מבני נתונים בבלוקצ'יין

הקדמה

רשתות בלוקצ'יין משתמשות בעסקאות כדי לעקוב אחר שינויי מצב ויתרות משתמשים.
כדי לאחסן את כל המידע הזה ביעילות, הבלוקצ'יין משתמש במבני נתונים מתקדמים, בעיקר במבנים מסוג עץ.

מהו מבנה עץ?

בעולם מדעי המחשב, עץ הוא מבנה נתונים היררכי המורכב מצמתים (nodes) המקושרים זה לזה.
כל צומת יכול להכיל מידע ולהיות מקושר לצמתים אחרים.

מושגי יסוד בעצים

• צומת (Node): יחידת המידע הבסיסית בעץ
• שורש (Root): הצומת העליון בעץ
• הורה (Parent): צומת שיש לו צמתים מתחתיו
• ילד (Child): צומת המקושר לצומת שמעליו
• עלה (Leaf): צומת ללא ילדים

סוגי עצים בבלוקצ'יין

1. עץ בינארי (Binary Tree)

• כל צומת יכול להכיל עד שני ילדים
• משמש לארגון ושמירת מידע בצורה יעילה
• מאפשר חיפוש מהיר O(log n)

2. עץ חיפוש בינארי (Binary Search Tree)

• עץ בינארי עם חוקים נוספים:
  • ערכים קטנים יותר נשמרים בצד שמאל
  • ערכים גדולים יותר נשמרים בצד ימין
• מאפשר חיפוש יעיל במיוחד

3. עץ מרקל (Merkle Tree)

• משמש לאימות יעיל של מידע בבלוקצ'יין
• כל צומת מכיל האש של המידע שתחתיו
• מאפשר לוודא שלמות של בלוק שלם

יתרונות מבני העץ בבלוקצ'יין

1. יעילות בחיפוש

• חיפוש עסקה ספציפית
• אימות מהיר של עסקאות
• גישה מהירה למידע היסטורי

2. אבטחה

• שמירה על שלמות המידע
• זיהוי מהיר של שינויים
• הגנה מפני זיוף נתונים

3. חיסכון במשאבים

• אחסון יעיל של מידע
• שימוש מינימלי בזיכרון
• הורדת עומסי רשת

דוגמה מעשית: מבנה בלוק

class Block {
    constructor(data) {
        this.data = data;           // נתוני העסקאות
        this.previousHash = null;    // האש של הבלוק הקודם
        this.merkleRoot = null;      // שורש עץ המרקל
        this.timestamp = Date.now(); // חותמת זמן
    }
}

סיכום

מבני נתונים עציים הם חלק קריטי בארכיטקטורת הבלוקצ'יין:

• מאפשרים ניהול יעיל של מידע
• מבטיחים אבטחה ושלמות נתונים
• תומכים בביצועים גבוהים

השימוש במבנים אלו הוא אחד הגורמים המאפשרים לבלוקצ'יין לפעול
בצורה מבוזרת, מאובטחת ויעילה.