मर्कल ट्री क्या है? इस ब्लॉकचेन घटक के लिए शुरुआती गाइड

मर्कल ट्री

मर्कल ट्रीज़ ब्लॉकचिन का एक मूलभूत घटक है जो उनकी कार्यक्षमता को कम करता है। वे बड़े डेटा संरचनाओं के कुशल और सुरक्षित सत्यापन के लिए अनुमति देते हैं, और ब्लॉकचिन के मामले में, संभवतः असीम डेटा सेट.

ब्लॉकचेन में मर्कल पेड़ों के कार्यान्वयन के कई प्रभाव हैं। यह डेटा की अखंडता को बनाए रखने के लिए उन्हें हैश-आधारित वास्तुकला प्रदान करते हुए उन्हें स्केल करने की अनुमति देता है और डेटा की अखंडता को सत्यापित करने के लिए एक तुच्छ तरीका है।.

क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन अंतर्निहित तकनीक है जो मर्कल पेड़ों को काम करने की अनुमति देती है, इसलिए सबसे पहले, यह समझना महत्वपूर्ण है कि क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन क्या हैं.

क्रिप्टोग्राफिक हैश फंक्शंस

सीधे शब्दों में कहें, हैश फ़ंक्शन कोई भी फ़ंक्शन है जिसका उपयोग किसी निश्चित आकार के आउटपुट के लिए मनमाने आकार (इनपुट) के डेटा को मैप करने के लिए किया जाता है। एक हैशिंग एल्गोरिथ्म को डेटा इनपुट पर लागू किया जाता है और परिणामी निश्चित लंबाई आउटपुट को हैश के रूप में संदर्भित किया जाता है.

कई हैशिंग एल्गोरिदम व्यापक रूप से सार्वजनिक रूप से उपलब्ध हैं और आपकी आवश्यकताओं के आधार पर चुने जा सकते हैं.

मनमाना इनपुट से परिणामी हैश केवल लंबाई में तय नहीं है, यह इनपुट के लिए भी पूरी तरह से अद्वितीय है और फ़ंक्शन स्वयं नियतात्मक है। यही है, कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप एक ही इनपुट पर फ़ंक्शन को कितनी बार चलाते हैं, आउटपुट हमेशा समान रहेगा.

उदाहरण के लिए, यदि आपके पास इनपुट के रूप में निम्न डेटा सेट हैं, तो परिणामी आउटपुट प्रत्येक इनपुट के लिए अद्वितीय हैं। ध्यान दें कि दूसरे और तीसरे उदाहरण में कैसे, हालांकि इनपुट का अंतर केवल एक शब्द है, जिसके परिणामस्वरूप आउटपुट पूरी तरह से अलग हैं.

यह बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि यह डेटा के “फिंगरप्रिंटिंग” के लिए अनुमति देता है.

एक क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शन, से छवि विकिपीडिया

चूंकि आउटपुट (उदाहरण में हैश राशि) की लंबाई हमेशा हैशिंग एल्गोरिथ्म द्वारा निर्धारित के रूप में ही उपयोग की जाती है, भारी मात्रा में डेटा को उनके परिणामी हैश के माध्यम से पूरी तरह से पहचाना जा सकता है.

उन प्रणालियों के साथ जिनमें बड़ी मात्रा में डेटा होते हैं, एक निश्चित लंबाई के आउटपुट के साथ डेटा को स्टोर और पहचान करने में सक्षम होने के लाभ विशाल भंडारण बचत बना सकते हैं और दक्षता बढ़ाने में मदद कर सकते हैं.

ब्लॉकचैन के भीतर, ब्लॉकचैन की स्थिति निर्धारित करने के लिए हैशिंग एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है.

ब्लॉकचेन लिंक की गई लिस्ट होती हैं जिनमें डेटा और एक हैश पॉइंटर होता है जो पिछले ब्लॉक की ओर इशारा करता है, जिससे कनेक्टेड ब्लॉक की एक चेन बनती है, इसलिए नाम “ब्लॉकचैन” होता है।.

