Apa itu Pohon Merkle?
Merkle Tree adalah jenis struktur yang sering digunakan untuk memverifikasi integritas data dengan cepat, sebagian besar dalam kumpulan data. Ini juga dikenal sebagai pohon hash, yang dalam banyak kasus memiliki implementasi biner, dengan setiap node biasanya memiliki dua “simpul anak”. Di dunia mata uang kripto, struktur ini digunakan untuk mengenkripsi data blockchain dengan lebih efisien dan aman, namun kita akan membahasnya lebih detail nanti.
Merkle Tree adalah cara verifikasi konten yang cepat dan aman di seluruh kumpulan data besar. Ini juga membantu memverifikasi konsistensi dan isi data. Merkle Tree adalah struktur data matematika yang terdiri dari hash berbagai blok. Hash ini merangkum semua transaksi di blok tertentu yang sering digunakan Merkle Trees
Kriptografi
.
Merkle Tree memiliki tiga jenis node yang dapat ditemukan di dalamnya. Ini adalah sebagai berikut:
Simpul akar
: ini disimpan langsung di header dan juga dikenal sebagai root Merkle.
Simpul daun: terdiri dari nilai hash untuk data transaksi. Setiap transaksi di blok memiliki data yang di-hash, yang mengarah ke pembuatan transaksi ID, yang kemudian disimpan di node daun.
Node non-daun: terakhir, Pohon Merkle juga memiliki simpul non-daun, yang berisi nilai hash “anak-anaknya”. Dikenal sebagai node perantara, node ini pada dasarnya adalah nilai hash yang digunakan hingga proses mencapai akar pohon.
Inti dari Merkle Tree adalah memungkinkan transaksi menjadi Terverifikasi tanpa menggunakan banyak data sama sekali. Hal ini kemudian membantu menurunkan pemrosesan CPI, sekaligus menjaga peningkatan keamanan, yang keduanya diperlukan.
Pohon Merkle memiliki
semua transaksi dikelompokkan berpasangan, sehingga setiap pasangan memiliki hash terhitung yang disimpan langsung di node induk di atas pasangan tertentu. Hal ini berlaku untuk node di atasnya dan di atasnya, dan seterusnya, hingga akar Merkle tercapai.
Contoh Pohon Merkle dengan akar Merkle, simpul bukan daun dan simpul daun, Sumber: geeksforgeeks.org
Mari kita lihat contoh mudahnya. Pada bagan di bawah, kita memiliki 4 transaksi berbeda, diberi label A, B, C, D. Setiap transaksi pertama-tama di-hash, meninggalkannya dalam bentuk Hash A, Hash B, dll. Empat hash kemudian dibuat dan dipasangkan ke node daun, yang mengarah ke pembuatan node non-daun. Dalam hal ini adalah hash AB dan hash CD yang merupakan hasil dari hash turunan A dan hash B, untuk hash AB dan hash C dan hash D, untuk hash CD.
Kedua hash baru ini, yang merupakan hash induk dari empat transaksi asli, kemudian di-hash lagi. Hal ini mengarahkan mereka untuk mencapai hash ABCD dan akar Pohon Merkle. Akar Merkle kemudian bertanggung jawab atas ringkasan data transaksi awal yang dilakukan. Informasi ini disimpan dalam header blok.
Manfaat Pohon Merkle
Merkle Tree sebagai sebuah struktur memberikan beberapa manfaat yang kemudian dimanfaatkan juga di dalamnya
cryptocurrency dan teknologi blockchain. Sebelum kita melihat bagaimana manfaat ini digunakan, mari kita lihat dulu apa saja manfaatnya.
Tidak ada penundaan: ketika pohon Merkle digunakan, Transfer data melalui Jaringan dapat dilakukan tanpa penundaan. Tanpa penggunaan Merkle Tree, hal ini tidak mungkin dilakukan karena semua data perlu ditransfer ke seluruh Jaringan untuk verifikasi, sehingga menyebabkan penundaan.
Proses verifikasi yang efisien: Sangat sedikit memori yang perlu digunakan selama proses verifikasi berkat struktur data tersebut. Ini berarti validitas dan integritas transaksi dapat Terverifikasi dalam waktu singkat. Selain itu, berkat hal ini, hanya sejumlah kecil data yang perlu dikirim dibandingkan dengan ukuran dataset.
