რა არის მერკლის ხე ბლოკჩეინში და როგორ მუშაობს იგი?

ძირითადი მიღება:

• ის მერკლის ხე არის ბინარული ჰეშის ხის ტიპი, რომელსაც აქვს 3 ტიპის კვანძი: ფოთლოვანი კვანძები, ფოთლოვანი კვანძები და ფესვის კვანძები.
• მერკლის ხე სასარგებლოა ნებისმიერი დეცენტრალიზებული წიგნის ტრანზაქციის მთლიანობის შესამოწმებლად და შესანარჩუნებლად.
• მერკლის ხე ჩანს როგორც ბიტკოინში, ასევე ეთერიუმში.

შესავალი

Cryptocurrencies აღარ არის უცნობი საგანი და არც არის blockchain, ტექნოლოგია მათი წარმოშობის უკან. ნებისმიერი კრიპტო ენთუზიასტისთვის, ბლოკჩეინის სტრუქტურების და მათი ფუნქციონირების გაგება არის პირველი ნაბიჯი კრიპტოების ნამდვილი ბუნების გასაცნობად.

ბლოკჩეინის სხვადასხვა სტრუქტურების გაგებისას სწორედ მერკლის ხეები ჩნდება. კონცეფციის სახით შემუშავებული 1980 წელს სტენფორდის უნივერსიტეტის რალფ მერკლის მიერ. მერკლის ხე ჩვეულებრივ გამოიყენება Peer-to-peer (P2P) ქსელებში გამოთვლითი სიმძლავრისა და მეხსიერების სივრცის მოთხოვნილებებთან დაკავშირებით. გადაჭარბებული არ იქნება იმის თქმა, რომ მერკლის ხეებმა ბლოკჩეინის ტექნოლოგიას უდიდესი წარმატება მოუტანა. მოდით ჩავუღრმავდეთ მერკლის ხის მნიშვნელობას და როგორ მუშაობს იგი.

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

მერკლის ხის მიმოხილვა

მარტივად რომ ვთქვათ, მერკლის ხე წარმოადგენს მონაცემთა მიზანმიმართულად სტრუქტურირების გზას. ის ბლოკჩეინზე ინფორმაციის ფართო მოცულობის სწრაფი და ეფექტური გადამოწმების საშუალებას იძლევა. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, რალფ მერკლმა გაუცნობიერებლად შექმნა ის, როგორც კონცეფცია ნაშრომში სახელწოდებით "სერტიფიცირებული ციფრული ხელმოწერა". მაგრამ არავინ ელოდა, რომ ის მომავალში გახდებოდა დეცენტრალიზებული წიგნის მთავარი კომპონენტი.

მერკლის ხემ გააუმჯობესა კრიპტოგრაფიის სამყარო დაარსების დღიდან. მაგრამ ის სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანი გახდა კრიპტოვალუტებისთვის მას შემდეგ, რაც ბიტკოინის იდუმალი შემქმნელმა გამოიყენა იგი BTC-ის საფუძვლიან კოდში. ამის შემდეგ ეთერიუმმა და სხვა კრიპტოვალუტებმაც მიიღეს მერკლის ხეები.

ბიტკოინის ქსელის შემთხვევაში, Merkle-ის ხეები ეფექტური კომპონენტია, რომელიც იყენებს ჰეშებს დიდი ზომის საინფორმაციო ფაილის ნაცვლად მონაცემთა გადამოწმებისთვის. მერკლის ხე იყენებს უნიკალურ აღწერილ ტერმინოლოგიას კვანძებსა და მათ დონეებს შორის ურთიერთობის აღსაწერად.

