Erstellen und Überprüfen von Merkle-Bäumen mit OP_CAT

Im Anschluss an unsere Serie Nr. 1 zeigen wir, wie man Merkle-Bäume mit OP_CAT erstellt und verifiziert. In Bitcoin werden Merkle-Bäume als Datenstruktur zur Datenverifizierung, Synchronisierung und effektiven Verknüpfung der Transaktionen und Blöcke der Blockchain verwendet.

Dieser Beitrag wurde zuerst auf Medium veröffentlicht. Im Anschluss an unsere Serie Nr. 1 zeigen wir, wie man Merkle-Bäume mit OP_CAT erstellt und verifiziert. Bei Bitcoin werden Merkle-Bäume als Datenstruktur zur Datenverifizierung, Synchronisierung der Blockchain und effizienten Verknüpfung von Transaktionen und Blöcken verwendet. Der OP_CAT-Opcode, der die Verkettung zweier Stack-Variablen ermöglicht, kann mit SHA256-Hashes öffentlicher Schlüssel verwendet werden, um den Merkle-Tree-Verifizierungsprozess innerhalb von Bitcoin Script zu optimieren. OP_CAT ermöglicht auf einzigartige Weise das Erstellen und Öffnen von Einträgen in Merkle-Bäumen, da der grundlegende Vorgang zum Erstellen und Überprüfen von Merkle-Bäumen darin besteht, zwei Werte zu verketten und sie dann zu hashen.

Es gibt viele Anwendungen für Merkle-Bäume. Hier sind einige prominente Beispiele:

Merkle-Proof
Ein Merkle-Proof ist eine kryptografische Methode, mit der überprüft werden kann, ob eine bestimmte Transaktion in einem Merkle-Baum enthalten ist, ohne dass die gesamte Blockchain heruntergeladen werden muss. Dies ist besonders nützlich für leichtgewichtige Clients und zur Verbesserung der Effizienz der Datenüberprüfung.

Baumsignatur
Eine Baumsignatur ist eine kryptografische Methode, die die Sicherheit und Effizienz digitaler Signaturen mithilfe von Baumstrukturen, insbesondere Merkle-Bäumen, verbessert. Dieser Ansatz wird verwendet, um einen kompakteren und privateren Beweis dafür zu generieren, dass eine Nachricht oder eine Gruppe von Nachrichten im Vergleich zu regulären Multisig-Schlüsseln mit einem bestimmten Schlüssel signiert wurde.

Zero-Knowledge Proofs
STARK (Succinct Transparent Arguments of Knowledge) ist ein Typ des Zero-Knowledge-Proof-Systems. STARKS sind so konzipiert, dass ein Prüfer einem Prüfer die Gültigkeit einer Berechnung nachweisen kann, ohne vertrauliche Informationen über die Berechnung selbst preiszugeben.

Wenn OP_CAT zu Bitcoin hinzugefügt würde, könnte dies möglicherweise die Implementierung eines STARK-Prüfers in Bitcoin ermöglichen Skript, daran wird bereits gearbeitet. Dies würde sichere und private Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk ermöglichen. Im Vergleich zu paarungsbasierten Beweissystemen wie SNARK gilt STARK als Bitcoin-freundlicher.

Implementierung
Die Implementierung des Merkle-Baums mit Cryptis ist unkompliziert. Der folgende Code berechnet den Root-Hash eines Merkle-Baums anhand eines Blatts und seines Merkle-Pfads, der normalerweise zur Überprüfung eines Merkle-Beweises verwendet wird. Den vollständigen Code finden Sie unter https://github.com/sCrypt-Inc/scrypt-btc-merkle.

Ein einzelner Lauf führt zu den folgenden Transaktionen:
Überprüfen Sie die Transaktion auf Mempool.
Überprüfen Sie die Transaktion auf Mempool.
Skriptversionen.
Dort sind alternative Implementierungen in einfachen Skripten, wie das folgende. Ein großer Vorteil der Verwendung von Cryptis zur Implementierung von Merkletrees ist seine Lesbarkeit und Wartbarkeit. Skripte sind oft sehr schwer zu lesen und zu bearbeiten.

OP_EXISTS
Bitte sagen Sie mir, dass Sie einen Compiler hatten, um das zu generieren – Jerry–BitcoinBay (@Lightswarm), 1. März 2024
Bleiben Sie dran für weitere OP_CAT-Anwendungsfälle.
Beobachten Sie: sCrypt Hackathon-Studenten erkennen, dass Blockchain mehr zu bieten hat
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