Что такое дерево Меркла?

Главное Дерево Меркла (хеш-дерево) — это алгоритм, позволяющий получить один хеш для множества фрагментов данных. Метод используют для определения целостности файлов и верификации информации.

Хеш-дерево можно представить в виде структуры, от основания которой до промежуточных узлов расходятся ветви. На концах разветвлений размещены листья, представляющие фрагменты данных. В основании дерева находится корневой хеш (корень Меркла). Последний является обязательным элементом заголовка блока биткоина.

Корневой хеш позволяет верифицировать каждую транзакцию. Для проверки требуется скачать только заголовок блока и аутентификационный путь операции. Благодаря дереву Меркла снижается объем необходимых вычислений, что дает возможность реализовать упрощенную проверку платежей (SPV).

Кто и когда изобрел концепцию дерева Меркла? Создателем концепции хеш-дерева является профессор Ральф Меркл. Он изобрел способ представления цифровых подписей в 1979 году. Патентом на технологию владеет Стэнфордский университет.

Ученый предложил использовать бинарное хеш-дерево. Меркл также внес значительный вклад в развитие криптографии. Он известен благодаря публикации 1987 года «Цифровая подпись, основанная на обычной функции шифрования».

Для чего нужно дерево Меркла? Централизованная система предоставляет данные из одного источника, на который полагаются все пользователи. Последний гарантирует корректность полученной информации.

Блокчейн является распределенной базой данных. Информация в ней хранится на множестве независимых узлов (нод). Нода не может принять сообщения от других участников без их проверки. Узлу необходимо определить, содержит ли блок корректные транзакции.

Для снижения вычислительных затрат можно использовать деревья Меркла. Они