区块链：Merkle Tree——梅克尔树

区块链：Merkle Tree——梅克尔树

ZPLAN元宇宙
2023-08-21
栏目：头条
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梅克尔树（Merkle Tree）是一种数据结构，以某种方式建立一棵二叉树，叶子节点存储原始数据，非叶子节点则存储计算所得的哈希值结果。梅克尔树可以提供给不可靠的第三方构建者一种非常有效且可靠的方法来验证数据内容。

梅克尔树是应用在区块链系统中的一种数据结构，作为一种使用哈希算法的树状结构，它的主要功能是，它可以用来验证某个交易是否在区块链中发生过，以及某个新区块是否有效。因此，梅克尔树对保证区块链安全性和可信赖性具有重要作用。

具体来说，梅克尔树的构建方法是，首先将原始数据（如区块中的每笔交易）放在叶子节点中，然后通过哈希函数，以两两合并的方式，对叶子节点中的数据做哈希运算，运算结果放在父节点中，如此实现每层节点的数据汇聚，当所有所有节点均做完合并哈希计算后，便得到整棵二叉树的根节点，该根节点的威逼值就是整棵树的信息摘要，即梅克尔树的hash值，会在区块链中做快照，来保证整个数据的安全性。

梅克尔树具有可验证性，通过这种方法可以快速验证数据的完整性和有效性，梅克尔树最大的优势就是减少的交互次数。比如，要验证数据集中1000条交易是否存在时，如果用普通的方法检查，必须交换10000条消息，而使用梅克尔树则只需要共交换10条消息就可以完成，这样能够大大减少网络交互的时间花销，从而把计算复杂度降低到O（log2n），有效提升区块链系统的运行效率。

总之，梅克尔树是一种高效算法，能够有效验证大量数据的有效性，将节点证明时间减少到几毫秒，有助于加快节点确认时间，提升区块链系统的运行性能，其算法有很强的加密性，同时哪怕只有少量的节点，也可以对数据的合法性进行认证和校验。