Namespaced Merkle Tree (NMT)란?
Namespaced Merkle Tree (NMT)란?
**Namespaced Merkle Tree (NMT)**는 Merkle Tree의 변형된 구조로, 네임스페이스(namespace)를 기반으로 하는 인증 가능한 데이터 구조다. Celestia에서는 특정 네임스페이스에 속하는 데이터만 검증 가능하도록 설계된 이 구조를 사용한다.
1. Merkle Tree와의 차이점
Merkle Tree는 기본적으로 전체 데이터 블록을 검증하기 위한 해시 트리 구조다. 하지만 일반적인 Merkle Tree는 특정 데이터가 포함되어 있는지를 빠르게 증명하는 기능은 제공하지만, 네임스페이스 단위로 검색하거나 검증하는 기능은 제공하지 않는다.
반면 NMT는 네임스페이스 단위로 증명(Proof)을 지원하기 때문에 특정 네임스페이스에 속하는 데이터를 빠르게 검증할 수 있다.
2. NMT의 특징
- 네임스페이스 기반 Merkle 해싱
• 각 노드가 특정 네임스페이스 범위를 포함하고 있으며, 부모 노드는 자식 노드들의 네임스페이스 범위를 유지한다.
• 즉, Merkle 증명에서 네임스페이스별로 데이터 포함 여부를 쉽게 확인할 수 있다.
- Merkle Proof와 네임스페이스 필터링 지원
• 일반 Merkle Tree의 경우 특정 데이터가 트리에 포함되어 있는지만 증명할 수 있지만,
NMT는 특정 네임스페이스에 속하는 데이터가 있는지 없는지 증명할 수 있다.
- 부분 데이터 접근성 향상
• 특정 네임스페이스의 데이터만 빠르게 검색하고, 다운로드하는 것이 가능하다.
3. Celestia에서 NMT가 사용되는 이유
Celestia에서는 네임스페이스를 기반으로 데이터 가용성을 검증해야 하기 때문에, 기존 Merkle Tree보다 NMT가 더 적합하다. Celestia에서 NMT가 사용되는 이유는 다음과 같다.
- Blob 트랜잭션 검증
• Celestia에서는 트랜잭션과 블록 데이터를 Blob 형태로 저장하며, 각 Blob은 특정 네임스페이스에 속한다.
• NMT를 활용하면 특정 네임스페이스의 Blob이 존재하는지 효율적으로 증명할 수 있다.
- Data Availability Sampling (DAS) 최적화
• 라이트 노드는 데이터 가용성을 검증하기 위해 일부 샘플을 요청해야 한다.
• NMT를 활용하면 특정 네임스페이스의 데이터를 포함하는 샘플을 보다 효율적으로 검증 가능하다.
- 네임스페이스 기반 데이터 검색 최적화
• Celestia의 모듈형 블록체인 구조에서는 다양한 애플리케이션이 서로 다른 네임스페이스를 사용한다.
• 특정 애플리케이션이 필요한 데이터만 검색할 수 있도록, NMT가 효과적으로 동작한다.
4. NMT의 동작 방식
📌 기본적인 Merkle Tree와 비교
일반적인 Merkle Tree의 경우, 각 리프 노드(데이터 블록)는 해시로 변환되며, 부모 노드는 자식들의 해시를 조합하여 생성된다.
하지만 Namespaced Merkle Tree (NMT)는 네임스페이스 정보를 추가하여 해싱한다.
📌 NMT의 해싱 규칙
- 각 리프 노드:
• (namespace, data_hash) 형태로 저장됨.
- 각 내부 노드:
• namespace_min = min(left.namespace_min, right.namespace_min)
• namespace_max = max(left.namespace_max, right.namespace_max)
• 부모 노드는 자식의 네임스페이스 범위를 유지하면서 해싱됨.
📌 NMT Merkle Proof 생성
• 특정 네임스페이스에 속하는 데이터를 포함하는지 검증할 때, 네임스페이스 범위 정보를 가진 Merkle Proof를 사용하면 효율적으로 증명할 수 있다.
• 특정 네임스페이스의 데이터를 포함하지 않는다면, 해당 네임스페이스 범위가 없음(Empty Proof) 을 증명할 수 있다.
5. 결론
• Namespaced Merkle Tree(NMT)는 Merkle Tree의 확장 버전으로, 네임스페이스별 데이터 검증이 가능한 구조다.
• Celestia에서는 모듈형 블록체인에서 데이터 가용성을 효율적으로 검증하고, 특정 네임스페이스의 데이터만 빠르게 검색할 수 있도록 지원하기 위해 사용된다.
• DAS (Data Availability Sampling)와 Blob 트랜잭션 검증에도 중요한 역할을 한다.
👉 즉, Celestia의 확장성과 데이터 가용성을 높이기 위해 NMT는 필수적인 요소다. 🚀