블록체인에서 Merkle Tree는 무엇이며 어떻게 작동합니까?

주요 테이크 아웃 :

• XNUMXD덴탈의 머클 트리 리프 노드, 리프 노드가 아닌 노드 및 루트 노드의 세 가지 유형의 노드를 갖는 일종의 이진 해시 트리입니다.
• Merkle 트리는 모든 분산 원장에서 트랜잭션 무결성을 확인하고 유지 관리하는 데 유용합니다.
• 머클 트리는 비트코인과 이더리움에서 볼 수 있습니다.

개요

크립토 통화 더 이상 알려지지 않은 주제가 아니며 둘 다 blockchain, 그들의 기원 뒤에 기술. 모든 암호화 애호가에게 블록체인 구조와 작동 방식을 이해하는 것은 암호화의 진정한 본질을 실현하는 첫 번째 단계입니다.

다양한 블록체인 구조를 이해하는 것이 Merkle 트리가 들어오는 곳입니다. 1980년 스탠포드 대학의 Ralph Merkle이 개념으로 개발한 머클 트리 P2P(Peer-to-Peer) 네트워크에서 일반적으로 컴퓨팅 성능 및 메모리 공간 요구 사항을 처리하는 데 사용됩니다. 머클트리는 블록체인 기술을 대성공으로 만들었다고 해도 과언이 아닐 것입니다. 머클 트리의 의미와 작동 원리에 대해 알아봅시다.

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머클 트리 개요

간단히 말해 Merkle 트리는 데이터가 의도적으로 구성되는 방식을 나타냅니다. 블록체인에 있는 방대한 양의 정보를 빠르고 효율적으로 검증할 수 있습니다. 앞서 언급했듯이 Ralph Merkle은 "A Certified Digital Signature"라는 제목의 논문에서 무의식적으로 개념으로 만들었습니다. 그러나 아무도 그것이 미래에 분산 원장의 주요 구성 요소가 될 것이라고 예상하지 못했습니다.

Merkle 트리는 처음부터 암호화의 세계를 개선했습니다. 그러나 Bitcoin의 신비한 제작자가 BTC의 기본 코드에서 그것을 사용한 후 암호 화폐에 필수적이 되었습니다. 그 후 이더리움과 다른 암호화폐도 머클 트리를 채택했습니다.

비트코인 네트워크의 경우 머클 트리는 데이터 검증을 위해 대용량 정보 파일 대신 해시를 사용하는 효율적인 구성 요소입니다. 머클 트리는 고유한 설명 용어를 사용하여 노드와 노드 수준 간의 관계를 설명합니다.

블록체인 내의 모든 단일 블록에는 많은 트랜잭션이 포함되어 있습니다. 이러한 모든 거래를 저장하고 어떤 특정 거래가 어떤 블록에 속하는지 찾는 것은 엄청나게 비용이 많이 드는 작업이 될 수 있습니다. 또한 블록체인의 효율성에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 Merkle 트리를 사용하면 모든 트랜잭션이 효율적으로 정렬되므로 검증을 위한 데이터 사용량이 줄어들고 CPU 처리량이 줄어듭니다.

머클 트리가 블록체인에서 작동하는 방식 이해

다음은 이 개념을 명확히 하는 간단한 예입니다. 

L4, L1, L2 및 L3의 4개 트랜잭션이 있는 위에 표시된 것과 같은 데이터 블록을 상상해 보십시오. 이러한 트랜잭션을 저장하기 위해 각 트랜잭션의 해시를 계산하여 머클 트리 개념을 구현할 수 있습니다. 후에 계산, 해시 L1, 해시 L2, 해시 L3 및 해시 L4를 받습니다.

각 트랜잭션의 이러한 해시는 Merkle 트리의 노드(일반적으로 리프 노드라고 함)에 저장됩니다. 그러나 리프 노드를 페어링하여 리프 노드가 아닌 노드를 형성해야 하므로 작업은 계속됩니다. 계산 후 L0, L1, L1 및 L2 해시의 부모 노드 또는 비리프 노드라고 하는 Hash 3 및 Hash 4을 얻습니다.

