Home > General >

Apa itu Pohon Merkle?

Panduan Pemula untuk Komponen Blockchain ini

Apa itu Pohon Merkle?

Panduan Pemula untuk Komponen Blockchain ini

///
Comments are Off
Apa itu Pohon Merkle? Panduan Pemula untuk Komponen Blockchain ini

Merkle Trees adalah komponen mendasar dari blockchains yang menopang fungsinya. Mereka memungkinkan untuk verifikasi yang efisien dan aman dari struktur information besar, dan dalam kasus blockchain, put information yang berpotensi tidak terbatas.

Implementasi pohon Merkle di blockchain memiliki banyak efek. Ini memungkinkan mereka untuk skala sementara juga menyediakan arsitektur berbasis hash bagi mereka untuk menjaga integritas information dan cara sepele untuk memverifikasi integritas data.

Fungsi hash kriptografi adalah teknologi dasar yang memungkinkan pohon Merkle bekerja, jadi pertama-tama, penting untuk memahami apa fungsi hash kriptografi.

Fungsi Hash Kriptografis

Sederhananya, fungsi hash adalah fungsi apa pun yang digunakan untuk memetakan information dari ukuran arbitrer (enter ) ke output ukuran tetap. Algoritma hashing diterapkan pada enter information dan output panjang tetap yang dihasilkan disebut sebagai hash.

Banyak algoritma hashing tersedia secara luas untuk umum dan dapat dipilih berdasarkan kebutuhan Anda.

Hash yang dihasilkan dari enter arbitrer tidak hanya panjangnya tetap, tetapi juga sepenuhnya unik untuk enter dan fungsi itu sendiri bersifat deterministik. Artinya, tidak peduli berapa kali Anda menjalankan fungsi pada input yang sama, output akan selalu sama.

Misalnya, jika Anda memiliki kumpulan information berikut di bawah ini sebagai inputsignal, output signal dihasilkan unik untuk setiap input. Perhatikan bagaimana dalam contoh kedua dan ketiga, meskipun perbedaan enter hanya satu kata, output yang dihasilkan benar-benar berbeda.

Ini sangat penting karena memungkinkan untuk “sidik jari” data.

Fungsi hash kriptografis, Gambar dari Wikipedia

Karena panjang keluaran (jumlah hash dalam contoh) selalu sama dengan yang ditentukan oleh algoritma hashing yang digunakan, sejumlah besar information dapat diidentifikasi hanya melalui hash yang dihasilkan.

Dengan sistem yang mengandung sejumlah besar information, manfaat untuk dapat menyimpan dan mengidentifikasi information dengan output panjang tetap dapat menciptakan penghematan penyimpanan yang besar dan membantu meningkatkan efisiensi.

Di dalam blockchains, algoritma hashing digunakan untuk menentukan standing blockchain.

Blockchains adalah daftar tertaut yang berisi information dan header hash yang menunjuk ke blok sebelumnya, membuat rantai blok terhubung, maka nama itu”blockchain”.

Setiap blok terhubung satu sama lain melalui header hash, yang merupakan hash dari information di dalam blok sebelumnya bersama dengan alamat dari blok sebelumnya. Dengan menautkan blok information dalam arrangement ini, setiap hash yang dihasilkan dari blok sebelumnya mewakili seluruh keadaan blockchain karena semua information hash dari blok sebelumnya di-hash menjadi satu hash.

Ini diwakili (dalam kasus algoritma SHA-256) oleh output (hash) seperti ini.

b09that a 57d476ea01c7f91756adff1d560e579057ac99per 28d3f30e259b30ecc9dc7

Hash di atas adalah sidik jari dari seluruh keadaan blockchain sebelumnya. Keadaan blockchain sebelum blok baru (sebagai information hash) adalah enter signal, dan hash yang dihasilkan adalah output.

Meskipun dimungkinkan untuk menggunakan hash kriptografi tanpa pohon Merkle, ini sangat tidak efisien dan tidak dapat diskalakan. Menggunakan hash untuk menyimpan information dalam blok dalam arrangement seri memakan waktu dan rumit.

Seperti yang akan Anda lihat, pohon Merkle memungkinkan resolusi sepele dari integritas information serta pemetaan information melalui seluruh pohon menggunakan bukti Merkle.

