Apakah Pokok Merkle?
Merkle Tree ialah sejenis struktur yang sering digunakan untuk mengesahkan integriti data dengan cepat, kebanyakannya dalam set data. Ia juga dikenali sebagai pokok cincang, yang mempunyai, dalam kebanyakan kes, pelaksanaan binari, dengan setiap nod biasanya mempunyai dua "nod anak." Dalam dunia mata wang kripto, struktur ini digunakan untuk menyulitkan data blockchain dengan lebih cekap dan selamat, tetapi kami akan menerokainya dengan lebih terperinci kemudian.
Merkle Tree ialah cara untuk pengesahan kandungan yang cepat dan selamat merentas set data besar. Ia juga membantu untuk mengesahkan ketekalan dan kandungan data. Merkle Tree ialah struktur data matematik yang terdiri daripada cincang pelbagai blok. Cincang ini meringkaskan semua urus niaga dalam blok yang diberikan terima kasih kepada yang Merkle Trees sering digunakan
kriptografi
.
Merkle Tree mempunyai tiga jenis nod yang boleh ditemui di dalamnya. Ini adalah seperti berikut:
Nod akar: ini disimpan terus dalam pengepala dan juga dikenali sebagai akar Merkle.
Nod daun: terdiri daripada nilai cincang untuk data transaksi. Setiap transaksi dalam blok mempunyai cincang datanya, yang membawa kepada penciptaan transaksi ID, yang kemudiannya disimpan dalam nod daun.
Nod bukan daun: akhir sekali, Merkle Tree juga mempunyai nod bukan daun, yang mengandungi nilai cincang "anak mereka." Dikenali sebagai nod perantaraan, ia pada asasnya adalah nilai cincang yang digunakan sehingga proses mencapai akar pokok.
Intipati Merkle Tree adalah sedemikian rupa sehingga membolehkan transaksi menjadi Disahkan tanpa menggunakan banyak data sama sekali. Ini kemudiannya membantu dengan menurunkan pemprosesan CPI, sambil mengekalkan keselamatan yang dipertingkatkan, kedua-duanya adalah perlu.
Pokok Merkle mempunyai
semua urus niaga dikumpulkan secara berpasangan, supaya setiap pasangan mempunyai cincangan yang dikira yang disimpan terus dalam nod induk di atas pasangan yang diberikan. Ini terpakai pada nod di atasnya dan di atasnya dan seterusnya, sehingga akar Merkle dicapai.
Contoh Pokok Merkle dengan akar Merkle, nod bukan daun dan nod daun, Sumber: geeksforgeeks.org
Mari lihat contoh mudah. Dalam carta di bawah, kami mempunyai 4 urus niaga yang berbeza, berlabel A, B, C, D. Setiap transaksi dicincang terlebih dahulu, meninggalkannya dalam bentuk Hash A, Hash B dsb. Oleh itu, empat cincang dicipta dan dipasangkan dengan nod daun, yang membawa kepada penciptaan nod bukan daun. Dalam kes ini, ini ialah cincang AB dan cincang CD, yang merupakan hasil cincang A dan cincang B kanak-kanak, untuk cincang AB dan cincang C dan cincang D, untuk cincang CD.
Kedua-dua cincang baharu ini, yang merupakan cincang induk kepada empat urus niaga asal, kemudian dicincang semula. Ini membawa mereka mencapai hash ABCD dan akar Pokok Merkle. Akar Merkle kemudiannya bertanggungjawab untuk ringkasan data yang dipegang oleh transaksi awal. Maklumat ini disimpan dalam pengepala blok.
Faedah Pokok Merkle
Merkle Tree sebagai struktur menyediakan beberapa faedah yang kemudiannya dieksploitasi juga dalam
cryptocurrency dan teknologi blockchain. Sebelum kita melihat bagaimana faedah ini digunakan, mari kita lihat dahulu apa itu.
Tiada kelewatan: apabila pokok Merkle digunakan, Pindahan data melalui Rangkaian boleh dilakukan tanpa sebarang kelewatan. Tanpa penggunaan Merkle Tree, ini tidak mungkin kerana semua data perlu dipindahkan ke seluruh Rangkaian untuk pengesahan, menyebabkan kelewatan.
Proses pengesahan yang cekap: memori yang sangat sedikit perlu digunakan semasa proses pengesahan terima kasih kepada cara data distrukturkan. Ini bermakna bahawa kesahihan dan integriti transaksi boleh menjadi Disahkan dalam masa yang singkat. Selain itu, terima kasih kepada ini, hanya sejumlah kecil data yang perlu dihantar berbanding dengan saiz set data.
