மெர்கில் மரம்: தரவு ஒருமைப்பாடு மற்றும் பிளாக்செயின் தொழில்நுட்பத்தின் கிரிப்டோகிராஃபிக் முதுகெலும்பு

அதிகரித்து வரும் தரவு சார்ந்த உலகில், தகவல்களின் ஒருமைப்பாடு மற்றும் நம்பகத்தன்மை மிக முக்கியமானது. எல்லைகளைக் கடக்கும் நிதி பரிவர்த்தனைகள் முதல் உலகளாவிய கிளவுட் உள்கட்டமைப்புகளில் சேமிக்கப்படும் முக்கியமான ஆவணங்கள் வரை, தரவு மாற்றப்படாமல் மற்றும் சரிபார்க்கக்கூடியதாக இருப்பதை உறுதி செய்வது ஒரு உலகளாவிய சவாலாகும். இங்கேதான் மெர்கில் மரம் என்ற புத்திசாலித்தனமான கருத்து, ஹாஷ் மரம் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது நவீன கிரிப்டோகிராஃபி மற்றும் விநியோகிக்கப்பட்ட அமைப்புகளின் ஒரு மூலக்கல்லாக வெளிப்படுகிறது. ஒரு முக்கிய கல்வி ஆர்வமாக இல்லாமல், மெர்கில் மரங்கள் பிளாக்செயின் மற்றும் பியர்-டு-பியர் நெட்வொர்க்குகள் உட்பட நமது சகாப்தத்தின் மிகவும் மாற்றத்தக்க தொழில்நுட்பங்களுக்கு அடிப்படையாக இருக்கின்றன.

இந்த விரிவான வழிகாட்டி மெர்கில் மரத்தை தெளிவுபடுத்தும், அதன் அடிப்படைக் கொள்கைகள், கட்டுமானம், நன்மைகள் மற்றும் பல்வேறு சர்வதேச சூழல்களில் பல்வேறு நிஜ உலக பயன்பாடுகளை ஆராயும். நீங்கள் ஒரு அனுபவம் வாய்ந்த தொழில்நுட்ப வல்லுநராக இருந்தாலும், ஆர்வமுள்ள பிளாக்செயின் ஆர்வலராக இருந்தாலும், அல்லது தரவு பாதுகாப்பு எவ்வாறு அதன் மையத்தில் செயல்படுகிறது என்பதைப் பற்றி ஆர்வமாக இருந்தாலும், சரிபார்க்கக்கூடிய தகவல்களின் எதிர்காலத்தைப் புரிந்துகொள்ள மெர்கில் மரங்களைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம்.

மெர்கில் மரம் என்றால் என்ன? தரவு சரிபார்ப்புக்கு ஒரு படிநிலை அணுகுமுறை

அதன் இதயத்தில், ஒரு மெர்கில் மரம் என்பது ஒரு பைனரி மரம் ஆகும், இதில் ஒவ்வொரு இலை நோடும் ஒரு தரவுத் தொகுதியின் கிரிப்டோகிராஃபிக் ஹாஷ் மூலம் குறிக்கப்படுகிறது, மேலும் ஒவ்வொரு இலை அல்லாத நோடும் அதன் குழந்தை முனைகளின் கிரிப்டோகிராஃபிக் ஹாஷ் மூலம் குறிக்கப்படுகிறது. இந்த படிநிலை கட்டமைப்பு பெரிய தரவுத் தொகுப்புகளின் நம்பமுடியாத திறமையான மற்றும் பாதுகாப்பான சரிபார்ப்புக்கு அனுமதிக்கிறது.

உங்களிடம் டிஜிட்டல் ஆவணங்களின் ஒரு பெரிய தொகுப்பு இருப்பதாக கற்பனை செய்து பாருங்கள், ஒருவேளை ஒரு பன்னாட்டு நிறுவனத்திற்கான நிதி பதிவுகள், ஒரு உலகளாவிய பல்கலைக்கழக கூட்டமைப்பிற்கான கல்வி ஆராய்ச்சி கட்டுரைகள் அல்லது உலகளவில் மில்லியன் கணக்கான சாதனங்களுக்கான மென்பொருள் புதுப்பிப்புகள். ஒரு குறிப்பிட்ட ஆவணம் சேதப்படுத்தப்படவில்லை என்பதை திறமையாக நிரூபிப்பது எப்படி, அல்லது உங்கள் முழு சேகரிப்பும் அப்படியே இருக்க வேண்டும் என்பதை ஒவ்வொரு பைட்டையும் பதிவிறக்கம் செய்து சரிபார்க்காமல் எப்படி நிரூபிப்பது?

முழு தரவுத்தொகுப்பிற்கும் ஒரு தனித்துவமான 'விரல்ரேகை' உருவாக்குவதன் மூலம் மெர்கில் மரம் இதைத் தீர்க்கிறது - மெர்கில் ரூட். இந்த ரூட் ஹாஷ் ஒரு கிரிப்டோகிராஃபிக் சுருக்கமாக செயல்படுகிறது. ஆவணங்களில் ஏதேனும் ஒன்றில் ஒரு பிட் தரவு மாறினாலும், மெர்கில் ரூட் மாறும், உடனடியாக சேதப்படுத்துதல் அல்லது ஊழலை சமிக்ஞை செய்கிறது.