प्रत्येक ब्लॉक एक हैश पॉइंटर के माध्यम से एक दूसरे से जुड़ा होता है, जो पिछले ब्लॉक के पते के साथ पिछले ब्लॉक के अंदर डेटा का हैश है। इस प्रारूप में डेटा के ब्लॉक को जोड़कर, पिछले ब्लॉक के प्रत्येक परिणामी हैश ब्लॉकचैन के पूरे राज्य का प्रतिनिधित्व करता है क्योंकि पिछले ब्लॉक के सभी हैश किए गए डेटा को एक हैश में हैश किया जाता है.

यह इस तरह के एक आउटपुट (हैश) द्वारा (SHA-256 एल्गोरिथ्म के मामले में) का प्रतिनिधित्व किया जाता है.

b09a57d476ea01c7f91756adff1d560e579057ac99a28d3f30e259b30ecc9dc7

उपरोक्त हैश इससे पहले ब्लॉकचैन के पूरे राज्य का फिंगरप्रिंट है। नए ब्लॉक से पहले ब्लॉकचेन की स्थिति (हैशेड डेटा के रूप में) इनपुट है, और परिणामस्वरूप हैश आउटपुट में है.

हालांकि मर्कल पेड़ों के बिना क्रिप्टोग्राफिक हैश का उपयोग करना संभव है, यह बेहद अक्षम है और स्केलेबल नहीं है। एक श्रृंखला प्रारूप में एक ब्लॉक में डेटा स्टोर करने के लिए हैश का उपयोग करना समय लेने वाली और बोझिल है.

जैसा कि आप देखेंगे, मर्कल के पेड़ डेटा अखंडता के तुच्छ संकल्प के साथ-साथ मर्कल प्रूफ का उपयोग करके पूरे पेड़ के माध्यम से उस डेटा का मानचित्रण करने की अनुमति देते हैं।.

मर्कल ट्रीज़ और मर्कल प्रूफ

1979 में अवधारणा का पेटेंट कराने वाले राल्फ़ मर्कले के नाम पर, मर्कले के पेड़ मौलिक रूप से डेटा संरचना के पेड़ हैं जहां प्रत्येक गैर-पत्ती नोड अपने संबंधित बच्चे के नोड्स का एक हैश है.

पत्ती के नोड्स पेड़ में नोड्स के सबसे निचले स्तर हैं। सबसे पहले, इसे समझना मुश्किल हो सकता है, लेकिन अगर आप नीचे इस्तेमाल किए गए आंकड़े को देखते हैं, तो यह समझना बहुत आसान हो जाएगा.

हैश ट्री

एक बाइनरी हैश ट्री का उदाहरण, से छवि विकिपीडिया

महत्वपूर्ण रूप से, नोटिस करें कि बाईं ओर गैर-पत्ती नोड्स या “शाखाएं” (हैश 0-0 और हैश 0-1 द्वारा प्रतिनिधित्व) कैसे अपने संबंधित बच्चों एल 1 और एल 2 की राख हैं। इसके अलावा, ध्यान दें कि कैसे हैश 0 अपने सुरीले बच्चों, हैश 0-0 और हैश 0-1 की शाखा हैश.

ऊपर दिया गया उदाहरण बर्क मर्कल ट्री के रूप में जाना जाने वाला मर्कल पेड़ का सबसे आम और सरल रूप है। जैसा कि आप देख सकते हैं, एक शीर्ष हैश है जो पूरे पेड़ का हैश है, जिसे रूट हैश के रूप में जाना जाता है। अनिवार्य रूप से, मर्कल पेड़ एक डेटा संरचना है जो हैश की “एन” संख्या ले सकती है और एक एकल हैश के साथ इसका प्रतिनिधित्व कर सकती है.

पेड़ की संरचना मनमाने ढंग से बड़ी मात्रा में डेटा के कुशल मानचित्रण की अनुमति देती है और उस डेटा में परिवर्तन की आसान पहचान करने में सक्षम बनाती है। यह अवधारणा मर्कल सबूतों को सक्षम करती है, जिसके साथ, कोई यह सत्यापित कर सकता है कि डेटा का हैशिंग सभी तरह से पेड़ के ऊपर और सही स्थिति में है, वास्तव में हैश के पूरे सेट को देखे बिना।.