Ruang cakera kecil: seiring dengan manfaat yang disebutkan di atas juga adalah saiz ruang cakera yang diambil oleh Merkle Tree, yang agak kecil berbanding dengan struktur data lain. Ini membawa kepada pengesahan transaksi dengan lebar jalur yang berdaya maju dan kuasa pengiraan.
Pengesanan gangguan: setiap transaksi disimpan dalam Merkle Tree. Ini bermakna bahawa sebarang percubaan transaksi yang diubah membawa kepada mencapai akar Merkle dan mengandungi maklumat dalam pengepala blok. Oleh itu, adalah mudah untuk membandingkan data semasa dengan versi yang diusik dan cepat mengesan sebarang percubaan penipuan.
Pokok Merkle dan mata wang kripto
Walaupun tidak ramai orang bukan teknikal yang memberi perhatian kepada Merkle Trees dalam komuniti mata wang kripto, cypherpunk atau penyokong mata wang kripto yang maju secara teknikal mengetahui nilai Merkle Trees dalam bidang ini. Merkle Trees adalah penting untuk teknologi blockchain, kerana ia memudahkan pengesahan yang cepat dan mudah. Sebenarnya, jenis pengesahan ini tidak akan dapat dilakukan dengan mana-mana teknik atau struktur lain.
Pokok Merkle memberikan kuasa ke atas set data yang besar kepada pembangun, yang boleh memampatkannya dengan berkesan dengan menyingkirkan semua data yang tidak diperlukan, hanya untuk kemudian mengubahnya menjadi cincang. Dalam dunia mata wang kripto, faedah ini boleh dimanifestasikan, contohnya, melalui kecekapan bahan api, skalabiliti berkesan, pengesahan pembayaran asas, pengesahan transaksi atau struktur ringan.
Merkle Tree memecahkan data kepada bahagian kecil maklumat, Sumber: simplilearn.com
Merkle Trees dalam crypto - Bitcoin dan Ethereum
Dengan melihat secara ringkas apakah Merkle Trees atau cara ia digunakan dalam ruang mata wang kripto, mari kita menyelami lebih banyak contoh konkrit kes penggunaannya.
Bitcoin
Ramai daripada anda mungkin telah menekanya, tetapi Bitcoin menggunakan Merkle Trees dalam banyak keadaan. Yang paling jelas ialah penggunaannya dalam pengepala blok Bitcoin, kerana cincangan setiap transaksi yang Tersedia dalam blok diletakkan di dalamnya.
Walau bagaimanapun, bukan itu sahaja. Struktur Pokok Merkle juga digunakan dalam
perlombongan atau pengesahan. Bagi pelombong, akar Merkle adalah penting dalam meningkatkan kecekapan semua proses. Terima kasih kepada struktur ini dan ciri-ciri yang wujud, sebaik sahaja pelombong menyemak tajuk blok sebaik sahaja ia telah dijadikan Pokok Merkle. Memeriksa akar Merkle bermakna pendekatan yang lebih berkesan, kemudian menyemak keseluruhan blok itu sendiri.
Struktur ini juga digunakan dalam pengesahan, lebih khusus dalam kes apabila nod dikendalikan daripada peranti yang agak lemah. Jika peranti mempunyai sumber yang terhad, bukannya memuat turun setiap cincang dan sekat, ia akan menggunakan bukti Merkle, yang mengandungi Pengesahan Rangkaian bahawa transaksi terdapat dalam blok. Ini kemudian mengurangkan bilangan cincang dan membolehkan pengesahan berlaku tanpa memerlukan sumber tenaga sebanyak itu.
Ethereum
Mata wang kripto kedua terbesar, Ethereum, adalah berdasarkan Merkle Patricia Tree, versi diubah suai bagi Merkle Tree. Ini bermakna setiap blok dalam blok ini bukan terdiri daripada satu, tetapi tiga Pokok Merkle, dengan setiap akar mempunyai tujuan tersendiri.
Yang pertama ialah akar bagi setiap transaksi. Yang kedua menunjukkan keadaan transaksi. Dan punca terakhir ialah penerimaan keseluruhan transaksi. Sesiapa sahaja boleh melihat akar Merkle dan melihat sama ada urus niaga ditemui dalam blok tertentu, sama ada ia telah diluluskan dan dihantar dan jumlah baki urus niaga itu, terima kasih kepada Pokok Merkle.
Kesimpulan
Struktur Pokok Merkle telah menjadi lebih penting dalam pergerakan kriptografi sebaik sahaja mata wang kripto dicipta. Dengan yang pertama, Bitcoin, menggunakan Merkle Trees dalam banyak aspek, jenis struktur ini merebak juga kepada mata wang kripto lain berkat faedah yang diberikannya kepada projek asas.
OrangeX.com Pasukan