Sedikit ruang disk: sejalan dengan manfaat yang disebutkan di atas juga adalah ukuran ruang disk yang digunakan Merkle Tree, yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan struktur data lainnya. Hal ini mengarah pada verifikasi transaksi dengan bandwidth dan daya komputasi yang layak.
Deteksi gangguan: setiap transaksi disimpan di dalam Merkle Tree. Ini berarti bahwa setiap upaya transaksi diubah akan mencapai akar Merkle dan berisi informasi di header blok. Dengan demikian, mudah untuk membandingkan data saat ini dengan versi yang telah dirusak dan dengan cepat mendeteksi segala upaya penipuan.
Pohon Merkle dan mata uang kripto
Meskipun tidak banyak orang non-teknis yang memperhatikan Merkle Trees di komunitas mata uang kripto, para cypherpunk atau pendukung mata uang kripto yang mahir secara teknis mengetahui nilai Merkle Trees dalam bidang ini. Merkle Trees sangat penting untuk teknologi blockchain, karena memfasilitasi verifikasi yang cepat dan mudah. Faktanya, verifikasi jenis ini tidak mungkin dilakukan dengan teknik atau struktur lain.
Pohon Merkle memberikan kekuatan atas kumpulan data yang sangat besar kepada pengembang, yang dapat mengompresinya secara efektif dengan membuang semua data yang tidak diperlukan, untuk kemudian mengubahnya menjadi hash. Dalam dunia cryptocurrency, manfaatnya dapat diwujudkan, misalnya melalui efisiensi bahan bakar, skalabilitas yang efektif, otentikasi pembayaran dasar, verifikasi transaksi, atau struktur yang ringan.
Merkle Tree memecah data menjadi bagian-bagian kecil informasi, Sumber: simplilearn.com
Merkle Trees dalam kripto – Bitcoin dan Ethereum
Dengan melihat secara singkat apa itu Merkle Trees atau bagaimana mereka digunakan dalam dunia mata uang kripto, sekarang mari kita lihat lebih banyak contoh nyata dari kasus penggunaannya.
Bitcoin
Banyak dari Anda mungkin sudah menebaknya, tetapi Bitcoin menggunakan Merkle Trees dalam banyak kasus. Yang paling jelas adalah penggunaannya di header blok Bitcoin, karena hash dari setiap transaksi yaitu Tersedia di dalam blok ditempatkan di dalamnya.
Namun, itu belum semuanya. Struktur Pohon Merkle juga digunakan di
Penambangan atau verifikasi
. Bagi para penambang, akar Merkle sangat penting dalam meningkatkan efisiensi semua proses. Berkat struktur ini dan karakteristik bawaannya, penambang memeriksa header blok setelah dibuat menjadi Pohon Merkle. Dengan demikian, memeriksa akar Merkle berarti pendekatan yang jauh lebih efektif, daripada memeriksa seluruh blok itu sendiri.
Struktur ini juga digunakan dalam verifikasi, lebih khusus lagi ketika sebuah node dioperasikan dari perangkat yang relatif lemah. Jika perangkat memiliki sumber daya yang terbatas, alih-alih mengunduh setiap hash dan blok, perangkat akan menggunakan bukti Merkle, yang berisi Konfirmasi Jaringan bahwa suatu transaksi ada dalam sebuah blok. Hal ini kemudian mengurangi jumlah hash dan memungkinkan verifikasi terjadi tanpa memerlukan banyak sumber daya energi.
Ethereum
Mata uang kripto terbesar kedua, Ethereum, didasarkan pada Merkle Patricia Tree, versi modifikasi dari Merkle Tree. Artinya, setiap blok dalam blockchain ini tidak terdiri dari satu, melainkan tiga Pohon Merkle, yang masing-masing akarnya mempunyai tujuan masing-masing.
Yang pertama adalah root untuk setiap transaksi. Yang kedua menunjukkan keadaan transaksi. Dan akar terakhir adalah diterimanya seluruh transaksi. Siapa pun dapat melihat akar Merkle dan melihat apakah transaksi tersebut ditemukan di blok tertentu, apakah sudah disetujui dan dikirim, dan berapa saldo transaksinya, berkat Merkle Trees.
Kesimpulan
Struktur Pohon Merkle menjadi semakin penting dalam pergerakan kriptografi setelah mata uang kripto ditemukan. Dengan yang pertama, Bitcoin, yang menggunakan Merkle Trees dalam banyak aspek, jenis struktur ini juga menyebar ke mata uang kripto lainnya berkat manfaat yang diberikannya pada proyek yang mendasarinya.
OrangeX.com Tim