इसके बजाय, वे यह सत्यापित कर सकते हैं कि डेटा चंक पूरे डेटा सेट के बजाय केवल हैश के एक छोटे से उपसमूह की जाँच करके रूट हैश के अनुरूप है।.

जब तक रूट हैश सार्वजनिक रूप से जाना जाता है और विश्वसनीय होता है, तब तक यह संभव है कि जो डेटाबेस में की-वैल्यू लुकअप करना चाहता है, वह डेटाबेस के भीतर डेटा के टुकड़े की स्थिति और अखंडता को सत्यापित करने के लिए एक मर्कल प्रूफ का उपयोग करे। एक विशेष जड़.

जब रूट हैश उपलब्ध होता है, हैश ट्री किसी भी गैर-विश्वसनीय स्रोत से प्राप्त किया जा सकता है और पेड़ की एक शाखा को एक समय में डेटा अखंडता के तत्काल सत्यापन के साथ डाउनलोड किया जा सकता है, भले ही पूरा पेड़ अभी तक उपलब्ध न हो.

मर्कल ट्री संरचना के सबसे महत्वपूर्ण लाभों में से एक समान हैशिंग तंत्र के माध्यम से डेटा के मनमाने ढंग से बड़े सेटों को प्रमाणित करने की क्षमता है जो डेटा की बहुत कम मात्रा को सत्यापित करने के लिए उपयोग किया जाता है।.

पेड़ प्रबंधनीय छोटे भागों में डेटा के बड़े सेट को वितरित करने के लिए फायदेमंद है जहां समग्र बड़े डेटा आकार के बावजूद अखंडता के सत्यापन के लिए बाधा काफी हद तक कम हो जाती है.

रूट हैश का उपयोग संपूर्ण डेटा सेट के लिए फिंगरप्रिंट के रूप में किया जा सकता है, जिसमें एक संपूर्ण डेटाबेस शामिल है या एक ब्लॉकचेन के पूरे राज्य का प्रतिनिधित्व करता है। निम्नलिखित अनुभागों में, हम चर्चा करेंगे कि कैसे बिटकॉइन और अन्य सिस्टम मर्कल ट्री को लागू करते हैं.

बिटकॉइन में मर्कल ट्रीज़

बिटकॉइन द्वारा नियोजित क्रिप्टोग्राफिक हैश फ़ंक्शन SHA-256 एल्गोरिथ्म है। यह “सिक्योर हैशिंग एल्गोरिथ्म” के लिए है, जिसका आउटपुट लंबाई में एक निश्चित 256 बिट है। बिटकॉइन में मर्कल पेड़ों का मूल कार्य स्टोर करना है, और अंत में हर ब्लॉक में लेन-देन करना है.

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, एक ब्लॉकचैन में ब्लॉक पिछले ब्लॉक के हैश के माध्यम से जुड़े हुए हैं। बिटकॉइन में, प्रत्येक ब्लॉक में उस ब्लॉक में और साथ ही ब्लॉक हेडर में सभी लेनदेन शामिल हैं:

  • ब्लॉक संस्करण संख्या
  • पिछला ब्लॉक हैश
  • समय-चिह्न
  • खनन कठिनाई लक्ष्य
  • अस्थायी रूप से
  • मर्कले जड़ हश

नीचे की छवि बिटकॉइन से है सफ़ेद कागज और बताता है कि मर्कल वृक्ष प्रत्येक ब्लॉक में कैसे फिट बैठता है.

मर्कल ट्री

लेन-देन को खनिकों द्वारा ब्लॉक में शामिल किया गया है और एक मर्कल ट्री के हिस्से के रूप में हैशेड किया गया है, जिससे मर्कल रूट को ब्लॉक हेडर में संग्रहीत किया गया है। इस डिज़ाइन के कई विशिष्ट लाभ हैं.

सबसे विशेष रूप से, जैसा कि श्वेतपत्र में उल्लिखित है, यह सरल भुगतान सत्यापन (एसपीवी) नोड्स के अस्तित्व की अनुमति देता है, जिसे “हल्के ग्राहक” के रूप में भी जाना जाता है। इन नोड्स में पूरे बिटकॉइन ब्लॉकचेन को डाउनलोड करने की आवश्यकता नहीं है, केवल सबसे लंबी श्रृंखला के ब्लॉक हेडर हैं.