Merkle Trees dan Merkle Proofs

Dinamai setelah Ralph Merkle, yang mematenkan konsep ini pada tahun 1979, pohon Merkle pada dasarnya adalah pohon struktur information di mana setiap simpul non-daun adalah hash dari simpul anak masing-masing.

Node daun adalah tingkat node terendah dalam pohon. Pada awalnya, mungkin terdengar sulit untuk dipahami, tetapi jika Anda melihat gambar yang umum digunakan di bawah ini, itu akan menjadi jauh lebih mudah untuk dipahami.

Pohon Hash

Contoh pohon hash biner, Gambar dari Wikipedia

Yang penting, perhatikan bagaimana simpul atau “non-daun” (diwakili oleh Hash 0-0 dan Hash 0-1) di sisi kiri, adalah hash dari masing-masing anak mereka L1 dan L2. Lebih jauh lagi, perhatikan bagaimana Hash 0 cabang adalah hash dari anak-anaknya, cabang Hash 0-0 dan Hash 0-1.

Contoh di atas adalah bentuk paling umum dan sederhana dari pohon Merkle yang dikenal sebagai Pohon Binary Merkle. Seperti yang Anda lihat, ada hash teratas yang merupakan hash dari seluruh pohon, yang dikenal sebagai root hash. Pada dasarnya, pohon Merkle adalah struktur information yang dapat mengambil”n” jumlah hash dan mewakilinya dengan hash tunggal.

Struktur pohon memungkinkan pemetaan yang efisien information dalam jumlah besar yang sewenang-wenang dan memungkinkan identifikasi yang mudah di mana perubahan dalam information itu terjadi. Konsep ini memungkinkan bukti Merkle, yang dengannya, seseorang dapat memverifikasi bahwa hashing information konsisten sepanjang jalan di pohon dan dalam posisi yang benar tanpa harus benar-benar melihat seluruh rangkaian hash.

Sebagai gantinya, mereka dapat memverifikasi bahwa potongan information konsisten dengan hash origin dengan hanya memeriksa sebagian kecil hash daripada seluruh kumpulan data.

Selama hash origin diketahui dan dipercaya secara publik, adalah mungkin bagi siapa saja yang ingin melakukan pencarian nilai kunci pada database untuk menggunakan bukti Merkle untuk memverifikasi posisi dan integritas sepotong information dalam database yang memiliki akar tertentu.

Ketika hash origin tersedia, pohon hash dapat diterima dari sumber yang tidak tepercaya dan satu cabang pohon dapat diunduh pada suatu waktu dengan verifikasi integritas data yang segera, bahkan jika keseluruhan pohon belum tersedia.

Salah satu manfaat paling penting dari struktur pohon Merkle adalah kemampuan untuk mengotentikasi put information besar secara sewenang-wenang melalui mekanisme hashing serupa yang digunakan untuk memverifikasi jumlah data yang jauh lebih kecil.

Pohon ini menguntungkan untuk mendistribusikan put data besar ke bagian-bagian kecil yang dapat dikelola di mana penghalang untuk verifikasi integritas berkurang secara substansial meskipun ukuran information keseluruhan lebih besar.

Hash origin dapat digunakan sebagai sidik jari untuk seluruh kumpulan information, termasuk seluruh foundation data atau mewakili seluruh keadaan blockchain. Di bagian berikut, kita akan membahas caranya Bitcoin dan sistem lain menerapkan pohon Merkle.

Merkle Trees dalam Bitcoin

Fungsi hash kriptografi yang digunakan oleh Bitcoin adalah algoritma SHA-256. Ini adalah singkatan dari “Secure Hashing Algorithm”, yang outputnya memiliki panjang 256 bit. Fungsi dasar pohon Merkle di Indonesia Bitcoin adalah menyimpan, dan akhirnya memangkas transaksi di setiap blok.

Seperti disebutkan sebelumnya, blok dalam blockchain dihubungkan melalui hash dari blok sebelumnya. Dalam Bitcoin, dalam setiap blok berisi semua transaksi di dalam blok itu serta header blok yang terdiri dari:

  • Blokir Nomor Versi
  • Blokir Hash Sebelumnya
  • Stempel waktu
  • Goal Kesulitan Menambang
  • Nonce
  • Merkle Root Hash

Gambar di bawah ini dari Bitcoin kertas putih dan menggambarkan bagaimana pohon Merkle cocok dengan setiap blok.

