區塊鏈資料結構之Merkle樹

2021-09-20 18:30:53 字數 1351 閱讀 4519

merkle樹是一種雜湊二叉樹,它是一種用作快速歸納和校驗大規模資料完整性的資料結構。這種二叉樹包含加密雜湊

值。術語「樹」在計算機學科中常被用來描述一種具有分支的資料結構,但是樹常常被倒置顯示,「根」在圖的上部同時「葉

子」在圖的下部。來一張圖直觀體驗下:

其中ha 是資料塊a的hash,........ hp資料塊p的hash。hab是 hab=sha256(sha256(ha + hb))。ha和hb被連線在一起,作為hab的輸入,然後層層hash,直到產生root hash。這是完美的計算,剛好兩兩配對。如果出現奇數個節點怎麼辦?預設的做法是 一旦出現奇數個節點,那麼最後那個無法配對的節點hash將會被複製乙份,也就是說自己和自己配對。

1、快速比較大量資料。對每組資料要先進行 排序,然後構建merkle樹,如果root hash一樣,則2組資料一致,否則不相同。hash計算速度可以很快速度,所以可以在預計時間內完成merkle樹的構建,利用merkle樹能帶來巨大的比較效能優勢。

root hash天差地別,2組資料不一樣。其實只有hash3的最後乙個位元組(3)和hash7的最後乙個位元組(4)不一樣。

2、快速定位修改。如果某個葉子節點的資料發生改變,那麼該葉子資料的hash必然會發生改變,層層傳遞後最終會導致root hash發生改變。通過自頂向下的查詢,o(lgn)時間可以定位到哪個資料塊發生改變。

index的返回值是3 ,即第4個資料塊不一樣。

merkle樹主要用於區塊鏈中的:

1、區塊中所有交易的指紋,即root hash 。任何乙個交易變動都會導致root hash改變。

2、輕量級客戶端的spv驗證。

假如要驗證txb是否存在區塊中,向相應的區塊獲取 ha,hcd。隨後利用ha,hcd計算出hash root  habcd,再與本地比區塊頭中的merkle root比較,如果相同,則表示txb存在區塊中。

到這,不知道有沒有人想到 幹嘛那麼麻煩,hb直接發給相應區塊,這個hash如果存在,相應區塊直接返回個true不就行了?這樣的話,惡意節點會作弊,直接告訴你true,即使沒有存在。而想偽造一棵包含hb的merkle樹且merkle根和本地區塊頭中的merkle根相同,基本是不可能的。

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