ПРОДОВЖУЄТЬСЯ
Дізнайтеся, що таке мерклеві дерева, як вони забезпечують ефективну перевірку блокчейну, чому вони є основою безпеки Bitcoin та Ethereum, і де вони зустрічаються в криптовалюті у 2026 році.
Що таке Merkle Trees? Ефективна верифікація даних у великому масштабі
Дерево Меркла — це структура даних, де кожен шматок даних хешується, пари хешів комбінуються і хешуються знову, і цей процес триває по шарах, поки єдиний хеш, корінь Меркла, не представляє весь набір даних.
Названий на честь комп’ютерного вченого Ральфа Меркла, ця структура забезпечує чудову властивість: ви можете перевірити, чи належить конкретний шматок даних до набору, перевіривши невелику кількість хешів, що називаються доказом Меркла, замість перевірки всього набору даних.
У блокчейн-додатках дерева Меркла вирішують критичну проблему: як ефективно перевірити, що конкретна транзакція включена в блок, не завантажуючи і не переробляючи кожну транзакцію в цьому блоці? Відповідь - це доказ Меркла: коротка послідовність хешів, що дозволяє перевірку без повного доступу до даних.
Як працюють дерева Меркла у Bitcoin
Bitcoin використовує дерево Меркле для узагальнення всіх транзакцій у блоці. Кожна транзакція хешується. Суміжні хеші транзакцій об'єднуються і хешуються разом. Цей процес продовжується шар за шаром, поки не залишиться єдиний корінь Меркле.
Цей корінь Меркле включається в заголовок блоку поряд з хешем попереднього блоку та числом перевірки виконання роботи. Будь-яка зміна в будь-якій транзакції блоку змінить корінь Меркле, що змінить хеш заголовка, що зробить блок недійсним.
Спрощена перевірка платежів (SPV), використовується легкими гаманцями, які не завантажують повний блокчейн, покладається на докази Меркле. Легкий гаманець може перевірити, що конкретна транзакція включена в підтверджений блок, завантаживши лише заголовки блоків та запросивши доказ Меркле для цієї транзакції, що становить тільки кілька сотень байтів, навіть для блоків з тисячами транзакцій.
Merkle дерева в Ethereum: Дерева стану та зберігання
Ethereum використовує більш складний варіант, званий Merkle Patricia Trie, для управління своїм станом. Стан — це не просто список транзакцій, а повний запис усіх балансових рахунків, коду смарт-контрактів та значень зберігання.
Ця структура дозволяє довести будь-яку частину стану Ethereum за допомогою короткого криптографічного доказу без розголошення або відтворення всього стану. Легкі клієнти можуть перевіряти баланси рахунків, значення зберігання контрактів і квитанції транзакцій без завантаження повного стану Ethereum.
Заголовок блоку Ethereum містить три окремі корені trie: корінь стану (всі дані облікових записів), корінь транзакцій (всі транзакції в блоці) і корінь квитанцій (результати виконання транзакцій). Ця структура забезпечує ефективну верифікацію будь-якого запиту стану з криптографічною визначеністю.
Дерева Меркла у другому рівні та Ейрдропи
Дерева Меркла з'являються по всій сучасній інфраструктурі блокчейн за межами базових шарів ланцюгів.
Мережі другого рівня використовують дерева Меркла для фіксації своїх транзакційних пакетів при оновленні стану в Ethereum. ZK rollup публікує корінь Меркла, що представляє тисячі транзакцій разом з доказом коректності. Будь-хто може перевірити включення конкретної транзакції, перевіряючи доказ Меркла проти опублікованого кореня.
Airdrops часто використовують дерева Меркла для ефективного управління розподілом. Замість зберігання списку адрес, що відповідають умовам, на ланцюгу (що було б дорогим), розгортається корінь Меркла всіх таких адрес. Кожен користувач, що має право, надає доказ Меркла для підтвердження свого включення при отриманні, який контракт перевіряє проти збереженого кореня. Це може підтримувати мільйони адрес, що відповідають умовам, з мінімальними витратами на зберігання на ланцюгу.
Чому розуміння дерев Меркля має значення
Дерева Меркла - це один з тих основоположних концептів, який, після його розуміння, прояснює численні рішення щодо дизайну в системах блокчейн.
Чому легкі гаманці можуть перевіряти транзакції без завантаження повних блоків? Докази Меркла. Чому ZK-ролапи можуть підтверджувати тисячі транзакцій з єдиним невеликим хешем? Корені Меркла. Чому airdrop-и можуть ефективно підтримувати мільйони отримувачів? Дерева Меркла.
Властивість можливості підтвердження членства у великій множині з логарифмічно невеликим доказом не лише технічно елегантна. Це практично необхідно для блокчейн-систем, які повинні бути одночасно масштабованими та перевіреними. Без дерев Меркла багато рішень для масштабування та ефективні механізми перевірки, що роблять сучасну крипту практичною, були б неможливі.
Дерева Меркля: Проста структура, глибокі наслідки
Дерева Меркла є прекрасним прикладом того, як проста структура даних може мати значні наслідки для можливостей системи.
Поєднання ефективної верифікації, виявлення підробок і логарифмічного розміру доказу є тим, що робить блокчейни одночасно масштабованими та криптографічно безпечними. Без дерев Меркла верифікація легких клієнтів Bitcoin вимагала б завантаження кожної транзакції. Без них, пакетування на другому рівні було б набагато менш ефективним. Без них, управління аірдропами на ланцюгу в масштабі було б непрактичним.
Для технічно допитливих, розуміння дерев Меркла відкриває вікно в елегантну математику, яка лежить в основі безпеки блокчейнів. Для всіх інших знання про їхнє існування і яку проблему вони вирішують, завершує картину того, чому блокчейни працюють так, як вони працюють.
Ця інформація, включаючи будь-які думки та аналізи, призначена лише для освітніх цілей і не є фінансовою порадою чи рекомендацією. Ви завжди повинні проводити власне дослідження перед прийняттям будь-яких інвестиційних рішень і несете повну відповідальність за свої дії та інвестиційні рішення.
Послуги Freedx не призначені для жителів Сполучених Штатів, Канади та Об’єднаних Арабських Еміратів, а також для будь-якої особи в юрисдикції, де таке використання було б суперечним місцевим законам чи нормативним актам.
© 2025 Freedx, всі права захищено