머클경로(Merkle path)는 어떤 거래의 진위를 따질 때 이를 검증하는 과정을 말한다. 머클루트가 주어진다면, 더 쉽게 검증할 수 있다.
개요
머클경로는 풀노드로부터 정보를 받아 해시함수에 대입시켜 사용자가 해시 값의 상대값을 알아가면서 계속 해시를 진행해 나갈 수 있게 하는 것이다.
머클트리
머클트리는 ‘트리구조’를 형성하고 있는 암호화 과정이라고 할 수 있다. 꼭대기에 위치한 최종 값을 '루트', 하부의 값들을 '리프'라고 칭한다. 8개 거래에 대한 머클트리를 예시로 들자. 위 그림과 같이 거래에 대한 해시값이 Hash1부터 Hash8과 같이 '리프'가 이어져 있고, 이를 두 개씩 묶어 더한 후 같은 방식으로 진행하여 최종 값인 머클루트를 얻는다. (Hash9 값은 (Hash1 + Hash2)의 sha256 해시를 2번 취한 값 )
머클루트(Merkle Root)란, 단어 속 ‘루트(root)’에서 알 수 있듯이 뿌리와 같은 결과로써 하나의 최종 값을 의미하며, 그림상으로는 맨 위에 해당하는 값이 된다.
이 트리를 보면서 ‘거래가 홀수일 경우는 어떻게 되지?’라는 의문이 생길 수 있다. 이러한 경우 맨 마지막 거래를 복사하여 거래를 짝수개로 만들어 사용하는 원칙으로 이용되고 있다. (이러한 경우를 균형트리(balanced tree))
머클트리를 보면서 ‘거래의 원본이 그대로 저장이 안 되고 해시값을 이용하는 것이 왜 필요한가?’에 대한 의문이 들 수 있지만, 해시의 쓰임새를 다시 한번 생각해 봤을 때, 위변조를 한 번에 알 수 있다는 장점이 있기에 머클루트는 매우 중요하다. 즉, 블록 안의 300개의 데이터 중 1개의 데이터, 혹은 그 1개의 데이터 중 글자 하나만 바뀌어도 해시값인 머클루트는 완전히 다른 값이 나온다는 것을 인지한다면 머클루트의 효과를 확실히 알 수 있을 것이다. (참고로 이더리움의 경우, 머클패트리샤 트리(Merkle-Patricia tree(trie))를 이용하여 '상태(state)'의 정보를 저장한다)
머클트리의 장점은 위변조 가능성을 넘어서, 빠른 탐색을 용이하게 만들어준다. 머클경로를 이용한다면, 머클루트를 알고 있을 때, ‘어떠한 거래가 들어있다는 확인’을 하는 절차는 매우 용이하다.[1]
머클트리에 대해 자세히 보기
예제
A는 본인의 거래 Tx1이 블록에 담겨있는지 확인하고자 한다면, 풀노드(full-node)로부터 블록헤더와, 머클경로를 전달받는다. 이때, 블록헤더 중 머클루트와 머클경로를 통해 Tx1의 포함 여부를 확인한다. 이어서 Tx1이 들어있다는 것을 확인해야 한다.
Hash2, Hash10, Hash14 만 있으면 머클루트를 직접 계산하여 도출할 수 있다. 즉, A는 Tx1을 이용하여 Hash1을 만들면, 머클경로에 포함된 Hash2를 더하며 Hash9를 얻을 수 있다. 이후 Hash9과 머클경로에 포함되어 있던 Hash10을 통해 Hash13을 얻을 수 있고 같은 방식으로 Hash14를 통해 머클루트를 직접 구할 수 있다. 이 결괏값을 '전달받은 머클루트'와 비교하여 일치한다면 본인 거래 Tx1이 블록에 담겨있다는 것을 확인할 수 있을 것이다. 이는 log2(8)=3개의 머클경로가 포함되어있음을 확인할 수 있다.
이는 SPV(Simplified Payment Verification) 노드가 쉽고 빠르게 특정 거래를 찾을 수 있게 도와준다.[1]
각주
참고자료
같이 보기
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