Blockchain: Cây Merkle là gì?

Updated: 05/08/2019 at 5:45

Trong khoa học máy tính, một cây là một cấu trúc dữ liệu. Trong cấu trúc này gồm có:

  • Nút: Một cách nói thú vị để ám chỉ một cái gì đó có chứa dữ liệu và có thể liên kết với các nút khác.
  • Cạnh: Đó là các liên kết kết nối các nút.

Vì cây là loại biểu đồ đặc biệt nên bắt đầu từ một nút gốc. Do đó, cần phải có một nút ban đầu. Các nút chỉ liên kết bằng cách phân nhánh từ các nút mẹ. Như vậy, bạn có thể chỉ cần liên kết các nút của mình theo cách bạn muốn. Nút không có nút con được gọi là lá hoặc điểm cuối.

Bất cứ khi nào nói đến một hệ thống phân cấp, chúng ta đều nghĩ về một cái cây. Chẳng hạn như cấu trúc bộ máy trong một tổ chức:

blockchain-cay-merkle-la-gi

Hóa ra, loại cấu trúc dữ liệu này chúng ta đã biết trước cả khoa học máy tính và chúng có nhiều trường hợp sử dụng khác nhau. Cụ thể, nó thường được sử dụng để biểu diễn dữ liệu phân cấp, vì nó có cấu trúc lưu trữ dữ liệu nhất định để tìm kiếm hiệu quả hơn và còn nhiều lợi ích khác.

Cây Merkle là một loại cây đặc biệt. Và cũng là một trường hợp sử dụng của cấu trúc dữ liệu với các hạn chế bổ sung. Bạn thấy đấy, một cây Merkle còn được gọi là cây hash.

Hash là gì?

Hash về cơ bản là một chữ ký của bất kỳ loại dữ liệu tùy ý. Hiểu theo cách khoa học thì đó là một hàm lấy dữ liệu kích thước tùy ý và trả về hàm kích thước cố định.

Tuy nhiên, vì là nó “chữ ký” của dữ liệu nên phải có các tính chất sau:

  • Xác định: Một dữ liệu chỉ có 1 hash và không có sự trùng lặp ngẫu nhiên.
  • Thống nhất: Có chức năng hoạt động xuyên suốt, không thay đổi.

Tuy nhiên, để có được chữ ký tốt, duy nhất thì phải có đầu ra (kích thước cố định) gần như nhau. Nếu không, sẽ xảy ra xung đột: có nghĩa là ngày càng có nhiều dữ liệu có cùng chữ ký. Với đầu ra có “kích thước cố định” (kích thước chữ ký) đủ lớn và thống nhất, sẽ không có vấn đề gì xảy ra.

  • Phạm vi xác định: Đây là phần xác định kích thước cố định.

Vì mục tiêu là lấy bất kỳ dữ liệu nào và tạo ra một chữ ký chung, nên phải có một phạm vi xác định thường được tính bằng đơn vị bit. Ví dụ hàm hash rất phổ biến SHA-512 có phạm vi xác định là 512 bit.

  • Không thể đảo ngược: Chữ ký được thực hiện theo một chiều, có nghĩa là không thể lấy nội dung gốc bằng cách sử dụng hash.

Mặc dù đây không phải là một yêu cầu nhất thiết phải có, đặc biệt đối với hash mật mã, nhưng chắc chắn rất quan trọng (Ví dụ thay vì lưu trữ mật khẩu của bạn, Facebook có thể lưu trữ chữ ký xác nhận mật khẩu).

Trở lại cây Merkle Tree, như chúng ta đã nói, mỗi chiếc lá trong cây này có một số khối dữ liệu trong đó. Một nút có thể chứa hash mật mã (chữ ký một chiều) của nút con. Điều này hóa ra là một cách rất thú vị để lưu trữ một số dữ liệu; đặc biệt bởi vì nó cho phép bạn xác minh mọi loại dữ liệu. Quá trình này diễn ra một cách nhanh chóng vì chỉ cần kiểm tra chữ ký của dữ liệu.

blockchain-cay-merkle-la-gi

Nhưng tại sao? Chúng ta không thể kiểm tra hash bình thường của dữ liệu thay vì đặt từng mảnh và tạo ra cả một cây phải không?

Chúng ta có thể. Tuy nhiên, nếu bạn đang phát triển một hệ thống phân tán/ngang hàng (nơi các máy đang trao đổi thông tin và bạn không biết bạn có thể tin tưởng vào cái nào) thì loại xác minh này trở nên cực kỳ quan trọng. Mặc dù cùng một dữ liệu ở nhiều nơi nhưng không có cách nào để biết nếu không có phương thức trên.

