درخت مرکل در بلاک چین چیست؟

درخت مرکل در مبحث ساختمان داده علوم کامپیوتر توضیح داده می‌شود و برای تأیید و همگام‌سازی داده‌ها کاربرد دارد. این مفهوم در بلاکچین برای رمزنگاری و ایمن‌سازی داده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. با استفاده از این ساختار داده می‌توان اطلاعات موجود در بلاک‌ها را دسته‌بندی کرد و مطمئن شد که گم نمی‌شوند یا آسیب نمی‌بینند. درخت مرکل همچنین به نودهای اعتبارسنج کمک می‌کند بدون نیاز به دانلود کل شبکه بلاکچین، داده‌های مربوط به تراکنش مورد نظرشان را بررسی و تأیید کنند.

درخت مرکل در بلاک چین چیست؟

اگه در حوزه بلاک چین فعالیت داشته باشین، احتمالا اسم درخت مرکل یا Merkle Tree رو شنیدین و خواستین تا اطلاعاتی در مورد این مفهوم به دست بیارین و شاید این سوال واسه شما هم پیش اومده باشه که درخت مرکل چیست؟ ما می تونیم در پاسخ به این سوال بگیم که درخت مرکل یا Mekle Tree سیستمی نظام دهنده برای هشینگ و پردازش دقیق تر تراکنش ها با صرف انرژی کمتر هست. همچنین درخت مرکل همه تراکنش های ورودی شبکه رو در قالبی مشخص و چند مرحله ای جمع آوری می کنه و بعد از هش تراکنش های هر مرحله نتیجه رو برای هشینگ به مرحله بعدی ارسال می کنه تا بهترین عملکرد رو داشته باشه. جالب اینجاست که بدونین درخت مرکل یا Merkle بخشی اساسی از فناوری بلاک چین هست. درخت مرکل یه ساختار داده ریاضی هست که از هش بلاک های مختلف داده تشکیل شده و به عنوان خلاصه ای از تراکنش های یه بلاک عمل می کنه. همچنین امکان تایید کارآمد و ایمن محتوا رو در مجموعه وسیعی از داده ها فراهم می کنه. ارز دیجیتال بیت کوین و اتریوم از ساختار درخت مرکل استفاده می کنند. درخت مرکل به درخت هش هم معروف هست. درخت مرکل برای اولین بار در سال 1979 توس شخصی به اسم رالف مرکل ارائه شده و در سیستم های متمرکز، داده ها از یه نسخه قابل دسترسی و شناسایی هستن.

تاریخچه درخت مرکل :

درخت مرکل برای اولین بار در سال 1979 توسط رالف مرکل(Ralph Merkle) ارائه شد. در سیستم های متمرکز ، داده ها از یک نسخه ، قابل دسترسی هستند. این بدان معناست که آنها برای ذخیره یا دسترسی به داده ها کار زیادی انجام نمی دهند. اما ، وقتی صحبت از شبکه بلاکچین غیر متمرکز می شود ، با کپی شدن هر داده در میان گره ها ، دستیابی موثر به داده ها یک چالش است. همچنین تهیه کپی از داده ها و به اشتراک گذاری آن در میان گره ها دشوار است. علاوه بر این ، داده های مشترک برای هر یک از گره های دریافت کننده باید تأیید شوند.درخت مرکل بلاک چین های غیرمتمرکز را قادر می سازد داده ها را به اشتراک بگذارند ، آنها را تأیید کرده و قابل اعتماد کنند. داده ها را به گونه ای سازماندهی می کند که برای به اشتراک گذاری و تأیید داده ها ، قدرت پردازش زیادی لازم ندارند. همچنین به لطف استفاده از توابع هش و رمزنگاری امنیت تراکنش ها را تسهیل می کند.Satoshi Nakamoto اولین شخصی بود که درختان مرکل را از طریق بیت کوین در فناوری بلاکچین پیاده سازی کرد. ساتوشی شاخه جدیدی از علوم کامپیوتر را در جایی گشود که نیازی به مرجع متمرکز نیست.

اهمیت درخت مرکل در بلاک چین :

حال قصد داریم که به این سوال پاسخ دهیم که چرا وجود درختان مرکل برای فناوری بلاک چین حیاتی است. ارز دیجیتال بیت کوین را در نظر بگیرید و تصور کنید که درخت مرکل در بیت کوین وجود نمی‌داشت. همین امر باعث می‌شد که هر گره در شبکه، مجبور باشد که نسخه کاملی از تمام تراکنش‌های بیت کوینی را که تاکنون انجام شده، در خود حفظ کند. هما‌ن‌طور که متوجه شدید، حجم این اطلاعات سرسام‌آور خواهد بود. وجود درخت مرکل در بلاک چین، راه‌حلی برای این مسئله است. با کمک این درخت‌ها، دیگر برای اعتبارسنجی یک تراکنش نیازی به یک کپی کامل از دفتر کل نیست، زیرا با استفاده از ریشه مرکل به ارسال اطلاعات بسیار کمتری در سراسر گره‌ها نیاز داریم و بنابراین، قدرت محاسباتی کمتری برای تجزیه و تحلیل یکپارچگی داده‌ها مصرف می‌شود. به عبارت دیگر، درخت مرکل به کاربران امکان می‌دهد بدون نیاز به گذراندن فرآیند دانلود کل بلاک چین، تأیید کنند که تراکنشی در یک بلاک گنجانده شده است یا خیر. در واقع،‌ با کمک درخت مرکل برای اثبات معتبر بودن یک تراکنش تنها به مقادیر کمی از اطلاعات در سرتاسر شبکه احتیاج داریم.

نتیجه گیری :
درخت‌های مرکل برای پلتفرم‌هایی که به‌دنبال ساده‌سازی و افزایش کارایی فرآیند اعتبارسنجی تراکنش‌های خود هستند، بسیار سودمندند. بدون وجود ساختار مرکل تری، به‌خاطر نیاز به ارسال داده در کل شبکه، اعتبارسنجی به پروسه‌ای بسیار وقت‌گیر تبدیل خواهد شد. پلتفرم‌های بلاک چینی استفاده‌کننده از معماری ریشه های درخت مرکل، به قدرت محاسباتی و پنهای باند کمتری نیاز دارند.