மெர்கில் மரத்தின் உடற்கூறியல்

இந்த மாயாஜாலம் எப்படி நடக்கிறது என்பதைப் புரிந்து கொள்ள, கூறுகளாகப் பிரிப்போம்:

• இலை முனைகள் (தரவு ஹாஷ்கள்): இவை மரத்தின் அடிப்பகுதியில் உள்ள முனைகள். ஒவ்வொரு இலை நோடும் ஒரு தனிப்பட்ட தரவின் கிரிப்டோகிராஃபிக் ஹாஷ்ஷைக் கொண்டுள்ளது (எ.கா., ஒரு பரிவர்த்தனை, ஒரு கோப்பு பிரிவு, ஒரு தரவு பதிவு). உதாரணமாக, உங்களிடம் நான்கு தரவுத் தொகுதிகள் (Data A, Data B, Data C, Data D) இருந்தால், அவற்றின் ஹாஷ்கள் Hash(Data A), Hash(Data B), Hash(Data C) மற்றும் Hash(Data D) ஆக இருக்கும்.
• இலை அல்லாத முனைகள் (உள் முனைகள்): மரத்தின் மேல்நோக்கி நகரும், ஒவ்வொரு இலை அல்லாத முனையும் அதன் இரண்டு குழந்தை ஹாஷ்களின் தொடர்ச்சியின் ஹாஷ் ஆகும். உதாரணமாக, Hash(Data A) மற்றும் Hash(Data B)க்கு மேலே உள்ள முனை Hash(Hash(Data A) + Hash(Data B)) ஆக இருக்கும். இந்த செயல்முறை அடுக்கு அடுக்காக தொடர்கிறது.
• மெர்கில் ரூட் (ரூட் ஹாஷ்): இது முழு மரத்தின் ஒற்றை, மிக உயர்ந்த ஹாஷ் ஆகும். இது மரத்தில் உள்ள அனைத்து தரவுத் தொகுதிகளின் இறுதி கிரிப்டோகிராஃபிக் சுருக்கமாகும். இது முழு தரவுத்தொகுப்பின் ஒருமைப்பாட்டை உள்ளடக்கியது.

மெர்கில் மரம் எவ்வாறு கட்டியெழுப்பப்படுகிறது: படிப்படியான விளக்கம்

எளிய எடுத்துக்காட்டுடன் கட்டுமானத்தின் மூலம் செல்வோம்:

நான்கு தரவுத் தொகுதிகள் இருப்பதாக வைத்துக் கொள்வோம்: Block 0, Block 1, Block 2, மற்றும் Block 3. இவை ஒரு பிளாக்செயினில் நான்கு நிதி பரிவர்த்தனைகள் அல்லது ஒரு பெரிய கோப்பின் நான்கு பிரிவுகளைக் குறிக்கலாம்.

1. படி 1: தரவுத் தொகுதிகளை ஹாஷ் செய்யவும் (இலை முனைகள்).
   • H0 = Hash(Block 0)
   • H1 = Hash(Block 1)
   • H2 = Hash(Block 2)
   • H3 = Hash(Block 3)

   இவை எங்கள் இலை முனைகள். SHA-256 போன்ற பொதுவான கிரிப்டோகிராஃபிக் ஹாஷ் செயல்பாடு பொதுவாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

2. படி 2: அருகிலுள்ள இலை முனைகளை இணைத்து ஹாஷ் செய்யவும்.

   நாங்கள் இலை ஹாஷ்களை ஜோடி செய்து அவற்றின் இணைப்புகளை ஹாஷ் செய்கிறோம்:

   • H01 = Hash(H0 + H1)
   • H23 = Hash(H2 + H3)

   இவை எங்கள் மரத்தில் அடுத்த நிலை மேலே உருவாகின்றன.

3. படி 3: இடைநிலை ஹாஷ்களை இணைத்து ஹாஷ் செய்யவும்.

   இறுதியாக, படி 2 இலிருந்து ஹாஷ்களை எடுத்து அவற்றை இணைக்கிறோம்:

   • Root = Hash(H01 + H23)

   இந்த Root எங்கள் மெர்கில் ரூட். இது நான்கு தரவுத் தொகுதிகளின் முழு தொகுப்பையும் குறிக்கும் ஒரு ஹாஷ் ஆகும்.

ஒற்றைப்படை எண்ணிக்கையிலான தரவுத் தொகுதிகள் இருந்தால் என்ன செய்வது? இணைப்பதற்கு ஒரு இரட்டை எண்ணிக்கையை உறுதி செய்ய கடைசி ஹாஷை நகலெடுப்பது ஒரு பொதுவான நடைமுறையாகும். உதாரணமாக, எங்களிடம் Block 0, Block 1 மற்றும் Block 2 மட்டும் இருந்தால், மர கட்டுமானம் இப்படி இருக்கும்:

• H0 = Hash(Block 0)
• H1 = Hash(Block 1)
• H2 = Hash(Block 2)
• H2' = Hash(Block 2) (நகல்)
• H01 = Hash(H0 + H1)
• H22' = Hash(H2 + H2')
• Root = Hash(H01 + H22')

இந்த எளிய, நேர்த்தியான கட்டமைப்பு சக்திவாய்ந்த தரவு சரிபார்ப்பு வழிமுறைகளுக்கு அடித்தளத்தை வழங்குகிறது.

மெர்கில் மரத்தின் சக்தி: முக்கிய நன்மைகள்

மெர்கில் மரங்கள் பாதுகாப்பான மற்றும் திறமையான தரவு கையாளுதலுக்கு இன்றியமையாத பல கட்டாய நன்மைகளை வழங்குகின்றன:

1. ஒப்பற்ற தரவு ஒருமைப்பாடு சரிபார்ப்பு:

   இது முதன்மையான நன்மை. மெர்கில் ரூட் மூலம், எந்தவொரு பகுதியும் மாற்றப்பட்டுள்ளதா என்பதை ஒரு தரப்பினர் விரைவாக சரிபார்க்க முடியும். Block 0 இல் ஒரு பைட் மாறினாலும், H0 மாறும், பின்னர் H01 மாறும், பின்னர் Root மாறும். இந்த மாற்றங்களின் அடுக்கு எந்தவொரு சேதத்தையும் உடனடியாக கண்டறியக்கூடியதாக ஆக்குகிறது. டிஜிட்டல் ஒப்பந்தங்கள் அல்லது முக்கியமான தகவல்களின் நீண்ட கால காப்பகம் போன்ற தரவின் மீதான நம்பிக்கை மிக முக்கியத்துவம் வாய்ந்த பயன்பாடுகளுக்கு இது மிகவும் முக்கியமானது.

