Merkle Tree ใน Crypto คืออะไรและทำงานอย่างไร?

ผู้อ่านเช่นคุณช่วยสนับสนุน MUO เมื่อคุณทำการซื้อโดยใช้ลิงก์บนเว็บไซต์ของเรา เราอาจได้รับค่าคอมมิชชั่นจากพันธมิตร อ่านเพิ่มเติม.

Blockchain และ cryptocurrencies เป็นภูมิทัศน์ที่กว้างใหญ่และซับซ้อน ฟันเฟืองจำนวนมากเข้าไปในเครื่องนี้ รวมทั้งสิ่งที่เรียกว่าต้นเมิร์กเคิล ต้นไม้ Merkle มีบทบาทสำคัญในการทำงานของ blockchain แต่มันทำอะไรกันแน่? Merkle tree ทำงานอย่างไร และเหตุใดจึงมีความสำคัญในเทคโนโลยีบล็อกเชน

Blockchain ทำงานอย่างไร?

สัญลักษณ์ cryptocurrency ต่างๆหมุนวนเป็นพังผืด

ก่อนที่จะเข้าสู่การเปลี่ยนแปลงของต้นไม้ Merkle สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจ บล็อกเชนทำงานอย่างไร .

สร้างวิดีโอประจำวัน เลื่อนเพื่อดำเนินการต่อกับเนื้อหา

กล่าวอย่างง่ายที่สุด บล็อกเชนคือห่วงโซ่เสมือนของบล็อก ซึ่งแต่ละบล็อกจะมีชุดข้อมูลของตัวเอง แต่ละบล็อกใช้การเข้ารหัสโดยเฉพาะการแฮชเพื่อรักษาความปลอดภัยข้อมูลและป้องกันไม่ให้ผู้ไม่ประสงค์ดี

บล็อกเชนถูกใช้บ่อยที่สุดในอุตสาหกรรมสกุลเงินดิจิทัล ซึ่งธุรกรรมแต่ละรายการที่ดำเนินการด้วยสินทรัพย์หนึ่งๆ จะถูกบันทึกไว้ในบล็อกเชนดั้งเดิม นอกจากนี้ ธุรกรรมแต่ละรายการจะถูกบันทึกตามลำดับเวลาและมองเห็นได้บนบล็อกเชนทั้งหมด (ดูได้โดยใช้ เครื่องมือเช่น blockchain explorer ).

ธุรกรรมบนบล็อกเชนไม่สามารถแก้ไขหรือลบได้ แทน โดยใช้ก กระบวนการที่เรียกว่าการแฮช ข้อมูลจะถูกเข้ารหัสผ่านอัลกอริธึมทางคณิตศาสตร์ อัลกอริทึมเหล่านี้สามารถแปลงความยาวของอักขระเป็นความยาวคงที่และเข้ารหัสได้

เมื่อบันทึกธุรกรรมบนบล็อกเชน Merkle tree มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่ง แต่ต้นไม้ Merkle ทำงานอย่างไร?

วิธีซูมเข้า mac

ต้นไม้ Merkle คืออะไร?

ชื่อ 'ต้นเมิร์กเคิล' มีที่มาสองประการ 'Merkle' หมายถึง Ralph Merkle นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์และนักคณิตศาสตร์ชาวอเมริกันที่มีส่วนอย่างมากในการเข้ารหัสคีย์สาธารณะ Merkle เสนอต้นไม้แฮชแบบไบนารีในปี 1987 ในเอกสารชื่อ 'ลายเซ็นดิจิทัลตามฟังก์ชันการเข้ารหัสแบบธรรมดา' Merkle ยังได้คิดค้นการแฮชแบบเข้ารหัสซึ่งใช้ใน Merkle tree

ส่วนที่สองของ 'ต้นเมิร์กเคิล' เกิดจากโครงสร้างของมัน Merkle tree (หรือ binary hash tree) เป็นโครงสร้างข้อมูลที่ดูเหมือนต้นไม้ ต้น Merkle ประกอบด้วย 'กิ่ง' และ 'ใบ' โดยที่ 'ใบ' หรือ 'กิ่ง' แต่ละต้นจะมีแฮชของบล็อกข้อมูล

