Apakah Pokok Merkle Dalam Blockchain dan Bagaimana Ia Berfungsi?

Pengambilan kunci:

• . Pokok Merkle ialah sejenis pokok cincang binari yang mempunyai 3 jenis nod: nod daun, nod bukan daun, dan nod akar.
• Pokok Merkle berguna untuk pengesahan dan penyelenggaraan integriti transaksi dalam mana-mana lejar terpencar.
• Pokok Merkle dilihat dalam Bitcoin dan juga Ethereum.

Pengenalan

Matawang Kripto bukan lagi subjek yang tidak diketahui, dan begitu juga blockchain, teknologi di sebalik asalnya. Bagi mana-mana peminat kripto, memahami struktur blockchain dan cara ia berfungsi adalah langkah pertama untuk merealisasikan sifat sebenar kripto.

Walaupun memahami struktur rantaian blok yang berbeza ialah tempat pokok Merkle masuk. Dibangunkan sebagai konsep pada tahun 1980 oleh Ralph Merkle dari Universiti Stanford, Pokok Merkle biasanya digunakan dalam rangkaian peer-to-peer (P2P) untuk menangani kuasa pengkomputeran dan keperluan ruang memori. Ia tidak keterlaluan untuk mengatakan bahawa pokok Merkle menjadikan teknologi blockchain satu kejayaan besar. Jadi mari kita selami maksud di sebalik pokok Merkle dan cara ia berfungsi.

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

Gambaran keseluruhan pokok Merkle

Ringkasnya, pokok Merkle mewakili cara data distrukturkan dengan tujuan. Ia membolehkan pengesahan yang cepat dan cekap bagi sejumlah besar maklumat pada blockchain. Seperti yang dinyatakan sebelum ini, Ralph Merkle tanpa disedari menciptanya sebagai konsep dalam makalah bertajuk "Tandatangan Digital Bertauliah." Tetapi tiada siapa menjangka ia akan menjadi komponen utama lejar terpencar pada masa hadapan.

Pokok Merkle telah menambah baik dunia kriptografi sejak penubuhannya. Tetapi ia menjadi penting untuk mata wang kripto selepas pencipta misteri Bitcoin menggunakannya dalam kod asas BTC. Selepas itu, Ethereum dan mata wang kripto lain juga menggunakan pokok Merkle.

Dalam kes rangkaian Bitcoin, pokok Merkle ialah komponen cekap yang menggunakan cincang dan bukannya fail maklumat bersaiz besar untuk pengesahan data. Pokok Merkle menggunakan terminologi deskriptif yang unik untuk menerangkan hubungan antara nod dan tahapnya.

Setiap blok tunggal dalam blockchain mengandungi beberapa transaksi. Menyimpan semua transaksi tersebut dan mencari urus niaga tertentu yang tergolong dalam blok mana yang boleh menjadi tugas yang sangat mahal. Di samping itu, ia boleh memberi kesan negatif terhadap kecekapan rantaian blok. Walau bagaimanapun, dengan pepohon Merkle, semua urus niaga diatur dengan cekap, menyebabkan penggunaan data yang kurang untuk pengesahan dan mengurangkan pemprosesan CPU.

Memahami cara pokok Merkle berfungsi dalam rantaian blok

Berikut adalah contoh mudah untuk menjelaskan konsep ini: 

Bayangkan blok data seperti yang ditunjukkan di atas yang mempunyai 4 transaksi: L1, L2, L3 dan L4. Untuk menyimpan urus niaga ini, kita boleh melaksanakan konsep pepohon Merkle dengan mengira cincang setiap transaksi. Selepas pengiraan, kami menerima Hash L1, Hash L2, Hash L3 dan Hash L4.

Cincang bagi setiap transaksi ini disimpan dalam nod, biasanya dipanggil nod daun, pokok Merkle. Tetapi kerja kami diteruskan, kerana kami mesti membentuk nod bukan daun dengan memasangkan nod daun. Selepas pengiraan, kami mendapat Hash 0 dan Hash 1, yang dipanggil nod induk atau nod bukan daun bagi hash L1, L2, L3 dan L4.