Nút mà bạn nhận được dữ liệu rất trung thực. Dữ liệu bạn nhận được là chính xác (và nút không lừa bạn). Dữ liệu không bị ngắt trên đường vận chuyển.

Đảm bảo các câu hỏi được trả lời một cách đáng tin cậy và giúp xác minh nhanh là lý do tại sao sử dụng cây Merkle. Có rất nhiều ví dụ về loại cấu trúc này trong thực tế, đặc biệt là hệ thống kiểm soát nguồn Git và tiền điện tử giả ẩn danh Bitcoin là những thứ đáng chú ý nhất được biết đến. Như vậy, đây cũng là điều kiện tiên quyết để hiểu blockchain là gì.

Thùy Trang

    Tạp chí Bitcoin | Hackernoon

Được đề cập trong bài viết
Bình luận
Đang tải
Mới cập nhật

Khi thị trường crypto bắt đầu lấy lại đà tăng trưởng, các nhà đầu tư đang ráo riết tìm kiếm những altcoin có khả năng mang lại lợi nhuận đột phá. Bước vào giai đoạn tiếp theo của thị trường tăng giá, một số token đã bắt đầu thể hiện... ...

Thị trường RWA (tài sản trong thế giới thực) trên Arbitrum đang bùng nổ, kéo theo đà tăng giá mạnh mẽ cho đồng altcoin này. Theo dữ liệu từ Messari và Entropy Advisors, tổng giá trị tài sản mã hóa bị khóa (TVL) trên Arbitrum đã vượt mốc 310 triệu... ...

Bitcoin đã chính thức vượt qua mức 118.000 USD, đánh dấu một cột mốc cao nhất mọi thời đại mới và gây chấn động giới đầu tư tiền điện tử toàn cầu. Sự bứt phá này không chỉ là dấu hiệu của sự phục hồi mạnh mẽ mà còn mở... ...

Nhà đồng sáng lập và cựu CEO của Binance, Changpeng Zhao (CZ), đã mạnh mẽ bác bỏ các báo cáo gần đây từ Bloomberg, trong đó cho rằng ông có mối liên hệ với một đồng stablecoin mang tên USD1, do World Liberty Financial (WLF) phát hành — một công... ...

Dù truyền thông thường nhấn mạnh đến “phi đô la hóa” (de-dollarization), thực tế thì nhu cầu sử dụng đồng đô la Mỹ trên toàn cầu đang tăng mạnh chưa từng thấy. Hơn 4 tỷ người và hàng triệu doanh nghiệp đang tìm cách tiếp cận USD thông qua stablecoin... ...

[Bài viết Quảng Cáo] Khi thị trường tài chính kỹ thuật số tiếp tục phát triển và định hình lại cuộc sống hàng ngày, mọi người trên toàn thế giới đang có cơ hội tự đưa ra quyết định đầu tư — bao gồm việc tham gia vào các nền... ...

Vào thời điểm viết bài, Bitcoin đang giao dịch ở mức 118.158 USD, sau khi đạt mức cao nhất mọi thời đại mới là 118.856 USD vào hôm qua. Cột mốc này một lần nữa khẳng định sự lạc quan trong cộng đồng đầu tư, khi tâm lý tích cực... ...

Tính đến nửa cuối năm 2025, tỷ lệ ETH được staking đã đạt mức cao kỷ lục 29,39%, tiến sát mốc 1/3 tổng nguồn cung toàn mạng Ethereum. Để so sánh, vào đầu năm nay, chỉ khoảng 28,1% nguồn cung ETH được staking, thậm chí đã giảm xuống mức thấp... ...

Giá Stellar (XLM) đã có một loạt phiên đóng ngày mạnh mẽ, phản ánh áp lực mua đáng kể và niềm tin ngày càng tăng của nhà đầu tư. Từ góc nhìn kỹ thuật, động lực thị trường đã nghiêng hoàn toàn về phe mua, tuy nhiên giá XLM đang... ...

Sau nhiều tuần dao động quanh mức thấp cục bộ, giá Pi Coin đã bắt đầu cho thấy những dấu hiệu phục hồi tích cực. Vào ngày 10 tháng 7, token này đã bật tăng từ mức 0,46 đô la lên 0,51 đô la, một động thái đáng khích lệ... ...

Xem thêm bài viết

Chọn chế độ hiển thị:
Bình thường Bảo vệ mắt Dark Mode