проверка само на коренот на дрвото. Коренот на Merkle е зачуван во заглавието на блокот, што го прави отпорен на манипулации и ја подобрува довербата и интегритетот во децентрализирана книга. Важно е да се напомене дека Merkle дрвјата користат еднонасочна хаш-функција и ќе продолжи додека ова хаширање не го одвои доказот за податоци од податоците.

Потребата од Merkle дрвјата за блокчејн

Сега кога разговаравме што е дрвото Меркл и како функционира, единственото нешто што треба да направите е да разбереме зошто е важно за блокчејн. Многуте предности на дрвото Меркл го прават неопходност за блокчејн технологијата, па дури и за крипто платформите. Некои од овие придобивки се:

Кога станува збор за пренесување, пресметување и преминување податоци, одложувањата не се дозволени. Ова е причината зошто многу блокчејн користат дрво Меркл за да ја одржат мрежата ослободена од какви било доцнења при пренос на податоци. Со намалување на количината на меморија потребна за докажување на интегритетот и валидноста на податоците, дрвјата Меркл стануваат суштински дел од блокчејнот.

Во блокчејнот на Bitcoin, кој е дистрибуиран P2P, може да има недоследности или дури и манипулации на податоците бидејќи истите податоци постојат на секој компјутер поврзан на P2P мрежата. Во овој случај, дрвото Меркл им олеснува на рударите да идентификуваат каква било недоследност или мешање во трансакциите.

Без употреба на овој концепт, сите податоци ќе треба да се пренесат низ целата мрежа, што ќе резултира со забавување на мрежата, намалена ефикасност и непотребни трошоци. Ваквото сценарио може да се избегне со помош на Merkle дрвјата, кои овозможуваат брза проверка на податоците со практична пресметковна моќ и пропусен опсег.

Финале мисли

Дрвјата Меркл звучат како комплициран концепт, но тие се клучна компонента на блокчејн технологијата и криптовалутите. Без постоењето на овој концепт, нема да има систем без доверба што се користи во Bitcoin, Ethereum и рударството.

Најчесто поставувани прашања:

П1. Што беа дизајнирани дрвјата Меркл да постигнат?
Дрвото Меркл беше дизајнирано како процес за проверка на податоците за да им овозможи на компјутерите да работат побрзо.
П2. Која е врската помеѓу дрвото Меркл и Етереум?
Дрвото Меркл е тип на блокчејн структура што стои зад не само Ethereum, туку и Bitcoin и процесот на крипто рударство. Сепак, Ethereum користи модифицирана верзија на дрвото Merkle, попознато како дрвото Merkle Patricia.
П3. Како да се имплементира дрвото Меркле
За да се имплементираат Merkle дрвјата, треба да се започне со бинарни дрвја, во кои секој јазол што не е лист е хаш на два детски јазли. Овие листови може да ги содржат или податоците или хаш на податоците.
П4. Кои се некои придобивки од дрвото Меркл?
Како лесна структура која ја зголемува приспособливоста во рамките на блокчејнот, дрвото Меркл може да се ослободи од непотребните податоци и на тој начин да ја подобри ефикасноста. И рударите и корисниците можат да имаат корист од дрвото Меркл, бидејќи ги проверува поединечните делови од блоковите, ги проверува трансакциите користејќи хешови, а исто така ги пресметува хашовите додека примаат трансакции.