ویژگی های استفاده از درخت مرکل در بلاکچین و بیت کوین

برای درک بلاکچین ، باید اصول اساسی را بدانید که مبتنی بر آن است. احتمالاً ویژگی اصلی آن درخت مرکل است که گاهی درخت هش نامیده می شود. به لطف آن است که بلاکچین می تواند همزمان موثر و شفاف باشد. این مفهوم توسط پروفسور رالف مرکل در سال 1979 ثبت اختراع شد. اکنون به حل مشکلات در شبکه های بزرگ غیرمتمرکز کمک می کند..

درخت مرکل چیست و چگونه با ارزهای رمزپایه ارتباط دارد؟ بیایید در این مقاله Changelly بدانیم!

مبانی درخت مرکل

درخت مرکل یک ساختار داده ای کامل به شکل درخت است که در رأس برگهای آن از بخشهای داده ای هش وجود دارد و رئوس داخلی حاوی هش از افزودن مقادیر در راس کودک است. این همه عناصر را با اطلاعاتی که در بین خود دارند ارتباط می دهد. در پایان ، این به نظر می رسد.

مرکل-درخت

هش نتیجه تبدیل تابع هش است. این تابعی است که آرایه ای از داده های ورودی با طول دلخواه را به یک رشته خروجی از یک طول مشخص مطابق با یک الگوریتم خاص تبدیل می کند..

درخت مرکل برای چه استفاده می شود?

در یک سیستم متمرکز ، صحت اطلاعات مشکلی ایجاد نمی کند ، زیرا همه اجزای آن به یک گره متمرکز متکی هستند. هنگام دریافت وجهی به حساب بانکی خود ، نیازی به نگرانی در مورد صحت پول ندارید.

با این حال ، در یک شبکه غیرمتمرکز همه چیز خیلی ساده نیست. هر یک از گره ها مسئول صحت اطلاعات منتقل شده هستند ، بنابراین تأیید صحت حجم کامل به دلیل تعداد تراکنش های موجود در شبکه کار ساده ای نیست. حداقل بدون درخت مرکل. به شما امکان می دهد روند ارائه داده ها را با استفاده از هش بهینه کنید.

سیستم های پرونده از درختان مرکل برای بررسی اطلاعات خطاها و پایگاه های داده توزیع شده برای همگام سازی سوابق استفاده می کنند. در بلاکچین ، درختان هش تأیید پرداخت ساده (SPV) را مجاز می کنند.

مشتریان SPV برای تأیید اطلاعات معامله ، سبک سبک نامیده می شوند (زیرا آنها فقط عناوین بلوک و نه محتوای آنها را ذخیره می کنند) ، همه هش ها را دوباره محاسبه نمی کنند ، اما ادعای Merkle را درخواست می کنند. این یک ریشه و یک شاخه است که شامل هش از معامله درخواستی تا ریشه است زیرا مشتری نیازی به اطلاعات در مورد سایر عملیات ندارد. هنگام افزودن هش های درخواستی و مقایسه آنها با ریشه ، مشتری اطمینان می یابد که معامله در جای خود قرار دارد.

این روش به شما امکان می دهد با مقدار زیادی خودسرانه داده کار کنید زیرا بارگذاری شبکه را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد زیرا فقط هش های لازم بارگیری می شوند. به عنوان مثال ، اندازه یک بلوک با پنج تراکنش با حداکثر اندازه بیش از 500 کیلوبایت است. اندازه اثبات مرکل ، در همان حالت ، بیش از 140 بایت نخواهد بود.

نحوه کار Merkle Tree در بیت کوین

تابع هش فرآیندی است برای تبدیل داده های ورودی به یک رشته بیت با طول مشخص. رشته دریافت شده ، هش ، بسیار به آرایه داده های ورودی وابسته است. اگر حتی یک کاراکتر از کل آرایه تغییر کند ، هش حاصل مقدار کاملا متفاوتی خواهد گرفت.

تمام تراکنش های موجود در بلاک Bitcoin رشته هایی با فرمت هگزادسیمال است. آنها هش می شوند و به عنوان شناسه های معامله (txid) ارائه می شوند. تمام txid موجود در بلوک هش می شود تا زمانی که یک مقدار هش منفرد از بلوک دریافت شود. در این روند ، درخت مرکل ساخته می شود:

  1. اول ، txid (شناسه معامله) خود محاسبه می شود ، یعنی هش های تراکنش.
  2. سپس ، هش ها از مجموع هش های معامله محاسبه می شوند. درخت مرکل باینری است – یعنی با هر مرحله هش جدید ، تعداد عناصر درخت باید یکنواخت باشد. اگر بلاک تعداد معاملات غیرمعمول داشته باشد ، هش آخرین مورد تکثیر شده و به خودش اضافه می شود.
  3. هش های جدید از هش های حاصل از مجموع هش های معامله محاسبه می شوند. این روند تا زمانی که یک هش منفرد به دست نیاید (ریشه مرکل) ادامه می یابد. در هدر بلوک مشخص شده است.

مرکل درخت در عمق

در بلاکچین بیت کوین ، درختان مرکل با استفاده از هش دوتایی SHA-256 ساخته می شوند. در اینجا مثالی از هش کردن رشته سلام وجود دارد:

دور اول SHA-256:

2cf24dba5fb0a30e26e83b2ac5b9e29e1b161e5c1fa7425e73043362938b9824

دور دوم SHA-256:

9595c9df90075148eb06860365df33584b75bff782a510c6cd4883a419833d50

اصل درخت مرکل

روند تدوین درخت Merkle مشابه تاشو داده است. به لطف آن ، لیست عظیمی از معاملات یا هر آرایه دیگری از اطلاعات را می توان فقط در یک خط نشان داد. نکته شگفت انگیز این است که اگر در جایی از لیست همین معاملات فقط یک نماد را تغییر دهیم ، سطح بعدی درخت و هش نهایی کاملاً متفاوت خواهد بود. این بدان معنی است که قسمت بالای درخت نیز تغییر خواهد کرد.

به عبارت دیگر ، شما نمی توانید معامله ای را جایگزین معامله دیگری کنید یا داده های معاملات موجود را تغییر دهید. به همین دلیل است که درخت مرکل روشی کارآمد برای ثبت معاملات در بلاکچین تلقی می شود. مفهوم Merkle Proof نیز وجود دارد. این اصل تأیید اعتبار اطلاعات با استفاده از هش است. به جای بررسی کل آرایه داده ، کافی است هش های جداگانه در درخت را بررسی کنید ، که سربارهای قدرت محاسباتی را برای کل فرآیند بسیار کاهش می دهد.

گزینه های درخت مرکل

در این مقاله ساده ترین نسخه باینری مفهوم ابداع شده توسط رالف مرکل مورد بحث قرار می گیرد. در آن ، هر هش “والدین” دارای دو “وارث” است. در بیت کوین ، یک درخت هش با استفاده از هش دوتایی SHA-256 ساخته می شود.

تفسیرهای پیچیده تری از این مفهوم وجود دارد. به عنوان مثال ، Ethereum از پیشوند درخت مرکل استفاده می کند. هر سرآیند بلوک Ethereum شامل سه درخت از این دست است: برای معاملات ، اطلاعات مربوط به نحوه اجرای آنها و وضعیت آنها. برخلاف یک درخت باینری ، مقدار گره پیشوند نیز به اتصال به گره های دیگر بستگی دارد. مقدار پویا است و ثابت نیست. بدون نیاز به محاسبه مجدد همه هش های درخت ، می توان آن را تغییر داد.

درخت مرکب ethereum

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map