vonRedaktion International
OKTOBER 01, 2023
Symbolbild
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Die Hauptvorteile der Blockchain sind die Sicherheit der Speicherung und die Unveränderlichkeit der Daten innerhalb des Netzwerks. Diese werden erreicht, indem Zellen zu einer Kette verbunden und kryptografisch verschlüsselt werden. Das Modell einer solchen Verbindung wurde jedoch geboren, bevor das erste Blockchain-Netzwerk realisiert wurde. In diesem Artikel erfahren Sie, wie der Merkle-Baum (Hash-Baum) aufgebaut ist und inwieweit er an der Kryptotechnologie beteiligt ist, für die sich jetzt so viele interessieren, da man auf solchen Plattformen wie immediatemomentum.info/de/ von Kryptowährungen relativ einfach und sicher profitieren kann. Wir informieren Sie über die Formen des Konzepts, die sich in den 30 Jahren seit seiner Entstehung entwickelt haben, sowie über die wichtigsten Stärken und Schwächen eines solchen Modells.
Es handelt sich um eine Art der Datenorganisation, die es ermöglicht, die Richtigkeit digitaler Informationen zu überprüfen und ihre Sicherheit zu gewährleisten. In der Merkle-Struktur wird jedes Feld untersucht, komprimiert und verschlüsselt. Ihm wird ein Code zugewiesen, der als Hash bezeichnet wird. Diese Werte sind eindeutig und stehen in engem Zusammenhang mit den im Array gespeicherten Daten.
Die Entwicklung von Kommunikationsschemata begann in den 1950er Jahren, damals noch in Form eines umgekehrten Baumes. Eine wichtige Etappe in der Entwicklung des Konzepts ist das Jahr 1979, als der amerikanische Wissenschaftler und Ingenieur Ralph Merkle seine Datenverknüpfungsstruktur vorstellte. Das Modell wurde nach dem Nachnamen des Autors benannt - Merkle Tree. Das Konzept wurde später die Grundlage für die Blockchain-Technologie.
Seit den 1990er Jahren werden Hash-Bäume in der Struktur von kryptografischen Protokollen verwendet, insbesondere als Schlüsselelement bei der Erzeugung digitaler Signaturen und der Authentifizierung von Transaktionen. Sie wurden auch von Ralph Merkle entwickelt.
Die Sicherheit digitaler Informationen ist das Hauptmerkmal dieser Art von Kommunikation. Auch 30 Jahre nach seiner Einführung ist das Konzept noch immer aktuell. Es wurde in verschiedenen Bereichen der Informationssysteme erfolgreich angewandt. Internetverbindungen, kryptografische Verschlüsselungsalgorithmen und die meisten Blockchain-Technologien beruhen auf diesem Konzept.
Mit der Entwicklung der Informationsmöglichkeiten und der Computer sind die Datenmengen zu groß geworden. Große Datenmengen lassen sich nur schwer verarbeiten, so dass es notwendig war, ihr Volumen zu reduzieren. Um Informationen zu komprimieren, wurden Hash-Funktionen entwickelt.
Dabei handelt es sich um einen Algorithmus, der digitale Eingabedaten (z. B. eine Textzeichenfolge oder beliebige Binärdaten) verwendet und als Ergebnis eine kurze Version - einen Hash-Code - erzeugt. Die Länge des Hash-Codes wird durch einen Parameter festgelegt, der dazu beiträgt, die Datenmenge zu komprimieren und für die weitere Arbeit zu vereinfachen.
Ralph Merkle schlug ein universelles Schema zur Verknüpfung der erhaltenen Werte vor. An der Spitze der Struktur steht der Haupt-Hash-Code - der Kettenbezeichner. Sein anderer Name ist Merkle's Root. Jeder Knoten in diesem Schema erhält ebenfalls seinen eigenen Hash-Code, und die "Blätter" entsprechen den einzelnen Blöcken.
Zunächst wird jede Reihe von Informationen in einem einzigen Block zusammengefasst. Dazu wird ein "Header" (Hash-Code) mit fester Länge erstellt. Die Phrasen werden dann paarweise kodiert, und für jede Zuordnung wird ein neuer Wert berechnet. Der Vorgang wird für alle Blöcke in der Struktur wiederholt - einmal und so lange, bis eine einzige Wurzelsumme (der Hash des "Baums") erhalten wird.
Dieses Konzept hat eine wichtige Eigenschaft: Die Daten können nicht verfälscht werden. Sollte dies geschehen, wird die Wurzel des Blocks geändert. Zunächst wird eine aktualisierte Kopfzeile erzeugt, dann werden die Codes der folgenden Zellen entlang der Kette geändert.
Der Schutz gegen die Substitution versteckter Daten wird als Invarianz bezeichnet. Einerseits garantiert sie die Authentizität der Informationen in den Blöcken. Andererseits ist es möglich, festzustellen, wo sich die Daten geändert haben.
Das Merkle-Schema wird für Transaktionen, Blockbildung und Netzaufbau verwendet. In sequentiellen Ketten ist eine Authentifizierung für jede Zelle erforderlich. Der Merkle-Baum hingegen verwendet nur die Wurzel. Es ist nicht mehr notwendig, jeden "Baum" in seiner Gesamtheit zu analysieren. Der Hauptwert dient als Garantie für die Verifizierung der Informationen innerhalb der Struktur. Die ersten Blockchains - z. B. Bitcoin, Ethereum - basieren auf dem Merkle-Baum. Er schafft eine Kette, in der Daten in bestehenden Zellen nicht ersetzt werden können.