กล่าวโดยย่อ Merkle tree ช่วยปรับปรุงกระบวนการจัดเก็บแฮชของธุรกรรมบนบล็อกเชน โดยจะจัดกลุ่มธุรกรรมทั้งหมดไว้ด้วยกันภายในบล็อกเดียวและเข้ารหัสอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อการจัดเก็บที่ปลอดภัยและรวดเร็วขึ้นในรูปแบบของแฮชเดียว เมื่อใช้ Merkle tree ความถูกต้องของข้อมูลสามารถประเมินได้อย่างรวดเร็วผ่านแฮชสุดท้าย สิ่งนี้ทำให้กระบวนการจัดเก็บข้อมูลง่ายขึ้น แต่ยังรักษาความสมบูรณ์ของการรักษาความปลอดภัย

ต้นไม้ Merkle ไม่ต้องการทรัพยากรการคำนวณมากมาย ในความเป็นจริง พวกเขาลดพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่จำเป็นสำหรับข้อมูลโดยการรวบรวมแฮชของธุรกรรมหลายรายการให้เป็นหนึ่งเดียว การใช้ทรัพยากรเป็นประเด็นความขัดแย้งในอุตสาหกรรมคริปโตมานานแล้ว เนื่องจากเครือข่ายบล็อกเชนอาจทำให้พื้นที่จัดเก็บและพลังงานหมดไปมาก ดังนั้น การใช้ Merkle tree จึงช่วยบรรเทาปัญหานี้ได้ การจัดเก็บข้อมูลบนเครือข่ายอาจมีราคาสูง ดังนั้นการใช้ Merkle tree เพื่อลดจำนวนข้อมูลสามารถช่วยให้แพลตฟอร์มบล็อกเชนประหยัดเงินได้

ยิ่งไปกว่านั้น กระบวนการ Merkle tree นั้นใช้เวลาไม่นาน ซึ่งเป็นข่าวดีเกี่ยวกับประสิทธิภาพ ท้ายที่สุดแล้ว บล็อกเชนจำนวนมากถูกกำหนดให้มีระยะเวลาการทำธุรกรรมที่ยาวนาน ( รวมถึงบิตคอยน์ ) ดังนั้นกระบวนการใด ๆ ที่สามารถช่วยเหลือปัญหานี้ได้ถือเป็นข้อดี

ต้นไม้ Merkle ถูกใช้ในหลาย ๆ ด้านของการคำนวณ (โดยเฉพาะการเข้ารหัสและการเข้ารหัส) แต่มักเป็นที่ทราบกันดีว่ามีอยู่ในบล็อกเชนของสกุลเงินดิจิทัล Bitcoin, Ethereum, Dogecoin และสกุลเงินดิจิทัลอื่น ๆ ทั้งหมดใช้ Merkle tree ดังนั้นจึงเป็นองค์ประกอบที่สำคัญอย่างไม่ต้องสงสัย

แล้วมันทำงานอย่างไร?

Merkle Tree ทำงานอย่างไร

ด้านล่างนี้คือแผนภาพการทำงานของต้นไม้ Merkle โปรดทราบว่าในความเป็นจริง จะมีธุรกรรมและแฮชจำนวนมากขึ้นต่อทรี แต่ภาพนี้ทำให้กระบวนการง่ายขึ้น ดังนั้นคุณจึงสามารถเข้าใจขั้นตอนต่างๆ ที่เกี่ยวข้องได้

เครดิตรูปภาพ: Azaghal/ วิกิมีเดียคอมมอนส์

เมื่อดูแผนภาพต้นไม้ Merkle นี้ สิ่งต่างๆ ดูซับซ้อนเล็กน้อย แต่กระบวนการของ Merkle tree hashing ค่อนข้างตรงไปตรงมาเมื่อแยกย่อย

ใช้แรมแบบต่างๆได้ไหม

มีสองสามขั้นตอนที่จะเข้าสู่กระบวนการ Merkle tree แฮชที่ด้านล่างของต้น Merkle เรียกว่าใบไม้ ในขณะที่แฮชที่อยู่ตรงกลางของต้นไม้เรียกว่ากิ่งก้าน กิ่งก้านบางครั้งเรียกว่าโหนดที่ไม่ใช่ลีฟ ที่ด้านล่างสุดของไดอะแกรม คุณจะมีบล็อกข้อมูล (หรือธุรกรรม) ที่จะแฮชออกมา