마지막으로 Hash 1과 Hash 2의 해시는 함께 쌍을 이루어 계산되며 Merkle 루트인 루트 노드에 도달합니다. 이 예제를 통해 우리는 Merkle 트리가 단일 해시가 구조 내에 남을 때까지 자식 노드를 반복적으로 해싱하여 작동한다는 것을 이해합니다.

이렇게 Merkle 트리는 트리의 루트만 확인하여 트랜잭션이 트리에 영향을 미쳤는지 여부를 정확하게 알려줍니다. Merkle 루트는 블록 헤더에 저장되어 변조 방지 기능을 제공하고 탈중앙화 원장 내에서 신뢰와 무결성을 강화합니다. Merkle 트리는 단방향 해시 함수를 사용하며 이 해싱이 데이터 증명을 데이터에서 분리할 때까지 계속된다는 점에 유의해야 합니다.

블록체인을 위한 머클 트리의 필요성

머클 트리가 무엇이고 어떻게 작동하는지 논의했으므로 이제 블록체인에서 머클 트리가 왜 중요한지 이해하는 일만 남았습니다. Merkle 트리의 많은 장점으로 인해 블록체인 기술과 심지어 암호화 플랫폼에도 필요합니다. 이러한 이점 중 일부는 다음과 같습니다.

데이터 전송, 컴퓨팅 및 트래버스와 관련하여 지연은 허용되지 않습니다. 이것이 많은 블록체인이 Merkle 트리를 활용하여 데이터를 전송하는 동안 네트워크가 지연되지 않도록 하는 이유입니다. 데이터의 무결성과 유효성을 증명하는 데 필요한 메모리 양을 줄임으로써 머클 트리는 블록체인의 필수 요소가 되었습니다.

분산형 P2P인 비트코인 ​​블록체인에서는 P2P 네트워크에 연결된 각 컴퓨터에 동일한 데이터가 존재하기 때문에 데이터의 불일치 또는 변조가 발생할 수 있습니다. 이 경우 Merkle 트리를 사용하면 채굴자가 모든 종류의 불일치 또는 거래 변조를 쉽게 식별할 수 있습니다.

이 개념을 사용하지 않으면 모든 데이터를 네트워크 전체로 전송해야 하므로 네트워크 속도가 느려지고 효율성이 저하되며 불필요한 비용이 발생합니다. 이러한 시나리오는 실용적인 계산 능력과 대역폭으로 빠른 데이터 검증을 허용하는 Merkle 트리의 도움으로 피할 수 있습니다.

마무리

머클 트리는 복잡한 개념처럼 들리지만 블록체인 기술과 암호화폐의 중요한 구성 요소입니다. 이 개념이 없다면 비트코인, 이더리움, 채굴에 사용되는 무신뢰 시스템은 없을 것입니다.

자주하는 질문 :

Q1. Merkle 트리는 무엇을 달성하기 위해 설계되었습니까?
Merkle 트리는 컴퓨터가 더 빠르게 작동할 수 있도록 데이터를 검증하는 프로세스로 설계되었습니다.
Q2. 머클 트리와 이더리움 사이의 연결은 무엇입니까?
머클 트리는 이더리움뿐만 아니라 비트코인과 암호화폐 채굴 과정의 배후에 있는 일종의 블록체인 구조입니다. 그러나 Ethereum은 일반적으로 Merkle Patricia 트리로 알려진 수정된 버전의 Merkle 트리를 사용합니다.
Q3. 머클 트리 구현 방법
머클 트리를 구현하려면 모든 비리프 노드가 두 자식 노드의 해시인 이진 트리로 시작해야 합니다. 이 리프에는 데이터 또는 데이터의 해시.
Q4. Merkle 트리의 이점은 무엇입니까?
Merkle 트리는 블록체인 내에서 확장성을 높이는 가벼운 구조이기 때문에 불필요한 데이터를 제거하여 효율성을 높일 수 있습니다. 채굴자와 사용자 모두 블록의 개별 부분을 확인하고 해시를 사용하여 트랜잭션을 확인하고 트랜잭션을 수신하는 동안 해시를 계산하기 때문에 Merkle 트리의 이점을 누릴 수 있습니다.