ბლოკჩეინის თითოეული ბლოკი შეიცავს უამრავ ტრანზაქციას. ყველა ამ ტრანზაქციის შენახვა და იმის დადგენა, თუ რომელი კონკრეტული ტრანზაქცია რომელ ბლოკს მიეკუთვნება, შეიძლება იყოს იმედგაცრუებული ძვირი ამოცანები. გარდა ამისა, მას შეუძლია უარყოფითად იმოქმედოს ბლოკჩეინის ეფექტურობაზე. თუმცა, Merkle-ის ხეებით, ყველა ტრანზაქცია ეფექტურად არის მოწყობილი, რის შედეგადაც ხდება ნაკლები მონაცემების გამოყენება გადამოწმებისთვის და შემცირებული CPU დამუშავება.

იმის გაგება, თუ როგორ მუშაობს მერკლის ხე ბლოკჩეინში

აქ არის მარტივი მაგალითი ამ კონცეფციის გასარკვევად: 

წარმოიდგინეთ მონაცემთა ბლოკი, როგორც ზემოთ ნაჩვენები, რომელსაც აქვს 4 ტრანზაქცია: L1, L2, L3 და L4. ამ ტრანზაქციების შესანახად ჩვენ შეგვიძლია განვახორციელოთ Merkle-ის ხის კონცეფცია თითოეული ტრანზაქციის ჰეშის გამოთვლით. შემდეგ გამოთვლა, ვიღებთ Hash L1, Hash L2, Hash L3 და Hash L4.

თითოეული ტრანზაქციის ეს ჰეშები ინახება Merkle-ის ხის კვანძში, რომელსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ ფოთლის კვანძს. მაგრამ ჩვენი მუშაობა გრძელდება, რადგან ჩვენ უნდა ჩამოვაყალიბოთ ფოთლოვანი კვანძები ფოთლოვანი კვანძების დაწყვილებით. გამოთვლის შემდეგ მივიღებთ Hash 0 და Hash 1, რომლებსაც უწოდებენ L1, L2, L3 და L4 ჰეშების მშობელ კვანძებს ან არაფოთლოვან კვანძებს.

დაბოლოს, ჰეში 1 და ჰეშ 2 გამოითვლება მათი ერთმანეთთან დაწყვილებით და მივაღწევთ ძირეულ კვანძს, რომელიც არის მერკლის ფესვი. ამ მაგალითის საშუალებით ჩვენ გვესმის, რომ მერკლის ხეები მუშაობენ ბავშვის კვანძების განმეორებით ჰეშირებით, სანამ სტრუქტურის შიგნით ცალკეული ჰეში არ დარჩება.

ამ გზით, Merkle ხე ზუსტად გეტყვით, მოახდინა თუ არა გავლენა ტრანზაქციამ ხეზე მხოლოდ ხის ფესვის შემოწმებით. Merkle root ინახება ბლოკის სათაურში, რაც მას ხდის შეცდომის წინააღმდეგობას და აძლიერებს ნდობასა და მთლიანობას დეცენტრალიზებული წიგნის ფარგლებში. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ მერკლის ხეები იყენებენ ცალმხრივ ჰეშის ფუნქციას და გაგრძელდება მანამ, სანამ ეს ჰეშინგი არ გამოყოფს მონაცემთა მტკიცებულებას მონაცემებისგან.

მერკლის ხეების აუცილებლობა ბლოკჩეინისთვის

ახლა, როდესაც განვიხილეთ, რა არის მერკლის ხე და როგორ მუშაობს ის, ერთადერთი რაც უნდა გავაკეთოთ არის იმის გაგება, თუ რატომ არის ის მნიშვნელოვანი ბლოკჩეინისთვის. Merkle-ის ხის მრავალი უპირატესობა მას ბლოკჩეინის ტექნოლოგიისა და თუნდაც კრიპტო პლატფორმების აუცილებლობად აქცევს. ზოგიერთი ამ სარგებელი არის:

როდესაც საქმე ეხება მონაცემთა გადაცემას, გამოთვლას და გადაადგილებას, შეფერხებები დაუშვებელია. სწორედ ამიტომ ბევრი ბლოკჩეინი იყენებს Merkle-ს, რათა ქსელი არ იყოს რაიმე სახის შეფერხებისგან მონაცემთა გადაცემისას. მეხსიერების რაოდენობის შემცირებით, რომელიც საჭიროა მონაცემთა მთლიანობისა და მართებულობის დასამტკიცებლად, Merkle-ის ხეები ხდება ბლოკჩეინის მნიშვნელოვანი ნაწილი.