एसपीवी नोड्स अपने सहकर्मी नोड्स को क्वेरी करके इसे प्राप्त कर सकते हैं जब तक कि वे आश्वस्त न हों कि संग्रहीत ब्लॉक हेडर वे जिस पर काम कर रहे हैं, वह सबसे लंबी श्रृंखला का हिस्सा है। एक SPV नोड तब लेन-देन को मैप करने के लिए एक विशिष्ट मर्कल ट्री के साथ मर्कल प्रूफ का उपयोग करके लेन-देन की स्थिति निर्धारित करने में सक्षम होता है, जिसमें संबंधित मर्कल ट्री की रूट हैश एक ब्लॉक हैडर में होती है जो सबसे लंबी श्रृंखला का हिस्सा होता है.

इसके अतिरिक्त, बिटकॉइन के मर्कल पेड़ों को लागू करने से अंतरिक्ष को बचाने के लिए ब्लॉकचेन की छंटाई की अनुमति मिलती है। यह केवल ब्लॉक हैडर में रूट हैश के संग्रहित होने का परिणाम है, इसलिए, पुराने ब्लॉकों को मर्कल ट्री की अनावश्यक शाखाओं को हटाकर फिर से विभाजित किया जा सकता है, जबकि केवल मर्कल प्रूफ के लिए उन लोगों को संरक्षित करना चाहिए।.

अन्य ब्लॉकचेन और सिस्टम में मर्कल ट्री का कार्यान्वयन

हालांकि बिटकॉइन मर्कल पेड़ों को लागू करने वाला पहला ब्लॉकचेन था, लेकिन कई अन्य ब्लॉकचेन, मर्कल ट्री संरचनाओं या अन्य अधिक संस्करण को लागू करते हैं.

इसके अलावा, मर्कल ट्री कार्यान्वयन केवल ब्लॉकचेन तक सीमित नहीं है और कई अन्य प्रणालियों पर लागू होता है.

Ethereum, अन्य सबसे पहचानने योग्य क्रिप्टोकरेंसी होने के नाते, एक अलग मर्कल ट्री कार्यान्वयन का एक बढ़िया उदाहरण है। क्योंकि एथेरियम अधिक जटिल अनुप्रयोगों के निर्माण के लिए एक मंच के रूप में ट्यूरिंग-पूर्ण है, यह मर्कल ट्री के अधिक जटिल संस्करण का उपयोग करता है जिसे मर्कल पेट्रीसिया ट्री कहा जाता है जो वास्तव में तीन अलग-अलग प्रकार के ऑब्जेक्ट्स के लिए उपयोग किए जाने वाले मर्कल ट्री है। आप इन पेड़ों के बारे में अधिक जान सकते हैं यहाँ.

अंत में, मर्कल ट्री वितरित संस्करण नियंत्रण प्रणाली जैसे Git और IPFS के महत्वपूर्ण घटक हैं। एक पी 2 पी प्रारूप में कंप्यूटर के बीच साझा किए गए डेटा की अखंडता को आसानी से सुनिश्चित करने और सत्यापित करने की उनकी क्षमता उन्हें इन प्रणालियों के लिए अमूल्य बनाती है.

निष्कर्ष

मर्कल के पेड़ ब्लॉकचिन का एक अभिन्न अंग हैं और प्रभावी रूप से उन्हें साबित अपरिवर्तनीयता और लेनदेन की अखंडता के साथ कार्य करने की अनुमति देते हैं.

वितरित नेटवर्क में उनकी भूमिका और क्रिप्टोग्राफ़िक हैश फ़ंक्शंस की उनकी अंतर्निहित तकनीक को समझना, क्रिप्टोकरेंसी के भीतर बुनियादी अवधारणाओं को समझने के लिए महत्वपूर्ण है क्योंकि वे बड़े और अधिक जटिल प्रणालियों में विकसित होते रहते हैं।.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me