O que é uma Árvore de Merkle?

Além da criptografia e do hashing, para que uma blockchain funcione de modo correto, a rede precisa utilizar a famosa Árvore de Merkle. Mas o que é essa árvore? Ela é parte essencial para o funcionamento da blockchain. Neste artigo de hoje vamos entender melhor o que ela é e como funciona dentro da blockchain. Vamos lá?

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O que é e como funciona?

A Árvore de Merkle é uma estrutura proposta pelo cientista da computação Ralph Merkle (de onde vem o nome da árvore) no final da década de 90 e vem sendo utilizada no mundo da criptografia desde então. É um dos conceitos mais robustos que existem dentro da blockchain pois esse tipo de árvore também utiliza hashing.

O propósito de uma Árvore de Merkle é verificar a integridade de uma base de dados grande de maneira eficiente e rápida. Beleza, mas como assim? Vamos pensar na blockchain: vários blocos ligados uns aos outros para dar confiabilidade a todo o histórico de transações. E em relação as transações? Já pensaram como seria extremamente custoso para um sistema processar todas as transações da blockchain? Como eu consigo rastrear cada transação na rede e qual transação pertence a cada bloco?

Com a ajuda da Árvore de Merkle!

Merkle Tree
Figura 1. Diagrama de uma Árvore de Merkle na blockchain. Fonte: https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

A medida que as transações vão chegando aos mineradores, elas são transformadas em um hash e vão se agrupando de duas em duas até virar ficar apenas um hash: o hash raiz ou Merkle Root (Merkle Raiz). E o que seria esse Merkle Raiz? Simplesmente o “resumo” de todas as transações daquele bloco, tanto é que quando analisamos um bloco aleatório pelo explorador da blockchain, temos essa informação no cabeçalho (oitava linha). Já imaginou fazer isso sempre uma Árvore de Merkle? Que trabalhão!

block hash
Figura 2. Informações do bloco 684358 minerado no dia 20 de Maio de 2021. Fonte: https://www.blockchain.com/btc/block/00000000000000000009536b5792ababcfa480cce333570a454b76b6c42352d4

A blockchain como conhecemos não existiria sem as Árvores de Merkle.

Benefícios de uma Árvore de Merkle

Dentro da blockchain, existem diversos benefícios de se utilizar uma árvore de Merkle:

  • Validar transações de forma rápida
  • Resumir todas as transações em um único hash, o que melhora a rede como um todo
  • Comparada a um sistema normal, o uso de memória cai de modo significativo
  • Descentralização

Conclusões

Neste artigo vimos um pouco sobre as Árvores de Merkle e para que elas são utilizadas dentro da blockchain. Elas são componentes essenciais para o funcionamento de toda a blockchain, sem o hashing e sem árvores, não poderia existir blockchain e nem criptomoedas.

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Referências

Merkle Trees and Merkle Roots Explained (Binance Academy) – https://academy.binance.com/en/articles/merkle-trees-and-merkle-roots-explained

Efficiency and Speed: The Benefits of Merkle Trees (Komodo) – https://komodoplatform.com/en/blog/whats-merkle-tree/

Bitcoin whitepaper (Satoshi Nakamoto) – https://bitcoin.org/bitcoin.pdf

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