Home-theater-designers
La cadena de blocs i les criptomonedes són un paisatge ampli i complex. Molts engranatges entren a aquesta màquina, inclosa una cosa que es coneix com a arbre Merkle. Els arbres Merkle tenen un paper clau en la funcionalitat de la cadena de blocs, però què fa exactament? Com funciona un arbre Merkle i per què és tan important en la tecnologia blockchain?
Com funciona una cadena de blocs?
Abans d'entrar en la dinàmica de l'arbre Merkle, és important entendre-ho com funcionen les cadenes de blocs .
MAKEUSEO VÍDEO DEL DIA DESPLACEU PER CONTINUAR AMB EL CONTINGUT
En termes més simples, una cadena de blocs és una cadena virtual de blocs, cadascun conté el seu propi conjunt de dades. Cada bloc utilitza criptografia, específicament hashing, per protegir les dades i mantenir-les fora de les mans d'actors maliciosos.
Les cadenes de blocs s'utilitzen amb més freqüència a la indústria de la criptomoneda, on totes i cadascuna de les transaccions realitzades amb un actiu determinat es registren a la seva cadena de blocs nativa. A més, cada transacció es registra cronològicament i és visible per a tota la cadena de blocs (visible mitjançant eines com un explorador de cadena de blocs ).
convertir la imatge a vector a l’il·lustrador
Les transaccions en una cadena de blocs no es poden modificar ni suprimir. En canvi, utilitzant a procés anomenat hashing , les dades es codifiquen mitjançant algorismes matemàtics. Aquests algorismes poden convertir qualsevol longitud de caràcters en una longitud fixa i codificada.
Quan es registren transaccions en una cadena de blocs, els arbres Merkle tenen un paper crucial. Però, com funciona un arbre Merkle?
Què és un arbre Merkle?
El nom 'arbre Merkle' té dos orígens. 'Merkle' es refereix a Ralph Merkle, un científic informàtic i matemàtic nord-americà que va contribuir massivament a la criptografia de clau pública. Merkle va proposar inicialment arbres hash binaris el 1987 en un article titulat 'Una signatura digital basada en una funció de xifratge convencional'. Merkle també va inventar hashing criptogràfic, que s'utilitza a l'arbre de Merkle.
La segona part de 'Merkle tree' prové de la seva estructura. Un arbre Merkle (o un arbre hash binari) és una estructura de dades que sembla una mica un arbre. Els arbres Merkle contenen 'branques' i 'fulles', amb cada 'fulla' o 'branca' que conté el hash d'un bloc de dades.
En resum, un arbre Merkle racionalitza el procés d'emmagatzematge de hashes transaccionals en una cadena de blocs. Agrupa totes les transaccions en un sol bloc i les codifica de manera eficient per a un emmagatzematge més segur i ràpid en forma d'un hash. Utilitzant un arbre Merkle, la validesa de les dades es pot avaluar ràpidament mitjançant un hash final. Això simplifica el procés d'emmagatzematge de dades, però també manté la integritat de la seguretat.
Els arbres Merkle tampoc requereixen molts recursos computacionals. De fet, redueixen l'espai d'emmagatzematge necessari per a les dades compilant diversos hash de transaccions en un sol. L'ús de recursos fa temps que és un punt de discussió a la indústria criptogràfica, ja que les xarxes blockchain poden suposar una gran pèrdua d'espai d'emmagatzematge i potència. Per tant, utilitzar arbres Merkle ajuda a mitigar aquest problema. L'emmagatzematge de dades en cadena també pot ser car, de manera que l'ús d'arbres Merkle per reduir la quantitat de dades pot ajudar les plataformes blockchain a estalviar diners.
Com trobar la targeta gràfica de Windows 10
A més, el procés de l'arbre Merkle no triga gaire, la qual cosa és una bona notícia pel que fa a l'eficiència. Al cap i a la fi, moltes cadenes de blocs han estat programades per als seus llargs temps de transacció ( inclòs Bitcoin ), de manera que qualsevol procés que pugui ajudar amb aquest problema és un avantatge.