2. அசாதாரண திறன் (மெர்கில் ப்ரூஃப்ஸ்):

   மில்லியன் கணக்கான தொகுதிகளைக் கொண்ட தரவுத்தொகுப்பில் Block 0 இன் இருப்பு மற்றும் ஒருமைப்பாட்டை நிரூபிக்க விரும்புகிறீர்கள் என்று கற்பனை செய்து பாருங்கள். மெர்கில் மரம் இல்லாமல், நீங்கள் பொதுவாக மில்லியன் கணக்கான தொகுதிகளை ஹாஷ் செய்ய வேண்டும் அல்லது முழு தரவுத்தொகுப்பையும் மாற்ற வேண்டும். மெர்கில் மரத்துடன், உங்களுக்கு Block 0, அதன் ஹாஷ் H0 மற்றும் ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையிலான இடைநிலை ஹாஷ்கள் (அதன் 'சகோதரர்' ஹாஷ்கள்) மட்டுமே மெர்கில் ரூட்டுக்கு பாதையை மீண்டும் உருவாக்க வேண்டும். இந்த சிறிய இடைநிலை ஹாஷ்கள் மெர்கில் ப்ரூஃப் அல்லது உள்ளடக்கம் நிரூபணம் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

   சரிபார்ப்புக்குத் தேவையான தரவின் அளவு தரவுத் தொகுதிகளின் எண்ணிக்கையுடன் மடக்கை முறையில் அதிகரிக்கிறது (log2(N)). ஒரு மில்லியன் தொகுதிகளுக்கு, மில்லியன் கணக்கில் இல்லாமல், சரிபார்ப்புக்கு சுமார் 20 ஹாஷ்கள் மட்டுமே தேவைப்படும். இந்த திறன் அலைவரிசை-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சூழல்கள், மொபைல் சாதனங்கள் அல்லது பரவலாக்கப்பட்ட நெட்வொர்க்குகளுக்கு மிகவும் முக்கியமானது.

3. மேம்பட்ட பாதுகாப்பு:

   மெர்கில் மரங்கள் வலுவான கிரிப்டோகிராஃபிக் ஹாஷ் செயல்பாடுகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, அவை பல்வேறு வகையான தாக்குதல்களுக்கு மிகவும் எதிர்ப்புத் தெரிவிக்கின்றன. ஹாஷ் செயல்பாடுகளின் ஒரு வழி இயல்பு, ஒரு ஹாஷிலிருந்து தரவை தலைகீழாக மாற்றுவது அல்லது ஒரே ஹாஷை உருவாக்கும் இரண்டு வெவ்வேறு தரவுத் தொகுதிகளைக் கண்டுபிடிப்பது (மோதல்) கணினி ரீதியாக சாத்தியமற்றது என்பதை உறுதி செய்கிறது. இந்த கிரிப்டோகிராஃபிக் வலிமை அவர்களின் பாதுகாப்பு உத்தரவாதங்களின் அடித்தளத்தை உருவாக்குகிறது.

4. பெரிய தரவுத்தொகுப்புகளுக்கான அளவிடக்கூடிய தன்மை:

   நீங்கள் நூற்றுக்கணக்கான அல்லது பில்லியன் கணக்கான தரவுத் தொகுதிகளைக் கையாள்கிறீர்களா, மெர்கில் மர கட்டமைப்பு திறம்பட அளவிடப்படுகிறது. ஒட்டுமொத்த தரவுத்தொகுப்பின் அளவைப் பொருட்படுத்தாமல், சரிபார்ப்பவரின் பார்வையில் இருந்து சரிபார்ப்பு நேரம் நடைமுறையில் மாறாமல் உள்ளது, இது விநியோகிக்கப்பட்ட லெட்ஜர் தொழில்நுட்பங்கள் போன்ற உலகளாவிய பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றது.

மெர்கில் ப்ரூஃப்ஸ்: குறைந்தபட்ச தகவலுடன் தரவை சரிபார்க்கும் கலை

மெர்கில் மரங்களின் உண்மையான சக்தி மெர்கில் ப்ரூஃப்ஸ் மூலம் பிரகாசிக்கிறது. ஒரு மெர்கில் ப்ரூஃப் ஒரு குறிப்பிட்ட தரவு ஒரு பெரிய தரவுத்தொகுப்பின் ஒரு பகுதியாகும் என்பதையும், முழு தரவுத்தொகுப்பையும் பதிவிறக்கம் செய்ய அல்லது செயலாக்க வேண்டிய அவசியமின்றி சேதப்படுத்தப்படவில்லை என்பதையும் சரிபார்க்க வாடிக்கையாளரை அனுமதிக்கிறது. இது ஒரு பெரிய புத்தகத்தின் ஒரு பக்கத்தை முழு புத்தகத்தையும் படிக்காமல் சரிபார்ப்பதற்கு ஒத்ததாகும், அதன் தனித்துவமான அடையாளங்காட்டி மற்றும் சில குறிப்பிட்ட அருகிலுள்ள பக்கங்களை ஆராய்வதன் மூலம்.

மெர்கில் ப்ரூஃப் எவ்வாறு செயல்படுகிறது

Block 0, Block 1, Block 2, Block 3 மற்றும் மெர்கில் ரூட் Root = Hash(Hash(Hash(Block 0) + Hash(Block 1)) + Hash(Hash(Block 2) + Hash(Block 3))) உடன் எங்கள் உதாரணத்தை மீண்டும் பார்வையிடுவோம்.

Block 0 உண்மையிலேயே தரவுத்தொகுப்பில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளது என்பதையும், தரவுத்தொகுப்பின் மெர்கில் ரூட் உண்மையில் Root என்பதையும் ஒரு பயனர் சரிபார்க்க விரும்புகிறார் என்று வைத்துக்கொள்வோம்.

