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5.6 Merkle树结构
1346 人参与 2018年09月30日 10:02 分类 : 区块链精品文章 评论
Merkle（默克尔）树，又叫哈希树，是一种典型的二叉树结构，由一个根节点、一组中间节点和一组叶节点组成。在区块链系统出现之前，广泛用于文件系统和P2P系统中，如图5-3所示。
图5-3 Merkle树示例
其主要特点为：
·最下面的叶节点包含存储数据或其哈希值；
·非叶子节点（包括中间节点和根节点）都是它的两个孩子节点内容的哈希值。
进一步地，默克尔树可以推广到多叉树的情形，此时非叶子节点的内容为它所有的孩子节点内容的哈希值。
默克尔树逐层记录哈希值的特点，让它具有了一些独特的性质。例如，底层数据的任何变动，都会传递到其父节点，一层层沿着路径一直到树根。这意味树根的值实际上代表了对底层所有数据的“数字摘要”。
目前，默克尔树的典型应用场景有很多，下面分别介绍。
1.快速比较大量数据
对每组数据排序后构建默克尔树结构。当两个默克尔树根相同时，则意味着两组数据必然相同。否则，必然存在不同。
由于Hash计算的过程可以十分快速，预处理可以在短时间内完成。利用默克尔树结构能带来巨大的比较性能优势。
2.快速定位修改
例如图5-3中，如果D1中数据被修改，会影响到N1、N4和Root。
因此，一旦发现某个节点如Root的数值发生变化，沿着Root→N4→N1，最多通过O（lgn）时间即可快速定位到实际发生改变的数据块D1。
3.零知识证明
仍以图5-3为例，如何向他人证明拥有的某组数据（D0……D3）中包括给定某个内容D0而不暴露其他任何内容。
很简单，构造如图所示的一个默克尔树，公布N1、N5、Root。D0拥有者通过验证生成的Root是否跟提供的值一致，即可很容易检测D0存在。整个过程中验证者无法获知其他内容。
来源：我是码农，转载请保留出处和链接！
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