ბიტკოინის ბლოკჩეინში, რომელიც არის განაწილებული P2P, შეიძლება არსებობდეს შეუსაბამობები ან თუნდაც მონაცემების გაყალბება, რადგან ერთი და იგივე მონაცემები არსებობს P2P ქსელთან დაკავშირებულ თითოეულ კომპიუტერზე. ამ შემთხვევაში, მერკლის ხე უადვილებს მაინერებს ნებისმიერი სახის შეუსაბამობის ან ტრანზაქციების ხელყოფის იდენტიფიცირებას.

ამ კონცეფციის გამოყენების გარეშე, ყველა მონაცემი უნდა გადაიტანოს მთელ ქსელში, რაც გამოიწვევს ქსელის შენელებას, ეფექტურობის შემცირებას და არასაჭირო ხარჯებს. ასეთი სცენარის თავიდან აცილება შესაძლებელია Merkle-ის ხეების დახმარებით, რაც იძლევა მონაცემთა სწრაფი გადამოწმების საშუალებას პრაქტიკული გამოთვლითი სიმძლავრით და გამტარუნარიანობით.

საბოლოო აზრები

მერკლის ხეები რთულ კონცეფციად ჟღერს, მაგრამ ისინი ბლოკჩეინის ტექნოლოგიისა და კრიპტოვალუტის გადამწყვეტი კომპონენტია. ამ კონცეფციის არსებობის გარეშე, ბიტკოინში, ეთერიუმსა და მაინინგში გამოყენებული არ იქნებოდა სანდო სისტემა.

ხშირად დასმული კითხვები:

Q1. რის მისაღწევად შეიქმნა მერკლის ხეები?
მერკლის ხე შეიქმნა, როგორც მონაცემების გადამოწმების პროცესი, რათა კომპიუტერებმა უფრო სწრაფად იმუშაონ.
Q2. რა კავშირია მერკლის ხესა და ეთერიუმს შორის?
მერკლის ხე არის ბლოკჩეინის სტრუქტურის ტიპი, რომელიც დგას არა მხოლოდ Ethereum-ის, არამედ Bitcoin-ის და კრიპტო მაინინგის პროცესის უკან. თუმცა, Ethereum იყენებს მერკლის ხის შეცვლილ ვერსიას, რომელიც ცნობილია როგორც Merkle Patricia ხე.
Q3. როგორ განვახორციელოთ მერკლის ხე
მერკლის ხეების განსახორციელებლად საჭიროა დავიწყოთ ბინარული ხეებით, რომლებშიც ყოველი ფოთლოვანი კვანძი არის ორი ბავშვის კვანძის ჰეში. ეს ფოთლები შეიძლება შეიცავდეს მონაცემებს ან მონაცემების ჰეში.
Q4. რა სარგებელი მოაქვს მერკლის ხეს?
როგორც მსუბუქი სტრუქტურა, რომელიც ზრდის მასშტაბურობას ბლოკჩეინში, Merkle ხეს შეუძლია მოიცილოს არასაჭირო მონაცემები და ამით გააუმჯობესოს ეფექტურობა. როგორც მაინერებს, ასევე მომხმარებლებს შეუძლიათ ისარგებლონ Merkle-ის ხით, რადგან ის ამოწმებს ბლოკების ცალკეულ ნაწილებს, ამოწმებს ტრანზაქციებს ჰეშების გამოყენებით და ასევე ითვლის ჰეშებს ტრანზაქციების მიღებისას.