Block 0 க்கான மெர்கில் ப்ரூஃபை உருவாக்க, உங்களுக்கு இது தேவை:

1. அசல் Block 0 தானே.
2. ரூட்டுக்கு செல்லும் பாதையில் அதன் உடன்பிறப்புகளின் ஹாஷ்கள். இந்த விஷயத்தில், இவை: H1 (Block 1 இன் ஹாஷ்) மற்றும் H23 (H2 மற்றும் H3 இன் ஹாஷ்).
3. முழு தரவுத்தொகுப்பின் அறியப்பட்ட மெர்கில் ரூட் (Root).

சரிபார்ப்பு செயல்முறை பின்வருமாறு தொடர்கிறது:

1. சரிபார்ப்பவர் Block 0, H1, H23 மற்றும் எதிர்பார்க்கப்படும் Root ஐப் பெறுகிறார்.
2. அவர்கள் H0 = Hash(Block 0) ஐ கணக்கிடுகிறார்கள்.
3. பின்னர் அவர்கள் H0 ஐ அதன் உடன்பிறப்பு H1 உடன் இணைத்து அடுத்த நிலை ஹாஷ்ஷைக் கணக்கிடுகிறார்கள்: Computed_H01 = Hash(H0 + H1).
4. அடுத்து, அவர்கள் Computed_H01 ஐ அதன் உடன்பிறப்பு H23 உடன் இணைத்து மெர்கில் ரூட்டைக் கணக்கிடுகிறார்கள்: Computed_Root = Hash(Computed_H01 + H23).
5. இறுதியாக, அவர்கள் Computed_Root ஐ எதிர்பார்க்கப்படும் Root உடன் ஒப்பிடுகிறார்கள். அவை பொருந்தினால், Block 0 இன் நம்பகத்தன்மை மற்றும் உள்ளடக்கம் கிரிப்டோகிராஃபிக் முறையில் சரிபார்க்கப்படும்.

மொத்த ஹாஷ்களின் ஒரு சிறிய துணைக்குழு மட்டுமே ஒரு ஒற்றை தரவு உறுப்பின் ஒருமைப்பாட்டை சரிபார்க்க தேவை என்பதை இந்த செயல்முறை நிரூபிக்கிறது. 'தணிக்கை பாதை' (இந்த விஷயத்தில் H1 மற்றும் H23) சரிபார்ப்பு செயல்முறையை மேல்நோக்கி வழிநடத்துகிறது.

மெர்கில் ப்ரூஃப்ஸின் நன்மைகள்

• லைட் கிளையண்ட் சரிபார்ப்பு: மொபைல் போன்கள் அல்லது IoT சாதனங்கள் போன்ற வரையறுக்கப்பட்ட கணக்கீட்டு வளங்கள் அல்லது அலைவரிசையைக் கொண்ட சாதனங்களுக்கு முக்கியமானது. அவர்கள் முழு சங்கிலியையும் ஒத்திசைக்காமல் ஒரு பெரிய பிளாக்செயினில் ஒரு பரிவர்த்தனையை சரிபார்க்க முடியும்.
• உள்ளடக்கம்/விலக்குக்கான ஆதாரம்: முக்கியமாக உள்ளடக்கத்திற்குப் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​மேலும் மேம்பட்ட மெர்கில் மரம் வகைகள் (ஸ்பார்ஸ் மெர்கில் மரங்கள் போன்றவை) ஒரு குறிப்பிட்ட தரவு உறுப்பு இல்லாததையும் திறமையாக நிரூபிக்க முடியும்.
• பரவலாக்கப்பட்ட நம்பிக்கை: ஒரு பரவலாக்கப்பட்ட நெட்வொர்க்கில், பங்கேற்பாளர்கள் ஒரு மைய அதிகாரத்தை நம்பாமல் தரவு நம்பகத்தன்மையை சரிபார்க்க முடியும்.

உலகம் முழுவதும் மெர்கில் மரங்களின் நிஜ உலக பயன்பாடுகள்

மெர்கில் மரங்கள் சுருக்கமான தத்துவார்த்த கட்டமைப்புகள் அல்ல; அவை தினசரி நாம் பயன்படுத்தும் பல தொழில்நுட்பங்களுக்கு அடிப்படையானவை, பெரும்பாலும் அதை உணரவில்லை. அவர்களின் உலகளாவிய தாக்கம் ஆழமானது:

1. பிளாக்செயின் மற்றும் கிரிப்டோகரன்சிகள் (பிட்காயின், எத்தேரியம் போன்றவை)

இது ஒருவேளை மிகவும் பிரபலமான பயன்பாடாக இருக்கலாம். ஒரு பிளாக்செயினில் உள்ள ஒவ்வொரு தொகுதியும் அந்தத் தொகுதியில் உள்ள அனைத்து பரிவர்த்தனைகளையும் சுருக்கமாகக் கூறும் ஒரு மெர்கில் மரத்தைக் கொண்டுள்ளது. இந்த பரிவர்த்தனைகளின் மெர்கில் ரூட் தொகுதி தலைப்பில் சேமிக்கப்படுகிறது. இது பல காரணங்களுக்காக முக்கியமானது:

• பரிவர்த்தனை சரிபார்ப்பு: லைட் கிளையண்ட்கள் (எ.கா., மொபைல் வாலெட்டுகள்) ஒரு குறிப்பிட்ட பரிவர்த்தனை ஒரு தொகுதியில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளதா என்பதையும், அவர்களின் பரிவர்த்தனைக்கான மெர்கில் ரூட் மற்றும் மெர்கில் ப்ரூஃப் ஆகியவை அடங்கிய தொகுதி தலைப்பை மட்டும் பதிவிறக்கம் செய்து, அந்தத் தொகுதியின் முழு பரிவர்த்தனை வரலாற்றையும் பதிவிறக்கம் செய்யாமல் சரிபார்க்க முடியும். இது உலகளவில் வேகமான, குறைந்த வள சரிபார்ப்பை செயல்படுத்துகிறது.
• தொகுதி ஒருமைப்பாடு: ஒரு தொகுதியில் உள்ள ஒரு பரிவர்த்தனையில் ஏதேனும் மாற்றம் அதன் ஹாஷை மாற்றும், மெர்கில் மரத்தில் பரவும் மற்றும் வேறு மெர்கில் ரூட்டை உருவாக்கும். இந்த பொருத்தமின்மை தொகுதியை செல்லாததாக்கும், சேதப்படுத்துவதை உடனடியாக கண்டறியக்கூடியதாக ஆக்கும் மற்றும் மோசடியான பரிவர்த்தனைகள் நெட்வொர்க்கால் ஏற்றுக்கொள்ளப்படுவதைத் தடுக்கும்.
• எத்தேரியத்தின் மேம்பட்ட பயன்பாடு: எத்தேரியம் ஒரு தொகுதிக்கு ஒன்று அல்ல, மூன்று மெர்கில் பேட்ரிசியா மரங்களைப் பயன்படுத்துகிறது (ஒரு சிக்கலான மாறுபாடு): பரிவர்த்தனைகளுக்கு ஒன்று, பரிவர்த்தனை ரசீதுகளுக்கு ஒன்று மற்றும் உலக நிலைக்கான ஒன்று. இது நெட்வொர்க்கின் முழு நிலுவையும் நம்பமுடியாத திறமையான மற்றும் சரிபார்க்கக்கூடிய அணுகலை அனுமதிக்கிறது.

2. விநியோகிக்கப்பட்ட சேமிப்பு அமைப்புகள் (IPFS, Git)

விநியோகிக்கப்பட்ட கோப்பு அமைப்புகளில் தரவு ஒருமைப்பாட்டை உறுதி செய்வதற்கும் திறமையான ஒத்திசைவை உறுதி செய்வதற்கும் மெர்கில் மரங்கள் அவசியம்:

• இன்டர்பிளானட்டரி ஃபைல் சிஸ்டம் (IPFS): IPFS, ஒரு உலகளாவிய பியர்-டு-பியர் ஹைப்பர்மீடியா நெறிமுறை, மெர்கில் மரங்களை விரிவாகப் பயன்படுத்துகிறது. IPFS இல் உள்ள கோப்புகள் சிறிய தொகுதிகளாக உடைக்கப்படுகின்றன, மேலும் இந்த தொகுதிகளிலிருந்து மெர்கில் DAG (டைரக்ட்டட் அசைலிக் கிராப், ஒரு பொதுவான மெர்கில் மரம்) உருவாகிறது. இந்த DAG இன் ரூட் ஹாஷ் முழு கோப்பிற்கும் உள்ளடக்க அடையாளங்காட்டியாக (CID) செயல்படுகிறது. இது பயனர்கள் பல மூலங்களிலிருந்து கோப்பு பிரிவுகளை பதிவிறக்கம் செய்து சரிபார்க்க அனுமதிக்கிறது, இறுதி மறுகட்டமைக்கப்பட்ட கோப்பு அசல் கோப்பைப் போலவே உள்ளது மற்றும் சேதப்படுத்தப்படவில்லை அல்லது மாற்றப்படவில்லை என்பதை உறுதி செய்கிறது. இது உலகளாவிய உள்ளடக்க விநியோகம் மற்றும் காப்பகத்திற்கான ஒரு மூலக்கல்லாகும்.
• கிட் பதிப்பு கட்டுப்பாட்டு அமைப்பு: உலகளவில் மில்லியன் கணக்கான டெவலப்பர்களால் பயன்படுத்தப்படும் கிட், கோப்புகளில் ஏற்படும் மாற்றங்களைக் கண்காணிக்க மெர்கில் போன்ற மரங்களைப் பயன்படுத்துகிறது (குறிப்பாக, மெர்கில் DAG இன் ஒரு வகை). கிட்டிலுள்ள ஒவ்வொரு கமிட்டும் அடிப்படையில் அதன் உள்ளடக்கத்தின் ஹாஷ் ஆகும் (முந்தைய கமிட்டுகளுக்கான குறிப்புகள் மற்றும் கோப்புகள்/கோப்பகங்களின் மரம் உட்பட). மாற்றங்களின் வரலாறு மாறாதது மற்றும் சரிபார்க்கக்கூடியது என்பதை இது உறுதி செய்கிறது. கடந்த கமிட்டில் ஏதேனும் மாற்றம் அதன் ஹாஷை மாற்றும், இதனால் அடுத்தடுத்த கமிட்களின் ஹாஷ், சேதப்படுத்துதலை உடனடியாக வெளிப்படுத்தும்.

3. தரவு ஒத்திசைவு மற்றும் சரிபார்ப்பு

பெரிய அளவிலான தரவு அமைப்புகளில், குறிப்பாக வெவ்வேறு புவியியல் பகுதிகளில் விநியோகிக்கப்பட்ட அமைப்புகளில், மெர்கில் மரங்கள் திறமையான ஒத்திசைவு மற்றும் நிலைத்தன்மை சோதனைகளை எளிதாக்குகின்றன:

• NoSQL தரவுத்தளங்கள்: அமேசான் டைனமோடிபி அல்லது அப்பாச்சி கசாண்ட்ரா போன்ற அமைப்புகள் தரவு பிரதிபலிப்புகளுக்கு இடையில் உள்ள முரண்பாடுகளை கண்டறிய மெர்கில் மரங்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. முழு தரவுத்தொகுப்புகளையும் ஒப்பிடுவதற்குப் பதிலாக, பிரதிபலிப்புகள் அவற்றின் மெர்கில் ரூட்களை ஒப்பிடலாம். ரூட்கள் வேறுபடுகிறதென்றால், மரங்களின் குறிப்பிட்ட கிளைகளை ஒப்பிட்டு, சரியாக எந்த தரவுப் பிரிவுகள் ஒத்திசைவாக இல்லை என்பதைக் விரைவாகக் கண்டறிய முடியும், இதனால் மிகவும் திறமையான நல்லிணக்கம் ஏற்படுகிறது. உலகளாவிய தரவு மையங்களில் சீரான தரவைப் பராமரிக்க இது முக்கியமானது.
• கிளவுட் சேமிப்பு: கிளவுட் வழங்குநர்கள் பெரும்பாலும் மெர்கில் மரங்கள் அல்லது ஒத்த கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்தி ஏராளமான சேவையகங்களில் சேமிக்கப்பட்ட பயனர் தரவின் ஒருமைப்பாட்டை உறுதி செய்கின்றனர். உங்கள் பதிவேற்றிய கோப்புகள் அப்படியே இருக்கின்றன மற்றும் சேமிப்பு அல்லது மீட்டெடுப்பின்போது சேதப்படுத்தப்படவில்லை என்பதை அவர்கள் சரிபார்க்க முடியும்.

4. பியர்-டு-பியர் நெட்வொர்க்குகள் (பிட்டோரண்ட்)

பியர்-டு-பியர் கோப்பு பகிர்வுக்கான பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் நெறிமுறையான பிட்டோரண்ட், பதிவிறக்கம் செய்யப்பட்ட கோப்புகளின் ஒருமைப்பாட்டை உறுதிப்படுத்த மெர்கில் மரங்களைப் பயன்படுத்துகிறது:

• நீங்கள் பிட்டோரண்ட் வழியாக ஒரு கோப்பைப் பதிவிறக்கும்போது, ​​கோப்பு பல சிறிய பகுதிகளாகப் பிரிக்கப்படுகிறது. இந்த அனைத்து பகுதிகளின் மெர்கில் ரூட் (அல்லது மெர்கில் மரத்தை உருவாக்கும் ஹாஷ்களின் பட்டியல்) ஒரு 'டொரண்ட்' கோப்பு அல்லது காந்த இணைப்பில் உள்ளது. நீங்கள் பல்வேறு சகாக்களிடமிருந்து பகுதிகளைப் பதிவிறக்கும்போது, ​​ஒவ்வொரு பகுதியையும் ஹாஷ் செய்து, எதிர்பார்க்கப்படும் ஹாஷிற்கு எதிராக அதை ஒப்பிடுகிறீர்கள். இது நீங்கள் செல்லுபடியாகும், சேதப்படுத்தப்படாத தரவை மட்டுமே ஏற்றுக்கொள்வதை உறுதிசெய்கிறது, மேலும் எந்தவொரு தீங்கிழைக்கும் அல்லது சேதமடைந்த பகுதிகளும் நிராகரிக்கப்படுகின்றன. இந்த அமைப்பு நம்பகமான மூலங்களிலிருந்து கூட நம்பகமான கோப்பு பரிமாற்றத்தை அனுமதிக்கிறது, இது உலகளாவிய P2P நெட்வொர்க்குகளில் ஒரு பொதுவான சூழ்நிலை.

5. சான்றிதழ் வெளிப்படைத்தன்மை பதிவுகள்

மெர்கில் மரங்கள் சான்றிதழ் வெளிப்படைத்தன்மை (CT) பதிவுகளுக்கும் அடிப்படையானவை, இது SSL/TLS சான்றிதழ்களை வழங்குவதை பொதுவில் தணிக்கக்கூடியதாக மாற்றுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது:

• CT பதிவுகள் சான்றிதழ் அதிகாரிகளால் (CAs) வழங்கப்பட்ட அனைத்து SSL/TLS சான்றிதழ்களின் இணைப்பு-மட்டும் பதிவுகள். இந்த பதிவுகள் மெர்கில் மரங்களைப் பயன்படுத்தி செயல்படுத்தப்படுகின்றன. உலாவி விற்பனையாளர்கள் மற்றும் டொமைன் உரிமையாளர்கள் அவ்வப்போது இந்த பதிவுகளைச் சரிபார்த்து, அவர்களின் டொமைன்களுக்கு அங்கீகரிக்கப்படாத அல்லது தவறான சான்றிதழ்கள் எதுவும் வழங்கப்படவில்லை என்பதை உறுதிப்படுத்தலாம். பதிவின் மெர்கில் ரூட் தொடர்ந்து வெளியிடப்படுகிறது, இது முழு பதிவின் ஒருமைப்பாடு மற்றும் நிலைத்தன்மையை யார் வேண்டுமானாலும் சரிபார்க்கவும் மற்றும் மோசடியான சான்றிதழ்களை ரகசியமாக வழங்க எடுக்கும் முயற்சிகளைக் கண்டறியவும் அனுமதிக்கிறது. இது உலகளாவிய வலையின் பாதுகாப்பு உள்கட்டமைப்பில் நம்பிக்கையை மேம்படுத்துகிறது.

மேம்பட்ட கருத்துகள் மற்றும் மாறுபாடுகள்

அடிப்படை மெர்கில் மர கட்டமைப்பு சக்திவாய்ந்ததாக இருந்தாலும், குறிப்பிட்ட சவால்களை எதிர்கொள்ளவும், வெவ்வேறு பயன்பாட்டு நிகழ்வுகளுக்கான செயல்திறனை மேம்படுத்தவும் பல்வேறு தழுவல்கள் உருவாக்கப்பட்டுள்ளன:

மெர்கில் பேட்ரிசியா மரங்கள் (MPT)

எத்தேரியத்தில் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு அதிநவீன மாறுபாடான மெர்கில் பேட்ரிசியா மரம் (மெர்கில் ஹாஷிங்குடன் இணைந்து 'பேட்ரிசியா ட்ரை' அல்லது 'ரேடிக்ஸ் மரம்' என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) என்பது திறம்பட விசை-மதிப்பு ஜோடிகளைச் சேமிக்கும் ஒரு அங்கீகரிக்கப்பட்ட தரவு கட்டமைப்பு ஆகும். இது ஒரு குறிப்பிட்ட விசை-மதிப்பு ஜோடிக்கு உள்ளடக்கத்தின் கிரிப்டோகிராஃபிக் ஆதாரத்தை வழங்குகிறது, அத்துடன் இல்லாததற்கான ஆதாரம் (ஒரு விசை இல்லை என்பது). MPTகள் எத்தேரியத்தில் இதற்குப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

