Web3 e blockchain têm dominado o cenário tecnológico nos últimos anos. Muitas pessoas estão migrando para o setor, procurando iniciar suas carreiras no blockchain. Mas pode ser difícil se familiarizar com os fundamentos de sua tecnologia. Alguns dos recursos mais valiosos que você pode encontrar são as árvores Merkle e Verkle. Então, o que são árvores blockchain e como elas funcionam?
O que são Árvores Merkle?
Árvores de Merkle, também conhecidas como árvores de hash, são estruturas de dados usadas para verificar com eficiência a consistência de grandes quantidades de dados. Os dados são organizados em uma estrutura semelhante a uma árvore binária, onde cada nó folha contém um hash de alguns dados e cada nó não folha contém um hash de seus hashes de nó filho.
Uma árvore Merkle pode ser considerada como um livro-razão que registra as transações com segurança. Imagine um livro-razão com milhões de transações, que é grande demais para carregar. Para simplificá-lo, você pode dividi-lo em páginas individuais e resumir cada página em um valor de hash. Esse valor de hash serve como uma impressão digital da página e qualquer alteração feita na página resultaria em um valor de hash diferente.
Em seguida, você pegaria pares de páginas e calcularia outro valor de hash e assim por diante, até chegar ao hash raiz, que resume todo o ledger. Este hash raiz é a raiz Merkle. Para verificar a integridade das transações, você só precisa comparar o hash raiz que possui com uma fonte confiável, em vez de comparar todas as transações no registro.
É assim que uma árvore Merkle ajuda a preservar a integridade dos dados, reduzindo bastante a quantidade de informações que você deve armazenar.
O que são árvores Verkle?
As árvores Verkle são semelhantes às árvores Merkle em sua estrutura. Uma árvore Verkle permite organizar grandes quantidades de dados em blocos menores, usando “testemunhas” da informação original. Isso pode ser confirmado e validado por qualquer pessoa com acesso à raiz da árvore.
A característica mais importante das árvores Verkle é sua escalabilidade. Por meio de um sistema de comprovação conhecido como compromissos polinomiais, uma árvore Verkle requer apenas 150 bytes para produzir provas para um bilhão de pontos de dados. Por outro lado, uma árvore Merkle exigiria 1 kilobyte para a mesma quantidade de dados.
As árvores verkle podem ser mais expansivas do que outras formas de árvores usadas em blockchains . No entanto, se a largura aumentar demais, os cálculos podem ficar muito longos. Assim, as provas ficam mais curtas à medida que a largura aumenta.
Verkle Tree e Merkle Tree: Benefícios
Benefícios da Árvore Merkle
- Precisão de dados : as árvores Merkle permitem a análise fácil de saber se os dados são precisos ou não.
- Baixos requisitos de armazenamento: uma árvore Merkle comprime os dados necessários para a operação em tamanhos muito menores do que armazenar cada transação individualmente.
- A espinha dorsal da operação Blockchain: as árvores Merkle são essenciais para blockchains como Bitcoin e Ethereum operarem e atenderem aos usuários.
Benefícios da Árvore Verkle
- Verificabilidade dos dados: Os dados da árvore Verkle podem ser facilmente verificados e confirmados por qualquer pessoa com acesso à raiz da árvore.
- Armazenamento inferior: as árvores Verkle podem reduzir os tamanhos das provas para 20 a 30 vezes menores do que as árvores Merkle.
- Essencial para escalabilidade futura: À medida que a cripto e o blockchain ganham popularidade, as árvores Verkle são cruciais para que os blockchains da camada 1 correspondam à demanda.
Merkle Tree e Verkle Tree: Casos de Uso
Casos de uso da Merkle Tree no Blockchain
Exemplos de blockchains usando árvores Merkle incluem:
- Bitcoin – Bitcoin usa árvores Merkle para fazer hash das transações dentro de um bloco em seu blockchain. Isso permite a verificação eficiente das transações sem a necessidade de transmitir o bloco inteiro.
- Ethereum – Ethereum usa árvores Merkle Patricia em seu blockchain para verificar a autenticidade das transações. A árvore Merkle permite a verificação eficiente de contratos inteligentes, que são programas autoexecutáveis que permitem a conclusão automática de contratos entre compradores e vendedores.
- Hyperledger Fabric – Hyperledger Fabric é uma plataforma blockchain autorizada que usa árvores Merkle para fazer hash das transações dentro de um bloco e permitir a verificação eficiente da autenticidade das transações.
Casos de uso da árvore Verkle em Blockchain
Infelizmente, as árvores Verkle ainda não foram implementadas em blockchains. No entanto, seus fundamentos são sólidos e o futuro é promissor. De acordo com o fundador da Ethereum – Vitalik Buterin – esta nova forma de validação de dados será uma parte essencial das próximas atualizações de escalabilidade da Ethereum.
Embora o Ethereum já tenha concluído “The Merge”, várias outras atualizações ainda estão em andamento. Você pode esperar ouvir mais sobre as árvores Verkle à medida que essas atualizações se aproximam do lançamento.
Pensamentos finais
As árvores Merkle têm sido essenciais para a operação de blockchains até agora. Eles permitem que blockchains como Bitcoin e Ethereum conduzam a validação sem armazenar cada transação individualmente.
No entanto, as árvores Verkle parecem ser o melhor próximo passo para lidar com a demanda crescente por plataformas cripto e blockchain. Essas árvores exigem muito menos armazenamento do que as árvores Merkle tradicionais, oferecendo desempenho mais rápido para plataformas.