Merkle Tree

Transaksi dimasukkan ke dalam blok oleh penambang dan di hash sebagai bagian dari pohon Merkle, yang mengarah ke akar Merkle yang disimpan dalam header blok. Desain ini memiliki sejumlah manfaat berbeda.

Terutama, seperti yang diuraikan dalam whitepaper, ini memungkinkan adanya node Verifikasi Pembayaran Sederhana (SPV), juga dikenal sebagai “klien ringan”. Node-node ini tidak harus mengunduh seluruh blockchain Bitcoin, hanya header blok dari rantai terpanjang.

Node SPV dapat mencapai hal ini dengan menanyakan node rekan mereka sampai mereka yakin bahwa header blok tersimpan adalah mereka operasikan adalah bagian dari rantai terpanjang. Node SPV kemudian dapat menentukan standing transaksi dengan menggunakan bukti Merkle untuk memetakan transaksi ke pohon Merkle tertentu dengan hash origin masing-masing pohon Merkle di header blok yang merupakan bagian dari rantai terpanjang.

Selain itu, penerapan pohon Merkle Bitcoin memungkinkan pemangkasan blockchain untuk menghemat ruang. Ini adalah hasil dari hanya hash origin tidak disimpan di header blok, oleh karena itu, blok-blok lama dapat dipangkas dengan menghapus cabang-cabang pohon Merkle yang tidak perlu sementara hanya mempertahankan yang diperlukan untuk bukti Merkle.

Implementasi Pohon Merkle di Blok dan Sistem Lain

Meskipun Bitcoin adalah blockchain pertama yang menerapkan pohon Merkle, banyak blockchain lainnya menerapkan struktur pohon Merkle serupa atau bahkan versi yang lebih kompleks.

Lebih lanjut, implementasi pohon Merkle tidak hanya terbatas pada blockchain dan diterapkan pada berbagai sistem lain.

Ethereum, sebagai cryptocurrency paling dikenal lainnya, juga merupakan contoh yang bagus dari implementasi pohon Merkle yang berbeda. Karena Ethereum adalah turing-complete as sebuah stage untuk membangun aplikasi yang jauh lebih kompleks, ia menggunakan versi pohon Merkle yang lebih kompleks yang disebut Pohon Merkle Patricia yang sebenarnya adalah 3 pohon Merkle terpisah yang digunakan untuk tiga jenis objek. Anda dapat mempelajari lebih lanjut tentang pohon-pohon ini sini.

Akhirnya, pohon Merkle adalah komponen penting dari sistem kontrol versi terdistribusi seperti Git dan IPFS. Kemampuan mereka untuk dengan mudah memastikan dan memverifikasi integritas information yang dibagikan antar komputer dalam arrangement P2P menjadikannya tak ternilai bagi sistem ini.

Kesimpulan

Pohon merkle adalah komponen key dari blockchain dan secara efektif memungkinkan mereka berfungsi dengan keabadian yang terbukti dan integritas transaksi.

Memahami peran yang mereka mainkan dalam jaringan terdistribusi dan teknologi yang mendasari fungsi hash kriptografi sangat penting untuk memahami konsep dasar dalam cryptocurrency karena mereka terus berkembang menjadi sistem yang lebih besar dan lebih kompleks.

28. 817

You may also like
Kerangka Crypto DOJ Adalah Peringatan untuk Pertukaran
Kerangka Crypto DOJ Adalah Peringatan untuk Pertukaran
Menyatakan tindakan keras? Apa yang membuat rilis kerangka crypto DoJ
Menyatakan tindakan keras? Apa yang membuat rilis kerangka crypto DoJ
AS meluncurkan kerangka kerja penegakan untuk memerangi teroris, aktivitas cryptocurrency kriminal

AS meluncurkan kerangka kerja penegakan untuk memerangi teroris, aktivitas cryptocurrency kriminal

Cryptocurrency dan Blockchain

Cryptocurrency Global dan Pasar Blockchain 2020 – Dampak COVID-19, Analisis dan Tantangan Pertumbuhan Masa Depan – The Believe Curiouser