Merkle Tree

Mikä on Merkle Tree?

Merkle tree eli Merkle-puu on tietorakenne, joka tiivistää suuren joukon transaktioita puumaiseksi hash-hierarkiaksi. Rakenne on nimetty Ralph Merklen mukaan, joka patentoi idean vuonna 1979. Bitcoin ja Ethereum käyttävät Merkle-puita jokaisen lohkon transaktioiden järjestämiseen.

Rakenne toimii alhaalta ylöspäin: jokainen transaktio tiivistetään ensin omaksi hash-arvokseen. Sitten vierekkäiset tiivisteet yhdistetään pareittain ja tiivistetään uudelleen, ja prosessia toistetaan kunnes jäljellä on yksi ainoa tiiviste — Merkle root. Tämä juuritiiviste tallennetaan lohkon otsikkoon ja edustaa kaikkia lohkon transaktioita.

Merkle-puun suurin etu on tehokkuus. Yksittäisen transaktion olemassaolo voidaan todentaa lähettämättä koko lohkon kaikkia transaktioita. Riittää, että vastaanotetaan vain kyseisen transaktion polku juureen, mikä vaatii logaritmisen määrän dataa. Esimerkiksi lohkossa, jossa on 1 000 transaktiota, todentaminen vaatii vain noin 10 tiivistettä koko tuhannen sijaan.

Kevyet lompakot (SPV-lompakot) hyödyntävät tätä ominaisuutta. Ne eivät lataa koko lohkoketjua, vaan tarkistavat yksittäisen transaktion Merkle-todisteen avulla. Tämä mahdollistaa lohkoketjun käytön mobiililaitteilla ja muilla resurssirajoitteisilla alustoilla ilman satojen gigatavujen tallennustilaa.