• நிலை மரம்: அனைத்து கணக்குகளின் முழு நிலையையும் சேமிக்கிறது (நிலுவைகள், நான்ஸ், சேமிப்பக ஹாஷ்கள், குறியீடு ஹாஷ்கள்).
• பரிவர்த்தனை மரம்: ஒரு தொகுதியில் உள்ள அனைத்து பரிவர்த்தனைகளையும் சேமிக்கிறது.
• ரசீது மரம்: ஒரு தொகுதியில் உள்ள அனைத்து பரிவர்த்தனைகளின் முடிவுகளையும் (ரசீதுகள்) சேமிக்கிறது.

நிலை மரத்தின் மெர்கில் ரூட் ஒவ்வொரு தொகுதியுடனும் மாறுகிறது, அந்த நேரத்தில் முழு எத்தேரியம் பிளாக்செயின் நிலையையும் கிரிப்டோகிராஃபிக் ஸ்னாப்ஷாட் போல் செயல்படுகிறது. முழு பிளாக்செயின் வரலாற்றையும் செயலாக்கத் தேவையில்லாமல், குறிப்பிட்ட கணக்கு நிலுவைகளை அல்லது ஸ்மார்ட் ஒப்பந்த சேமிப்பக மதிப்புகளை மிகவும் திறமையாக சரிபார்க்க இது அனுமதிக்கிறது.

ஸ்பார்ஸ் மெர்கில் மரங்கள் (SMT)

சாத்தியமான தரவு உறுப்புகளின் ஒரு சிறிய பகுதி மட்டுமே உண்மையில் இருக்கும் சூழ்நிலைகளுக்கு ஸ்பார்ஸ் மெர்கில் மரங்கள் உகந்ததாக இருக்கின்றன (அதாவது, பெரும்பாலான இலை முனைகள் காலியாக இருக்கும் அல்லது பூஜ்ஜியமாக இருக்கும்). SMTகள் மரத்தின் காலியாகாத கிளைகளை மட்டும் சேமிப்பதன் மூலம் செயல்திறனை அடைகின்றன, அத்தகைய ஸ்பார்ஸ் தரவுத்தொகுப்புகளில் ஆதாரங்களுக்கான சேமிப்பு மற்றும் கணக்கீட்டை கணிசமாகக் குறைக்கின்றன. பாரிய அடையாள அமைப்புகள் அல்லது சாத்தியமான முகவரிகளின் எண்ணிக்கை உண்மையான கணக்குகளின் எண்ணிக்கையை விட அதிகமாக இருக்கும் சிக்கலான லெட்ஜர் நிலைகளுக்கு அவை குறிப்பாக பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

மெர்கில் B+ மரங்கள்

B+ மரங்களில் மெர்கில் ஹாஷிங்கை ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம் (தரவுத்தள அட்டவணைக்கான ஒரு பொதுவான தரவு கட்டமைப்பு), மெர்கில் B+ மரங்கள் இரண்டின் நன்மைகளையும் வழங்குகின்றன: திறமையான தரவுத்தள கேள்விகள் மற்றும் கிரிப்டோகிராஃபிக் முறையில் சரிபார்க்கக்கூடிய ஒருமைப்பாடு. இந்த கலவையானது சரிபார்க்கக்கூடிய தரவுத்தளங்கள் மற்றும் தணிக்கை பதிவுகளில் இழுவை பெறுகிறது, கேள்விகள் சரியான முடிவுகளை மட்டும் கொடுக்காமல், முடிவுகள் சேதப்படுத்தப்படவில்லை மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் தரவுத்தள நிலையை துல்லியமாக பிரதிபலிக்கின்றன என்பதற்கான சரிபார்க்கக்கூடிய ஆதாரத்தையும் உறுதி செய்கிறது.

சவால்கள் மற்றும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டியவை

மிகவும் சக்திவாய்ந்ததாக இருந்தாலும், மெர்கில் மரங்களுக்கு கருத்தில் கொள்ள வேண்டியவை இல்லாமல் இல்லை:

• ஆரம்ப கட்டுமான செலவு: மிக பெரிய தரவுத்தொகுப்பிற்கு புதிதாக ஒரு மெர்கில் மரத்தை உருவாக்குவது கணக்கீட்டு ரீதியாக தீவிரமாக இருக்கலாம், ஏனெனில் ஒவ்வொரு தரவுத் தொகுதியும் ஹாஷ் செய்யப்பட வேண்டும், பின்னர் அனைத்து இடைநிலை ஹாஷ்களும் கணக்கிடப்பட வேண்டும்.
• டைனமிக் தரவு மேலாண்மை: தரவு அடிக்கடி சேர்க்கப்படும்போது, ​​நீக்கப்படும்போது அல்லது மாற்றப்படும்போது, ​​மெர்கில் மரத்தைப் புதுப்பிக்க ரூட்டுக்கு பாதிக்கப்பட்ட பாதையில் உள்ள ஹாஷ்களை மீண்டும் கணக்கிட வேண்டும். சரிபார்ப்புக்கு திறமையானதாக இருந்தாலும், நிலையான தரவுகளுடன் ஒப்பிடும்போது டைனமிக் புதுப்பிப்புகள் சிக்கலை அதிகரிக்கலாம். அதிகரிப்பு மெர்கில் மரங்கள் அல்லது மாற்றக்கூடிய மெர்கில் மரங்கள் போன்ற மேம்பட்ட கட்டமைப்புகள் இதைத் தீர்க்கின்றன.
• ஹாஷ் செயல்பாடுகளைச் சார்ந்திருத்தல்: மெர்கில் மரத்தின் பாதுகாப்பு முற்றிலும் கிரிப்டோகிராஃபிக் ஹாஷ் செயல்பாட்டின் வலிமையைப் பொறுத்தது. ஹாஷ் செயல்பாடு சமரசம் செய்யப்பட்டால் (எ.கா., ஒரு மோதல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டால்), மெர்கில் மரத்தின் ஒருமைப்பாடு உத்தரவாதங்கள் பலவீனமடையும்.