ธุรกรรมเริ่มต้นจากแต่ละโหนดจะถูกแฮชเป็นคู่ โดยเหลือแฮชหนึ่งผลลัพธ์ จากนั้น จับคู่คู่ต่อคู่จะถูกแฮชเป็นหนึ่งซ้ำๆ จนกว่าจะมีแฮชเดียว ซึ่งกระบวนการจะสิ้นสุดลง หากมีการทำธุรกรรมเป็นจำนวนคี่ภายในบล็อก ธุรกรรมหนึ่งจะถูกทำซ้ำเพื่อให้สามารถจับคู่กับต้นฉบับสำหรับการแฮช

แม้ว่าแฮชสุดท้ายจะปรากฏที่ด้านบนของไดอะแกรมด้านบน แต่ก็เรียกว่า 'รูท' ของทรี (รูทแฮช) โดยพื้นฐานแล้วรูทนั้นเป็นแฮชขั้นสุดยอดของแฮชแต่ละธุรกรรมที่จัดเก็บภายในบล็อก ต้องใช้ Merkle tree หนึ่งต้นต่อบล็อก หมายความว่าแต่ละบล็อกมีช่องข้อมูล Merkle Root หนึ่งช่อง

หากคุณเคยศึกษาบล็อกเชนในเชิงลึก คุณอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับ Merkle Root หรือ Merkle Hash ภายในบล็อกมีบางสิ่งที่เรียกว่า hashMerkleRoot ข้อมูลนี้ (แฮชสุดท้ายที่ส่วนท้ายของต้นไม้) จะถูกเก็บไว้ในส่วนหัวของบล็อกของบล็อกที่กำหนด ก บล็อกเชนยังเก็บข้อมูลอื่นๆ เช่น การประทับเวลา หมายเลขเวอร์ชันของเนื้อหา และ 'nonce' (หมายเลขใช้เพียงครั้งเดียว)

Blockchains สามารถทำงานโดยไม่มี Merkle Trees ได้หรือไม่?

แม้ว่าต้นไม้ Merkle ไม่จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับบล็อกเชน แต่พวกมันก็มีบทบาทสำคัญในการรักษาความปลอดภัยของข้อมูล

หากไม่มี Merkle tree บล็อกเชน cryptocurrency ต้องการทรัพยากรและเวลามากขึ้นในการดำเนินกระบวนการสำคัญ ประการแรก ทุกโหนดภายในเครือข่ายจะต้องเก็บสำเนาของทุกธุรกรรมที่ดำเนินการบนบล็อกเชนของตัวเอง บนบล็อกเชนที่ใหญ่กว่านั้น ธุรกรรมหลายแสนรายการสามารถเกิดขึ้นได้ภายในเวลาเพียงหนึ่งวัน ดังนั้นการเพิ่มปริมาณข้อมูลดังกล่าวลงในการคัดลอกโหนดแต่ละโหนดย่อมต้องใช้ทรัพยากรจำนวนมากอย่างไม่ต้องสงสัย

ยิ่งไปกว่านั้น Merkle tree ยังมีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบข้อมูล ผ่านแฮชรูตเดียวที่ส่วนท้ายของทรี ผู้ตรวจสอบและนักขุดสามารถตรวจสอบได้ว่าบล็อกโดยรวมนั้นถูกต้องที่จะเพิ่มลงในบล็อกเชนหรือไม่ ความสามารถในการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูลโดยไม่ต้องกรองทุกธุรกรรมถือเป็นข้อดี ประหยัดเวลาและพื้นที่จัดเก็บ

Merkle Trees เป็นกุญแจสำคัญในการทำงานของ Blockchain

ไม่มีการปฏิเสธว่า Merkle tree ให้ความปลอดภัยและประสิทธิภาพของบล็อกเชนโดยไม่ต้องใช้พื้นที่มาก กระบวนการเข้ารหัสที่ดีนี้ช่วยให้บล็อกเชนทำงานได้อย่างราบรื่นโดยไม่จำเป็นต้องใช้ทรัพยากรมากเกินไป ต้นไม้ Merkle ไม่จำเป็น แต่มีประโยชน์อย่างมากเมื่อถึงเวลา พื้นที่จัดเก็บ และการรับรองความถูกต้องของข้อมูล