Els arbres Merkle s'utilitzen en moltes àrees de la informàtica (especialment la criptografia i el xifratge), però sovint són coneguts per la seva presència a les cadenes de blocs de criptomoneda. Bitcoin, Ethereum, Dogecoin i totes les altres criptomonedes utilitzen l'arbre Merkle, de manera que és, sens dubte, un element important.
Llavors, com funciona?
Com funciona un arbre Merkle?
A continuació es mostra un diagrama de com funciona un arbre Merkle. Tingueu en compte que, en realitat, hi hauria moltes més transaccions i hash per arbre, però aquesta imatge simplifica el procés perquè pugueu fer-vos una idea dels passos que s'hi fan.
Mirant aquest diagrama d'arbre de Merkle, les coses semblen una mica complexes. Però el procés d'hashing de l'arbre Merkle és bastant senzill quan es desglossa.
Hi ha un parell de passos en el procés de l'arbre Merkle. Els hash a la part inferior de l'arbre Merkle es coneixen com a fulles, mentre que els hash al mig de l'arbre es coneixen com a branques. Les branques també es coneixen de vegades com a nodes no fulles. A la part inferior del diagrama, teniu els blocs de dades (o transaccions) dels quals sortirà el hash.
Les transaccions inicials de cada node s'escriuen per parelles, amb un hash restant com a resultat. Aleshores, parell rere parell es trien repetidament en un fins que sorgeix un únic hash, on acaba el procés. Si hi ha un nombre imparell de transaccions dins d'un bloc, es duplicarà una transacció perquè es pugui emparellar amb l'original per a l'hashing.
Tot i que el hash final apareix a la part superior del diagrama anterior, es coneix com a 'arrel' de l'arbre (el hash de l'arrel). L'arrel és essencialment el hash de culminació de tots els hash individuals de les transaccions emmagatzemades dins del bloc. Es requereix un arbre Merkle per bloc, és a dir, cada bloc té un camp de dades Merkle Root.
Si alguna vegada heu estudiat les cadenes de blocs en profunditat, potser haureu sentit a parlar de Merkle Root o Merkle Hash. Dins d'un bloc existeix quelcom conegut com a hashMerkleRoot. Aquestes dades (el hash final al final de l'arbre) es guarden a la capçalera del bloc d'un bloc determinat. A blockchain block també conté altres dades , com ara una marca de temps, un número de versió del recurs i el 'nonce' (número que només s'utilitza una vegada).
Les cadenes de blocs poden funcionar sense Merkle Trees?
Tot i que els arbres Merkle no són absolutament necessaris perquè existeixi una cadena de blocs, tenen un paper increïblement important en la seguretat de les dades.
rèplica de pantalla mitjançant USB a TV
Sense els arbres Merkle, les cadenes de blocs de criptomoneda requereixen més recursos i temps per dur a terme els processos clau. En primer lloc, cada node de la xarxa hauria de mantenir la seva pròpia còpia de cada transacció realitzada a la cadena de blocs. En cadenes de blocs més grans, es poden dur a terme centenars de milers de transaccions en l'espai d'un sol dia, de manera que afegir aquest volum de dades a la còpia de cada node, sens dubte, consumiria molts recursos.
A més, els arbres Merkle tenen un paper important en la verificació de dades. Mitjançant l'arrel hash única al final de l'arbre, els validadors i els miners poden verificar si el bloc, en conjunt, és vàlid per afegir-se a la cadena de blocs. Ser capaç d'autenticar dades sense revisar cada transacció és un avantatge, estalviant temps i espai d'emmagatzematge.
Els arbres Merkle són clau en la funcionalitat de Blockchain
No es pot negar que els arbres Merkle ofereixen seguretat i eficiència a les cadenes de blocs sense ocupar molt d'espai. Aquest enginyós procés criptogràfic permet que les cadenes de blocs funcionin sense problemes sense necessitat d'un ús excessiu de recursos. Els arbres Merkle no són essencials, però són molt beneficiosos pel que fa al temps, l'espai d'emmagatzematge i l'autenticació de dades.