மெர்கில் மரங்களுடன் தரவு சரிபார்ப்பின் எதிர்காலம்

உலகம் முன்னோடியில்லாத அளவிலான தரவுகளை உருவாக்கும்போது, ​​திறமையான, அளவிடக்கூடிய மற்றும் நம்பகமான தரவு சரிபார்ப்பு வழிமுறைகளின் தேவை அதிகரிக்கும். மெர்கில் மரங்கள், அவற்றின் நேர்த்தியான எளிமை மற்றும் வலுவான கிரிப்டோகிராஃபிக் பண்புகளுடன், டிஜிட்டல் நம்பிக்கையின் எதிர்காலத்தில் இன்னும் முக்கியமான பங்கைக் கொண்டிருக்கப் போகின்றன. இவற்றில் அவற்றின் விரிவாக்கப்பட்ட பயன்பாட்டை நாம் எதிர்பார்க்கலாம்:

• விநியோகச் சங்கிலி வெளிப்படைத்தன்மை: ஒவ்வொரு அடியிலும் சரிபார்க்கக்கூடிய ஆதாரங்களுடன் தோற்றத்திலிருந்து நுகர்வோர் வரை பொருட்களைக் கண்காணித்தல்.
• டிஜிட்டல் அடையாளம் மற்றும் சான்றுகள்: மைய அதிகாரிகளை நம்பாமல் தனிப்பட்ட தரவை பாதுகாப்பாக நிர்வகித்தல் மற்றும் சரிபார்த்தல்.
• சரிபார்க்கக்கூடிய கணக்கீடு: மீண்டும் இயக்காமல் ஒரு கணக்கீடு சரியாகச் செய்யப்பட்டது என்பதை நிரூபித்தல், கிளவுட் கம்ப்யூட்டிங் மற்றும் பூஜ்ஜிய-அறிவு ஆதாரங்களுக்கு முக்கியமானது.
• IoT பாதுகாப்பு: இன்டர்நெட் ஆஃப் திங்ஸ் சாதனங்களின் பரந்த நெட்வொர்க்குகளிலிருந்து சேகரிக்கப்பட்ட தரவின் ஒருமைப்பாட்டை உறுதி செய்தல்.
• ஒழுங்குமுறை இணக்கம் மற்றும் தணிக்கைப் பாதைகள்: உலகளாவிய ஒழுங்குமுறை அமைப்புகளுக்கு ஒரு குறிப்பிட்ட நேரத்தில் தரவு நிலைகளின் மறுக்கமுடியாத ஆதாரத்தை வழங்குதல்.

உலகளவில் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட சூழலில் செயல்படும் நிறுவனங்கள் மற்றும் தனிநபர்களுக்கு, மெர்கில் மரம் தொழில்நுட்பத்தைப் புரிந்துகொள்வது மற்றும் பயன்படுத்துவது இனி விருப்பமல்ல, ஆனால் ஒரு மூலோபாய கட்டாயமாகும். தரவு நிர்வாகத்தின் மையத்தில் கிரிப்டோகிராஃபிக் சரிபார்ப்பை உட்பொதிப்பதன் மூலம், மெர்கில் மரங்கள் மிகவும் வெளிப்படையான, பாதுகாப்பான மற்றும் நம்பகமான டிஜிட்டல் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளை உருவாக்க எங்களுக்கு அதிகாரம் அளிக்கின்றன.

முடிவுரை

1979 இல் ரால்ப் மெர்கில் என்பவரால் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மெர்கில் மரம், இன்றைய டிஜிட்டல் நிலப்பரப்பில் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் பொருத்தமானதாகவும் அடித்தளமாகவும் உள்ளது. ஏராளமான தரவுகளை ஒரு சரிபார்க்கக்கூடிய ஹாஷ் ஆக சுருக்கும் திறன், மெர்கில் ஆதாரங்களின் திறனுடன் இணைந்து, தரவு ஒருமைப்பாட்டை நாங்கள் அணுகும் விதத்தில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளது, குறிப்பாக பிளாக்செயின் மற்றும் விநியோகிக்கப்பட்ட அமைப்புகளின் பரவலாக்கப்பட்ட விதிமுறைகளுக்குள்.

பிட்காயினில் உலகளாவிய நிதி பரிவர்த்தனைகளைப் பாதுகாப்பதிலிருந்து, IPFS இல் உள்ள உள்ளடக்கத்தின் நம்பகத்தன்மையை உறுதிப்படுத்துவது மற்றும் Git இல் மென்பொருள் மாற்றங்களைக் கண்காணிப்பது வரை, மெர்கில் மரங்கள் கிரிப்டோகிராஃபிக் சரிபார்ப்பின் பாடப்படாத ஹீரோக்கள். தரவு தொடர்ந்து நகர்ந்து கொண்டிருக்கும் ஒரு உலகில் நாம் தொடர்ந்து செல்லும்போது மற்றும் நம்பிக்கை ஒரு பிரீமியமாக இருக்கும்போது, ​​மெர்கில் மரங்களின் கொள்கைகள் மற்றும் பயன்பாடுகள் சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி தொடர்ந்து உருவாகும் மற்றும் ஒரு உண்மையான உலகளாவிய பார்வையாளர்களுக்கான பாதுகாப்பான மற்றும் சரிபார்க்கக்கூடிய தொழில்நுட்பங்களின் அடுத்த தலைமுறைக்கு அடிப்படையாக இருக்கும்.