Albero Merkle
Un albero Merkle è una struttura di dati utilizzata nelle applicazioni informatiche. In bitcoin e altre criptovalute, gli alberi Merkle servono per codificare i dati blockchain in modo più efficiente e sicuro.
Sono anche chiamati "alberi di hash binari".
Abbattere l'albero di Merkle
Nella blockchain di bitcoin, un blocco di transazioni viene eseguito attraverso un algoritmo per generare un hash, che è una stringa di numeri e lettere che può essere utilizzata per verificare che un determinato set di dati sia uguale al set originale di transazioni, ma non ottenere l'insieme originale di transazioni. Il software Bitcoin non esegue l'intero blocco di dati di transazione - che rappresentano mediamente un valore di 10 minuti di transazioni - attraverso la funzione di hash in una volta, tuttavia. Piuttosto, ogni transazione è sottoposta a hash, quindi ogni coppia di transazioni viene concatenata e l'hash insieme, e così via fino a quando non vi è un hash per l'intero blocco. (Se c'è un numero dispari di transazioni, una transazione viene raddoppiata e il suo hash è concatenato con se stesso.)
Visualizzata, questa struttura ricorda un albero. Nel diagramma seguente, "T" indica una transazione, "H" un hash. Si noti che l'immagine è altamente semplificata; un blocco medio contiene oltre 500 transazioni, non otto.
Gli hash nella riga inferiore sono indicati come "foglie", gli hash intermedi come "rami" e l'hash nella parte superiore come "radice". La radice Merkle di un determinato blocco è memorizzata nell'intestazione: ad esempio, la radice Merkle del blocco # 482819 è e045b18e7a3d708d686717b4f44db2099aabcad9bebf968de5f7271b458f71c8. Il root viene combinato con altre informazioni (la versione del software, l'hash del blocco precedente, il timestamp, il target di difficoltà e il nonce) e quindi esegue una funzione hash per produrre l'hash univoco del blocco: 000000000000000000bfc767ef8bf28c42cbd4bdbafd9aa1b5c3c33c2b08959494 nel caso # 48289494 . Questo hash non è effettivamente incluso nel blocco pertinente, ma in quello successivo; è distinto dalla radice di Merkle.
L'albero Merkle è utile perché consente agli utenti di verificare una transazione specifica senza scaricare l'intera blockchain (oltre 130 gigabyte alla fine di agosto 2017). Ad esempio, supponiamo che tu voglia verificare che la transazione T D sia inclusa nel blocco nel diagramma sopra. Se hai l'hash radice (H ABCDEFGH ), il processo è come un gioco di sudoku: interroghi la rete su H D e restituisce H C, H AB e H EFGH . L'albero Merkle ti consente di verificare che tutto sia giustificato da tre hash: dati H AB, H C, H EFGH e la radice H ABCDEFGH, H D (l'unico hash mancante) deve essere presente nei dati.
Gli alberi di Merkle prendono il nome da Ralph Merkle, che li ha proposti in un documento del 1987 intitolato "Una firma digitale basata su una funzione di crittografia convenzionale". Merkle ha anche inventato l'hash crittografico.
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