Крах биржи FTX вынудил многие криптоплатформы доказывать, что активы пользователей находятся в сохранности. Владельцы платформ и инвесторы вспомнили о дереве Меркла. Именно оно позволяет убедительно продемонстрировать сохранность средств, которые пользователи доверили бирже. Что это за дерево и какая от него польза владельцу криптовалют? Эксперты Финтолка объясняют.

Дерево Меркла — это структура данных, которая собирает результаты всех транзакций в блоке. Так можно быстро и с высокой точностью проверить и эффективно зашифровать данные блокчейна. Ральф Меркл, специалист по информатике, предложил структуру дерева в статье 1987 года «Цифровая подпись, основанная на обычной функции шифрования».

Деревья Меркла или как их еще называют, хеш-деревья, используются вычислительными приложениями для проверки и синхронизации данных. Их применяют для более безопасного и эффективного шифрования в блокчейне биткоина и других криптовалют. Дерево Меркла гарантирует, что при проверке данные не будут потеряны, повреждены или изменены. А еще метод позволяет проверять конкретные транзакции без загрузки всего блокчейна размером в терабайт.

Как это работает

Дерево Меркла, по сути, предназначено для разбиения больших фрагментов данных на значительно меньшие. Поэтому транзакции проверяются почти мгновенно. Дерево учитывает каждую транзакцию, создавая небольшой «отпечаток» и делая проверку более доступной.

Дерево Меркла группирует данные снизу вверх ветвями, пока они не сойдутся в одном фрагменте, который называется корнем Меркла. Корень Меркла отвечает за обобщение данных, присутствующих в конкретных транзакциях. Если в какой-то момент будет изменена одна деталь в транзакции, корень Меркла автоматически изменится вместе с ней. Вот пример такого увенчанного корнем дерева для четырех транзакций D0, D1, D2 и D3:

Блокчейны обычно состоят из сотен тысяч блоков, каждый из которых может содержать до нескольких тысяч транзакций. И отсюда проблемы с двумя основными ресурсами: объемом памяти и вычислительной мощностью. Если бы не структура Меркла, для проверки каждой транзакции пришлось бы сравнивать каждую запись и, чтобы убедиться в отсутствии вредоносных изменений, компьютеру потребовалось бы гораздо больше вычислительной мощности.

Дерево Меркла — это отличный способ показать часть данных без необходимости загружать весь набор. Следовательно, для проверки транзакций требуется меньше вычислительной мощности.

Назначение дерева Меркла

У технологии блокчейна появляется много преимуществ при использовании дерева Меркла: от эффективной проверки до простого обнаружения ошибки. Например, с деревом Меркла доступна простая проверка криптовалютного платежа (SPV). Так можно подтвердить операцию без загрузки всего блока и использовать криптокошелек для отправки и получения транзакций.

Структура позволяет легко идентифицировать вмешательство в транзакции блокчейна и предотвратить задваивание. Например, если кто-то тратит криптовалюту — значит, что для этой транзакции сгенерирован хеш, то есть уникальный код определенного набора данных. Теперь этот кто-то пытается потратить ту же криптовалюту повторно... Но хеш совпадает с уже существующими записями в блокчейне, и поэтому вторая транзакция отклоняется.

Почему деревья Меркла стали всем интересны

После краха FTX пользователи были обеспокоены тем, действительно ли их средства в безопасности на криптобиржах. В результате несколько бирж, например, Bybit, представили в открытом доступе собственные подтверждения резервов с деревом Меркла.

Подтверждение резервов (Proof of Reserves, PoR) относится к проверке данных на криптобиржах сторонним аудитором. Эта процедура криптоучета использует структуру дерева Меркла. Конечная цель состоит в том, чтобы гарантировать финансовую стабильность биржи и наличие суммы, равной или превышающей сумму активов клиентов.

Подтверждение резервов обеспечивает стопроцентную прозрачность: исключает секретные финансовые транзакции вроде выдачи кредита на большую сумму, чем имеется в залоге, и риск неплатежеспособности организации. При этом активы клиентов также защищены.

С тех пор, как FTX объявила о банкротстве, отрасль погрузилась в состояние форменного безумия. В попытке успокоить нервы пользователей криптобиржи по всему миру, включая крупные Coinbase, Binance, Bybit, либо уже обнародовали свои сертификаты хеш-деревьев, либо собираются сделать это в ближайшем будущем.

В твите от 9 ноября генеральный директор Bybit Бен Чжоу заверил клиентов, что платформа всегда обеспечивает безопасность средств клиентов и гарантирует резервы 1 к 1.

Bybit опубликовала адреса кошельков и информационную панель на независимой платформе Nansen. Дерево Меркла и регулярные аудиты PoR помогают пользователям самостоятельно удостовериться в безопасности своих средств и проверить следующее:

1. Баланс ваших активов на бирже.
2. Баланс и факт владения адресами кошельков биржи.
3. Коэффициент резервирования.

Конец 2022 года выдался непростым для криптоиндустрии и всех, кто привык использовать возможности криптовалюты. А также для тех, кто только начал во всем этом разбираться. Однако криптоиндустрия — это гораздо больше, чем один плохой игрок, пусть и настолько крупный. После встряски индустрия становится лишь прозрачнее, безопаснее и эффективнее. Спустя 30 с лишним лет после создания дерева Меркла это изобретение оказалось настолько полезным для криптовалютных платформ, что о корнях, листьях и ветвях Меркла полезно понимать не только специалистам в информатике и блокчейне.

*Статья подготовлена совместно с экспертами криптовалютной биржи ByBit.