Hash ağaçları olarak da adlandırılan Merkle tree, blockchain teknolojisinin zorunlu bir bileşenidir ve verilerin güvenli ve verimli bir şekilde doğrulanmasını sağlar.
- Merkle tree, kriptografi ve bilgisayar bilimlerinde kullanılan karma tabanlı bir oluşumdur.
- Kök karması, ilgili bireysel işlemlerde yer alan tüm verileri özetler.
- Merkle tree, doğrulama amacıyla bir blok zincirinde tutulması gereken veri miktarlarının azaltılmasında esastır.
Adını bilim adamı Ralph Merkle’den alan bir Merkle ağacı veya hash ağacı, kriptografi ve bilgisayar bilimlerinde kullanılan hash tabanlı bir veri oluşumudur.
Başlıklar
Merkle Tree nedir?
Bitcoin ağında , tam bir bilgi dosyası yerine hash’ler kullanıldığından verimli olan veri doğrulama için Merkle tree kullanılır. Bir Merkle tree, aşağıdaki resimde gösterildiği gibi karma değerler ağacıdır:
Alt kısımdaki mavi kutular – “m0”, “m1”, “m2” ve “m3” – verileri temsil eder. Bu veri “m”, Merkle ağacının bir parçası olarak kabul edilmez. Şimdi, böyle bir kutudaki değer – küçük harf “m” ile – hash edilirse, yukarıdaki sarı kutuda büyük “M” harfiyle gösterilen bir hash değeri alırsınız.
Kök düğüm ve yaprak düğümler
İnfografikteki sarı kutular “yaprak düğümlerini” temsil eder ve hashlenmiş verileri gösterir. “M0” ve “M1” iki değeri, “+” işaretiyle gösterildiği gibi eklenir ve yukarıdaki koyu gri kutuda gösterildiği gibi birlikte özetlenir, sonuç, “alt düğüm değerlerini” içeren başka bir karma değerdir. Son olarak, bu değerler eklenir ve özetlenir, sonuçta “Merkle kökü” olarak da adlandırılan tek bir “kök” elde edilir.
Bir üst düğümün altındaki iki düğüm, o üst düğümün “alt düğümleridir”.
Kök karma, karma tabanlı veri yapısında en üstteki karmadır. Bizim için önemli olan, bu kökün blok başlığının bir parçası olduğu Bitcoin ile olan ilişkisidir. Hangi işlemlerin mevcut olduğunu sağlar.
Bir Merkle tree, düğümler ve düğüm düzeyleri arasındaki ilişkiyi açıklamak için , örneğin Basitleştirilmiş Ödeme Doğrulaması (SPV) sürecinde kullanılanlar gibi, özel bir tanımlayıcı terminoloji türü kullanır.
Altındaki iki düğümün değerlerini içeren bir düğüm, bu iki düğümün “ebeveyni”dir. Her düğümün en fazla iki “alt düğümü” veya “alt öğesi” varsa, buna ikili karma ağaç denir.
Bir üst düğümün altındaki iki düğüm, bu üst düğümün “alt düğümleridir”. Başka bir alt düğümün yanındaki alt düğüm, o alt düğümün “kardeşidir”. Altta yer alan ve “çocuk” sahibi olmayan tüm düğümler “yaprak düğümler” olarak adlandırılır, aynı seviyededirler.
Bunun nedeni, görebileceğiniz gibi, hash ağacının ağaç benzeri bir yapı olması ve her yaprak düğümün bir veri bloğunun hash’i olmasıdır. Merkle tree tipik olarak bir ikili ağaç yapısı kullanır, ancak daha yüksek bir çıktı seviyesi de kullanılabilir. Mükemmel bir Merkle ağacının kurulumu, yaprak sayısının her zaman 2n olması ve “n” değerinin 1, 2, 3 vb. olması şeklindedir. Her düğümün alt düğümü yoktur veya iki “alt düğümü” vardır.
Merkle Tree Blockchain Teknolojisinde Nasıl ve Neden Kullanılır?
Bitcoin ağında, bir blok içindeki tüm işlemler, tüm işlem setinin dijital parmak izini üreterek bir Merkle ağacında özetlenir. Bu şekilde bir kullanıcı, bir işlemin bir bloğa dahil edilip edilmediğini doğrulayabilir.
- Merkle ağacının ağaç benzeri yapısındaki tüm düğümler, altlarındaki karma verilerin kısmi temsilleridir.
Merkle tree, doğrulama için gereken veri miktarını azaltır. Diyelim ki Sue, John’a “m6” işleminin değiştirilmediğini kanıtlamak istiyor. John, kök karmasını güvenilir bir kaynaktan alabilir ve durumun bu olduğunu doğrulayabilir.
Sue ve John, Merkle ağaçları olmadan devam ederse, Sue’nun “m6″nın kurcalanmadığını kanıtlamak için John’a tüm karma işlemleri sağlaması gerekir. Bir Merkle ağacı, bunu doğrulamak için çok daha iyi bir yol sağlar. Yine, John güvendiği bir kaynaktan kökü alır. Bu kez, Sue “m6″nın kurcalanmadığını kanıtlamak istiyorsa, John’a aşağıdaki grafikte belirtildiği gibi yalnızca mesajı ve dört karma değeri (morla gösterilmiştir) göndermesi gerekir:
Merkle ağacının ağaç benzeri yapısındaki tüm düğümler, altlarındaki karma verilerin kısmi temsilleridir. Merkle ağacındaki yapraklar, bireysel işlemlerin hash’leridir.
Tutarsızlıkların kontrol edilmesi
Bitcoin blok zinciri gibi dağıtılmış, eşler arası ağlarda, eşler arası ağdaki her bilgisayarda aynı veriler bulunur. Blok zinciri bir işlemin eklenmesiyle her değiştirildiğinde , değişiklikler tüm ağdaki her bilgisayara aynı anda yansıtılır.
John artık Merkle ağacının Merkle kökünü bulmakla ilgili kısmını yeniden yapılandırabilir. Bunu güvenilmeyen bir kaynaktan hashlenmiş değerleri doğrulamak için kullanabilir. Yeniden yapılandırılmış kök sağlama, güvenilir kaynaktan alınan kök sağlama değeriyle eşleşirse, bunları kabul edebilir. Bir Merkle ağacının bir bölümünü yeniden oluşturmak, verileri tüm hashlenmiş verilerle doğrulamaktan daha kolaydır ve bir o kadar da güvenlidir.
Özetle, tutarsızlıkları kontrol etmek için bir Merkle tree kullanmak doğrulama sürecini önemli ölçüde hızlandırır, çünkü yalnızca karmalar ve henüz tamamlanmamış dosyalar bir ağ üzerinden gönderilir, bu yalnızca işlemi daha kolay hale getirmekle kalmaz, aynı zamanda bir ağda çok daha az bellek alanı kullanır.
Bir yazımızın daha sonuna geldik umarım sizler için de faydalı olmuştur. Bu ve bunun gibi birçok yazıdan anında haberdar olmak için bizi sosyal medya hesaplarımızdan takip etmeyi unutmayınız. Neşeli günler dilerim!
