Блокчејн и криптовалуте су огроман и сложен пејзаж. Многи зупчаници улазе у ову машину, укључујући нешто познато као Меркле дрво. Меркле дрвеће игра кључну улогу у функционалности блокчејна, али шта тачно ради? Како функционише Меркле дрво и зашто је толико важно у блокчејн технологији?
Како функционише блокчејн?
Пре него што уђемо у динамику Мерклеовог дрвета, важно је разумети како функционишу блокови.
Најједноставније речено, блоцкцхаин је виртуелни ланац блокова, од којих сваки садржи свој скуп података. Сваки блок користи криптографију, посебно хеширање, како би осигурао податке и заштитио их од руку злонамерних актера.
Блоцкцхаинс се најчешће користе у индустрији криптовалута, где се свака трансакција обављена са датим средством бележи на његовом матичном блоцкцхаину. Штавише, свака трансакција се бележи хронолошки и видљива је целом блокчејну (видљиво коришћењем алате као што је истраживач блокова).
Трансакције на блокчејну се не могу мењати или брисати. Уместо тога, коришћењем а процес који се зове хеширање
, подаци се кодирају помоћу математичких алгоритама. Ови алгоритми могу да конвертују било коју дужину знакова у фиксну, кодирану дужину.Приликом снимања трансакција на блокчејну, Меркле стабла играју кључну улогу. Али како функционише дрво Меркле?
Шта је Меркле дрво?
Назив "Меркле дрво" има два порекла. „Меркле“ се односи на Ралфа Меркла, америчког компјутерског научника и математичара који је у великој мери допринео криптографији са јавним кључем. Меркле је првобитно предложила бинарна хеш стабла 1987. у раду под насловом „Дигитални потпис заснован на Конвенционална функција шифровања." Меркле је такође измислио криптографско хеширање, које се користи у Мерклеу дрво.
Други део "Меркле дрвета" произилази из његове структуре. Меркло дрво (или бинарно хеш стабло) је структура података која помало личи на дрво. Меркле дрвеће садржи „гране“ и „лишће“, при чему сваки „лист“ или „грана“ садржи хеш блока података.
Укратко, дрво Меркле поједностављује процес складиштења трансакционих хешева на блок ланцу. Он групише све трансакције унутар једног блока и ефикасно их кодира за сигурније и брже складиштење у облику једног хеша. Користећи Меркле стабло, валидност података се може брзо проценити кроз један коначни хеш. Ово поједностављује процес складиштења података, али и одржава безбедносни интегритет.
Меркле дрвеће такође не захтева много рачунарских ресурса. У ствари, они су смањили простор за складиштење који је потребан за податке компајлирањем више хешова трансакција у само једну. Употреба ресурса је одавно била тачка спора у крипто индустрији, јер мреже блокова могу представљати огроман одлив простора за складиштење и снаге. Дакле, коришћење Меркле дрвета помаже у ублажавању овог проблема. Складиштење података на ланцу такође може бити скупо, тако да коришћење Меркле стабала за смањење количине података може помоћи блокчејн платформама да уштеде новац.
Штавише, процес Меркле дрвета не траје много дуго, што је добра вест у погледу ефикасности. На крају крајева, многи блокови су предвиђени за дуго времена трансакција (укључујући Битцоин), тако да је сваки процес који може помоћи у решавању овог проблема плус.
Меркле стабла се користе у многим областима рачунарства (посебно у криптографији и енкрипцији), али су често позната по свом присуству у блок ланцима криптовалута. Битцоин, Етхереум, Догецоин и све друге криптовалуте користе Меркле дрво, тако да је то несумњиво важан елемент.
Па, како то функционише?
Како функционише Меркле дрво?
Испод је дијаграм како Меркле дрво функционише. Имајте на уму да би у стварности било много више трансакција и хешова по стаблу, али ова слика поједностављује процес тако да можете добити представу о укљученим корацима.
Гледајући овај дијаграм Мерклеовог дрвета, ствари изгледају мало сложено. Али процес хеширања Мерклеовог дрвета је прилично једноставан када се разбије.
Постоји неколико корака који улазе у процес Меркле дрвета. Хашеви на дну дрвета Меркле познати су као лишће, док су хешеви у средини дрвета познати као гране. Гране се такође понекад називају чворовима без листа. На самом дну дијаграма, имате блокове података (или трансакције) из којих ће се појавити хеш.
Почетне трансакције из сваког чвора се хеширају у паровима, при чему један хеш остаје као резултат. Затим се пар по пар више пута хеширају у један све док се не појави један хеш, где се процес завршава. Ако се деси да постоји непаран број трансакција унутар блока, једна трансакција ће се дуплирати како би се могла упарити са оригиналом за хеширање.
Иако се коначни хеш појављује на врху горњег дијаграма, познат је као „корен“ стабла (корен хеш). Корен је у суштини кулминациони хеш свих појединачних хешова трансакција ускладиштених у блоку. Једно Меркле дрво је потребно по блоку, што значи да сваки блок има једно Меркле Роот поље података.
Ако сте икада дубље проучавали блоцкцхаинс, можда сте чули за Меркле Роот или Меркле Хасх. Унутар блока постоји нешто познато као хасхМерклеРоот. Ови подаци (коначни хеш на крају стабла) се чувају у заглављу блока датог блока. А блоцкцхаин блок такође садржи друге податке, као што је временска ознака, број верзије средства и „нонце“ (број који се користи само једном).
Могу ли блокови функционисати без Меркле дрвета?
Иако Меркле стабла нису апсолутно неопходна за постојање блокчејна, они играју невероватно важну улогу у обезбеђивању података.
Без Меркле стабала, блок ланца криптовалута захтева више ресурса и времена за обављање кључних процеса. Прво, сваки чвор унутар мреже морао би да задржи сопствену копију сваке трансакције спроведене на блокчејну. На већим блок-чејновима, стотине хиљада трансакција се могу одвијати у простору од само једне дана, тако да би додавање такве количине података копији сваког чвора несумњиво потрошило много ресурси.
Штавише, Меркле стабла играју велику улогу у верификацији података. Преко једног коренског хеша на крају стабла, валидатори и рудари могу да провере да ли је блок, као целина, валидан за додавање у блоцкцхаин. Могућност провјере аутентичности података без прегледавања сваке појединачне трансакције је плус, штеди вријеме и простор за складиштење.
Меркле стабла су кључна у функционалности блокчејна
Не може се порећи да Меркле дрвеће нуди сигурност и ефикасност блокчејн-а, а да не заузима пуно простора. Овај сјајан криптографски процес омогућава да блок ланци раде беспрекорно без потребе за прекомерном употребом ресурса. Меркле стабла нису неопходна, али су од велике користи када је у питању време, простор за складиштење и аутентификација података.