درخت مرکل (Merkle) چیست؟

آیا هنگام بحث در مورد فناوری بلاکچین درباره درخت مرکل چیزی شنیده اید؟ شبکه های زنجیره ای ، پایگاه داده و شبکه ها در سراسر جهان از درختان Merkle برای هماهنگی سریع و کارآمد سوابق در چندین رایانه استفاده می کنند.در این مقاله ، به بررسی درخت Merkle خواهیم پرداخت و نقش آن را در موفقیت فناوری بلاکچین شرح می دهیم.

در این مقاله به مباحث زیر می پردازیم:

• مقدمه ای بر درخت Merkle
• تاریخچه
• درخت Merkle  چگونه کار می کند؟
• مزایای درخت Merkle
• نتیجه مطالب

مقدمه ای بر درخت مرکل

درخت مرکل بخشی اساسی از فناوری بلاکچین است. درخت مرکل یک ساختار داده ریاضی است که از هش بلاک های مختلف داده تشکیل شده است. و به عنوان خلاصه ای از کلیه تراکنش های یک بلاک عمل می کند. همچنین امکان تأیید کارآمد و ایمن محتوا را در مجموعه وسیعی از داده ها فراهم می کند. بیت کوین و اتریوم از ساختار درخت مرک  استفاده می کنند. درخت مرکل به درخت هش نیز معروف است.

تاریخچه

درخت مرکل برای اولین بار در سال 1979 توسط رالف مرکل(Ralph Merkle) ارائه شد. در سیستم های متمرکز ، داده ها از یک نسخه ، قابل دسترسی هستند. این بدان معناست که آنها برای ذخیره یا دسترسی به داده ها کار زیادی انجام نمی دهند. اما ، وقتی صحبت از شبکه بلاکچین غیر متمرکز می شود ، با کپی شدن هر داده در میان گره ها ، دستیابی موثر به داده ها یک چالش است. همچنین تهیه کپی از داده ها و به اشتراک گذاری آن در میان گره ها دشوار است. علاوه بر این ، داده های مشترک برای هر یک از گره های دریافت کننده باید تأیید شوند.

درخت مرکل بلاک چین های غیرمتمرکز را قادر می سازد داده ها را به اشتراک بگذارند ، آنها را تأیید کرده و قابل اعتماد کنند. داده ها را به گونه ای سازماندهی می کند که برای به اشتراک گذاری و تأیید داده ها ، قدرت پردازش زیادی لازم ندارند. همچنین به لطف استفاده از توابع هش و رمزنگاری امنیت تراکنش ها را تسهیل می کند.

Satoshi Nakamoto اولین شخصی بود که درختان مرکل را از طریق بیت کوین در فناوری بلاکچین پیاده سازی کرد. ساتوشی شاخه جدیدی از علوم کامپیوتر را در جایی گشود که نیازی به مرجع متمرکز نیست.

درخت مرکل چگونه کار می کند؟

درخت مرکل یک ساختار داده غیرخطی ، باینری و هش مانند است.

درخت مرکل سه قسمت اصلی دارد:

• ریشه مرکل (Merkle Root)
• گره های برگ (Leaf Nodes) : گره هایی هستند که حاوی هش داده های تراکنش ها هستند.
• گره های غیربرگی (Non-Leaf Nodes) : مقدار هش ، دو هش قبلی را ذخیره می کنند.

اگر به درخت Merkle نگاهی بیندازید ، درختی وارونه است. درخت به تنهایی قادر به جمع بندی کل تراکنشها است. این بدان معنی است که کاربر می تواند بررسی کند که آیا یک تراکنش بخشی از بلاک است یا خیر.

برای اینکه درختان Merkle کار کنند ، از هش استفاده می شود. این درخت از پایین به بالا و با استفاده از هش تراکنشهای منفرد ایجاد می شود. هش های تراکنش منفرد با نام Transaction IDs نیز شناخته می شوند.

از پایین به بالا دوتا دوتا  گره ها هش می شود. هش کردن گره ها به طور مکرر انجام می شود تا زمانی که فقط یک مقدار هش باقی مانده باشد. هش باقی مانده به عنوان Merkle Root یا Root Hash شناخته می شود.

خاصیت مهم دیگر درختان مرکل ، دودویی بودن آن است .درختی که هر گره از آن حداکثر دو فرزند داشته باشد. و ترتیب گره ها دارای اهمیت است

بیشتر بخوانید : انواع استخراج ارز دیجیتال

در بیت کوین و سایر ارزهای رمزنگاری شده ، درختان Merkle برای رمزگذاری داده های بلاکچین با کارایی و امنیت بیشتری کار می کنند. همچنین به آنها “درختان هش باینری” گفته می شود. درختان Merkle مخصوصاً برای شبکه های توزیع شده که در آن چندین رایانه نسخه های یک پایگاه داده یا دفتر را نگهداری می کنند بسیار مفید است.

زنجیره بلوک Ethereum همچنین از درختان مرکل استفاده می کند. با این حال ، رویکرد در اینجا متفاوت از نحوه استفاده بیت کوین از آن است. در Ethereum ، از درخت Merkle پاتریشیا استفاده می شود که نسخه پیچیده ای از درخت مرکل است.

مزایای Merkle Trees

اعتبار سنجی یکپارچگی داده ها: می تواند برای تأیید صحت داده ها به طور موثر مورد استفاده قرار گیرد.

فضای کمی از دیسک را اشغال می کند: درخت Merkle در مقایسه با سایر ساختارهای داده فضای کمی از دیسک را می گیرد.

اطلاعات کوچک در سرتاسر شبکه ها: درختان Merkle را می توان برای تأیید به اطلاعات ریز تقسیم کرد.

نتیجه مطلب درخت مرکل

درخت merkle یک درخت دودویی است که هر گره  آن حداکثر دو فرزند دارد. و ترتیب گره ها دارای اهمیت است .شبکه های زنجیره ای ، پایگاه داده و شبکه ها در سراسر جهان از درختان Merkle برای هماهنگی سریع و کارآمد رکوردها در چندین رایانه استفاده می کنند. اکنون که اصول را درک کردید ، به راحتی می توان فهمید که چرا این روش ساختاردهی داده ، بلاکچین را ایمن و کارآمد می کند.

منبع: factcoins.com