Un bloc Bitcoin peut contenir plusieurs milliers de transactions, mais son en-tête ne fait que 80 octets. Cette toute petite quantité de données suffit à « verrouiller » chaque transaction du bloc, grâce à l’arbre de Merkle.
Cryptomonnaie mentionnée dans l’article : $BTC cours : 77 358,01 (24 h : -0,61 %).
【Quel type d’arbre ?】
Un arbre de Merkle est une structure arborescente qui consiste à hacher des données par paires, puis à fusionner les résultats étage par étage. À la base se trouve le hash de chaque transaction ; on concatène deux hashes voisins, puis on calcule leur hash pour obtenir l’étage supérieur. On répète l’opération jusqu’à ce qu’il ne reste qu’un seul hash : la racine de Merkle.
Cette structure porte le nom du cryptographe Ralph Merkle. Elle a été proposée à la fin des années 1970, bien avant l’apparition de la blockchain.
【Pourquoi les modifications ne passent pas inaperçues】
L’en-tête d’un bloc Bitcoin contient la racine de Merkle. Si une transaction du bloc est modifiée, son hash change. Cette modification se propage jusqu’à la racine de Merkle, ce qui change aussi le hash du bloc ; les blocs suivants ne correspondent alors plus.
Il suffit donc de surveiller ce seul hash dans l’en-tête du bloc pour garder une trace de toutes les transactions qu’il contient.
【Comment un portefeuille léger vérifie une transaction】
Pour prouver qu’une transaction figure dans un bloc, il n’est pas nécessaire d’avoir le bloc entier : il suffit de quelques hashes sur le chemin qui relie cette transaction à la racine de Merkle. Même si le nombre de transactions double, il ne faut qu’un hash supplémentaire. Pour un bloc contenant plusieurs milliers de transactions, une quinzaine de hashes suffit.
La vérification simplifiée des paiements (SPV), décrite dans la section 8 du livre blanc de Bitcoin, fonctionne ainsi : un client léger ne conserve que les en-têtes des blocs, puis demande à un nœud un chemin de Merkle pour confirmer qu’une transaction a bien été incluse dans un bloc.
【Utilisation dans la preuve de réserves】
La preuve de réserves des plateformes d’échange fait également appel aux arbres de Merkle : la plateforme regroupe les soldes de tous ses utilisateurs dans un arbre de Merkle et en publie le hash racine. Chaque utilisateur reçoit le chemin qui lui correspond et peut ainsi vérifier lui-même que son solde a bien été pris en compte, sans que les détails des comptes des autres soient divulgués.
【En résumé】
L’idée derrière l’arbre de Merkle est simple : un hash racine très court représente une grande quantité de données. C’est cette conception qui rend possibles des applications comme les portefeuilles mobiles et la preuve de réserves. Les marchés restent toujours incertains : réfléchissez à l’avance à ce que vous ferez si votre analyse est erronée.
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