Merkle Tree及其應用

2021-06-26 20:30:55 字數 944 閱讀 5147

merkle tree,是一種樹(資料結構中所說的樹),網上大都稱為merkle hash tree,這是因為 它所構造的merkle tree的所有節點都是hash值。merkle tree具有以下特點:

1. 它是一種樹,可以是二叉樹,也可以多叉樹,無論是幾叉樹,它都具有樹結構的所有特點;

2. merkle樹的葉子節點上的value,是由你指定的,這主要看你的設計了,如merkle hash tree會將資料的hash值作為葉子節點的值;

3 非葉子節點的value是根據它下面所有的葉子節點值,然後按照一定的演算法計算而得出的。如merkle hash tree的非葉子節點value的計算方法是將該節點的所有子節點進行組合,然後對組合結果進行hash計算所得出的hash value。

例如,下圖就是乙個merkle hash tree形狀,如果它是merkle hash tree,則節點7的hash value必須是通過節點15、16上的value計算而得到.

目前, 在計算機領域,merkle tree大多用來進行比對以及驗證處理。在處理比對或驗證的應用場景中時,特別是在分布式環境下進行比對或驗證時,merkle tree會大大減少資料的傳輸量以及計算的複雜度。例如,就拿圖一舉例,假如是 15,16.......30是乙個個資料塊的hash值,我把這些資料從a傳輸到b,資料傳輸到b後,我想驗證下傳輸到b上的資料的有效性型(驗證資料是否在傳輸過程中發生變化),只需要驗證a 和 b上所構造的merkle

tree的root節點值是否一致即可,如果一致,表示資料是有效的,傳輸過程中沒有發生改變。假如在傳輸過程中,15對應的資料被人篡改,通過merkle tree很容易定位找到(因為此時,節點0,1,3,7,15對應的hash值都發生了變化),定位的時間複雜度為o(log(n)).

應用包括:bt/git等

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區塊鏈MerkleTree演算法實現

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