Merkle Tree: Struktur data yang tak terpisahkan dalam dunia Blockchain

Saya harus mengatakan, ketika saya pertama kali menghadapi konsep Merkle Tree, saya benar-benar sedikit bingung. Apa itu pohon, terdengar seperti sihir matematika yang misterius. Namun sebenarnya, benda ini jauh lebih berguna daripada yang saya bayangkan!

Merkle Tree adalah ide yang diciptakan oleh Ralph di awal tahun 80-an. Orang ini adalah tokoh besar di dunia kriptografi, khususnya dalam kriptografi kunci publik. Struktur yang ia ciptakan, secara sederhana, adalah cara untuk memungkinkan kita memverifikasi integritas data dengan efisien. Di jaringan peer-to-peer di mana semua orang perlu berbagi dan memverifikasi informasi secara independen, metode ini sangat berguna.

Bagaimana sebenarnya cara kerja ini?

Bayangkan, Anda sedang mengunduh file super besar, misalnya game 50GB. Jika terjadi kesalahan di tengah jalan, apakah Anda harus mulai dari awal? Itu terlalu membuang waktu, kan!

Keunggulan dari Merkle Tree terletak di sini: Anda dapat membagi file besar ini menjadi seratus potongan, masing-masing 0.5GB. Kemudian unduh satu per satu - bukankah ini cara kita mengunduh file torrent?

Dalam hal ini, penyedia file akan memberikan Anda nilai hash yang disebut "Merkle Root". Hal ini sebenarnya mewakili "sidik jari" dari semua blok data dalam file.

Ambil contoh sederhana, misalkan kita memiliki file 8GB yang dibagi menjadi delapan bagian (A sampai H). Pertama, kita menghasilkan nilai hash untuk setiap bagian, kemudian pasangan dua-dua untuk menghasilkan hash baru, terus menggabungkannya ke atas, hingga akhirnya mendapatkan hash akar—Merkle Tree.

Struktur ini terlihat seperti pohon yang terbalik, bagian bawah adalah "daun", yang disusun ke atas membentuk "simpul", dan akhirnya bagian atas adalah "akar".

Jika file yang Anda unduh sama persis dengan file asli, maka akar Merkle yang Anda hitung harus persis sama dengan nilai yang diberikan oleh penyedia. Jika ada perbedaan, Anda tahu bahwa data telah dimanipulasi. Dan yang lebih menarik, Anda dapat dengan cepat menemukan bagian mana yang bermasalah! Tidak perlu mengunduh ulang seluruh file, Anda hanya perlu mengunduh ulang bagian yang salah.

Mengapa Bitcoin Tidak Bisa Dilewatkan?

Sejujurnya, Merkle Tree memainkan peran yang sangat penting dalam Bitcoin dan cryptocurrency lainnya, tanpa itu blockchain mungkin berfungsi dengan efisiensi yang mengerikan.

Dalam hal penambangan, ini memungkinkan penambang untuk tidak perlu meng-hash seluruh transaksi blok setiap kali mereka mencoba (yang mungkin ada ribuan). Mereka hanya perlu meng-hash header blok yang berisi akar Merkle, yang secara signifikan meningkatkan efisiensi.

Dan bagi node ringan, keuntungan menjadi lebih jelas. Bayangkan, Anda menjalankan dompet Bitcoin di ponsel Anda, jika tanpa Merkle Tree, Anda mungkin perlu mengunduh seluruh blockchain (lebih dari 300GB) untuk memverifikasi transaksi Anda. Dengan bukti Merkle, Anda hanya perlu beberapa nilai hash untuk mengonfirmasi bahwa transaksi Anda telah dimasukkan ke dalam blockchain.

Pernah mencoba untuk menarik koin dari platform perdagangan ke dompet pribadi saya, tanpa mekanisme pembuktian yang efisien seperti Merkle Tree, saya mungkin harus menunggu sampai kiamat untuk mengonfirmasi transaksi berhasil.

Sejujurnya, meskipun prinsip matematika di balik Merkle Tree agak mendalam, masalah yang dipecahkannya adalah nyata. Dalam sistem blockchain yang memerlukan konsensus terdistribusi seperti ini, tanpa dukungan struktur data ini, seluruh sistem mungkin sulit beroperasi karena efisiensi yang rendah.

Namun, banyak orang yang kurang memahami teknologi ini dan hanya menganggap cryptocurrency sebagai alat spekulasi. Saya rasa untuk benar-benar memahami industri ini, penting untuk memahami teknologi dasar seperti Merkle Tree.