Akhir sekali, cincangan Hash 1 dan Hash 2 dikira dengan memasangkannya bersama-sama, dan kami mencapai nod akar, iaitu akar Merkle. Melalui contoh ini, kami memahami bahawa pokok Merkle berfungsi dengan mencincang nod anak berulang kali sehingga cincang tunggal kekal dalam struktur.

Dengan cara ini, pokok Merkle memberitahu anda dengan tepat sama ada transaksi telah mempengaruhi pokok dengan menyemak hanya akar pokok itu. Akar Merkle disimpan dalam pengepala blok, menjadikannya kalis gangguan dan meningkatkan kepercayaan dan integriti dalam lejar terpencar. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa pokok Merkle menggunakan fungsi cincang sehala dan akan berterusan sehingga pencincangan ini memisahkan bukti data daripada data.

Keperluan pokok Merkle untuk blockchain

Sekarang setelah kita membincangkan apa itu pokok Merkle dan cara ia berfungsi, satu-satunya perkara yang perlu dilakukan ialah memahami mengapa ia penting untuk blockchain. Banyak kelebihan pokok Merkle menjadikannya satu keperluan untuk teknologi blockchain dan juga platform crypto. Beberapa faedah ini ialah:

Apabila ia melibatkan pemindahan, pengkomputeran dan melintasi data, kelewatan tidak dibenarkan. Inilah sebabnya mengapa banyak blockchain menggunakan pokok Merkle untuk memastikan rangkaian bebas daripada sebarang kelewatan semasa memindahkan data. Dengan mengurangkan jumlah memori yang diperlukan untuk membuktikan integriti dan kesahihan data, pokok Merkle menjadi bahagian penting dalam rantaian blok.

Dalam blockchain Bitcoin, yang merupakan P2P yang diedarkan, mungkin terdapat ketidakkonsistenan atau bahkan gangguan data kerana data yang sama wujud pada setiap komputer yang disambungkan ke rangkaian P2P. Dalam kes ini, pokok Merkle memudahkan pelombong mengenal pasti apa-apa jenis ketidakkonsistenan atau gangguan urus niaga.

Tanpa menggunakan konsep ini, semua data perlu dipindahkan ke seluruh rangkaian, mengakibatkan kelembapan rangkaian, kecekapan berkurangan dan perbelanjaan yang tidak perlu. Senario sedemikian boleh dielakkan dengan bantuan pokok Merkle, yang membolehkan pengesahan data pantas dengan kuasa pengiraan praktikal dan lebar jalur.

Akhir fikiran

Pokok Merkle terdengar seperti konsep yang rumit, tetapi ia adalah komponen penting dalam teknologi blockchain dan mata wang kripto. Tanpa kewujudan konsep ini, tidak akan ada sistem tanpa amanah yang digunakan dalam Bitcoin, Ethereum, dan perlombongan.

Soalan Lazim:

S1. Pokok Merkle direka untuk mencapai apa?
Pokok Merkle telah direka sebagai proses untuk mengesahkan data untuk membolehkan komputer berfungsi dengan lebih pantas.
S2. Apakah kaitan antara pokok Merkle dan Ethereum?
Pokok Merkle adalah sejenis struktur blockchain yang berada di belakang bukan sahaja Ethereum tetapi juga Bitcoin dan proses perlombongan kripto. Walau bagaimanapun, Ethereum menggunakan versi diubah suai bagi pokok Merkle, biasanya dikenali sebagai pokok Merkle Patricia.
S3. Bagaimana untuk melaksanakan pokok Merkle
Untuk melaksanakan pokok Merkle, seseorang perlu bermula dengan pokok binari, di mana setiap nod bukan daun ialah cincang dua nod anak. Daun ini sama ada boleh mengandungi data atau cincang data.
S4. Apakah beberapa faedah pokok Merkle?
Sebagai struktur ringan yang meningkatkan kebolehskalaan dalam rantaian blok, pokok Merkle boleh menyingkirkan data yang tidak diperlukan dan dengan itu meningkatkan kecekapan. Kedua-dua pelombong dan pengguna boleh mendapat manfaat daripada pokok Merkle, kerana ia mengesahkan bahagian individu blok, menyemak urus niaga menggunakan cincang, dan juga mengira cincang semasa mereka menerima urus niaga.