Merkle ağacı kompüter və kriptoqrafiya elmlərində istifadə olunan bir data strukturudur. Kriptovalyuta bazarında isə Merkle ağacı dedikdə blokçeyndə heş funksiyası ilə aparılan əməliyyatların xülasəsini saxlayan data strukturu nəzərdə tutulur. Merkle ağacı blokçeyndəki əməliyyat bloklarının asan və səmərəli şəkildə yoxlanmasına kömək edir. Bu yazıda Merkle ağacının nə olduğu sualının cavabını tapa bilərsiniz.
Merkle ağacını Ralf Merkl kəşf edib. Merkl bu konsepsiyanın patentini 1979-cu ildə alıb, 1987-ci ildə dərc etdirdiyi "Ənənəvi şifrələmə funksiyasına əsaslanan rəqəmsal imza" adlı məqaləsində isə Merkle ağacı anlayışından bəhs edib. Merkle ağacı heş dəyərlərindən ibarət, sxem şəklində qurulan bir data strukturudur. Burada məlumatların heş kodları aşağıdan yuxarıya doğru bir sxem kimi düzülür. Aşağı sətirdəki heşlərin bir-birinə əlavə edilməsi yuxarıdakı heşin dəyərini müəyyən edir.
Sistemdəki məlumatların bütövlüyü məhz Merkle ağacı və sxem daxilində düzülmüş heş dəyərləri sayəsində, bu dəyərlərin ardıcıl olaraq aşağıdan yuxarıya toplanması yolu ilə təmin edilir. Bu struktur şəxsdən şəxsə, peer-to-peer məlumat ötürülməsində və ötürülən məlumatın yoxlanmasında istifadə olunur. Merkle ağacı vasitəsilə ötürülən məlumatın və ya data bloklarının zədələnib-zədələnmədiyini, saxtalaşdırılıb-saxtalaşdırılmadığını anlamaq mümkündür. Blokların doğruluğu da elə Merkle ağacı ilə təsdiqlənir.
Merkle ağacı necə işləyir?
Merkle ağacları bloklardakı heş dəyərlərindən ibarətdir. Merkle ağacının ən aşağı hissəsində əməliyyat məlumatları dayanır. Bu məlumatların heş dəyəri (heş kodu) heş funksiyasının işə salınması ilə əldə edilir. Sonra sxemin aşağı hissəsindəki dəyərlər bir-birinə əlavə olunur və alınan nəticə yuxarıdakı sətirlərə yazılır. Bu proses təkrarlandıqca Merkle ağacı formalaşır. Prosesin sonunda sxemin ən yuxarısındakı heş dəyəri kök heş və ya Merkle kökü adlanır. Hesablanan kök heş dəyəri bloklarda xəta olub-olmadığını göstərir. Kök heşi meydana gətirən dəyərlərdə uyğunsuzluq olarsa, sistemdəki alqoritm xətasız Merkle kökü yaradana qədər heş funksiyaları ilə işləməyə davam edir.
Bitcoin-də Merkle ağacı niyə istifadə olunur?
Çünki o, Bitcoin blokçeynində blokları yoxlamaq istəyən mayner-lərin işini xeyli asanlaşdırır. Bitcoin blokçeynindəki maynerlər blokları heş funksiyasını işlədərək yoxlayır. Bitcoin blokçeynində məlumatlar sıralanaraq Merkle ağacına yerləşdirilir, ardından alqoritmin heş funksiyaları işləyərək kök heşi əldə edir. Alınan kök heş sonrakı mayninq əməliyyatlarında da istifadə oluna bilər. Beləliklə, maynerlər bütün blokların heşini hesablamaq əvəzinə yalnız kök heşi hesablayaraq işlərini davam etdirə bilirlər. Merkle ağacı Bitcoin-dən başqa kriptovalyutaların blokçeynlərində də oxşar həllər təqdim edir.