区块链核心技术之一Merkle树，必须知道，方便后续知识的理解！

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区块链核心技术之一Merkle树，在学习区块链之前一定到知道的技术之一。

Merkle树是区块链技术的基本组成部分。它是由不同数据块的散列组成的数学数据结构，用作块中所有交易的摘要。

它还允许对大量数据中的内容进行有效和安全的验证。此结构有助于验证数据的一致性和内容。比特币和以太坊都使用Merkle树结构。Merkle树也被称为哈希树。

从根本上说，Merkle树是数据结构树，其中每个叶节点都用数据块的哈希标记，非叶节点用加密标记 其子节点标签的哈希值。叶节点是树中的最低节点。

看下图及讲解，希望能让你有一个更好地理解。

设当前有4个数据，分别为：TxA，TxB，TxC，TxD；

那么，Merkle树是怎么形成的呢？

1、TxA，TxB分别进行一次Hash计算，分别得到了HA和HB两个；TxC，TxD同理，分别得到HC和HD。

2、之后HA和HB、HC和HD两两进行结合再进行一次Hash计算，分别得到HAB和HCD。

3、最后，HAB和HCD结合后再进行一次Hash计算就得到了最终的一个树根，就是我们所说的Merkle根，整个结构呈现出一个树状，即Merkle树。

那么问题来了，Merkle树优越的特点，为什么会成为区块链技术的核心技术之一？

1、形成方式——Hash计算：树种的每个节点都记录了一个Hash值，父节点的Hash值由所有子节点经过Hash计算所得。

不了解Hash计算的，可以找到我前面发的内容，可以更好的理解Hash计算的意义所在。

2、防篡改：树中任意叶子节点发生改变，都会导致最终树根的改变，因此可以通过树根唯一对应的一组叶子节点。

Merkle根是经过TxA，TxB，TxC，TxD的Hash计算得到的，过程环环相扣。假如，我们将TxA的数值进行了篡改，那么根据Merkle根的计算过程，最终得到的Merkle根自然也是不一样的。所以当我们知道Merkle根和源数据（TxA，TxB，TxC，TxD），任何人想要篡改其中的任意数据，那么篡改后得到的Merkle根是无法对应的。

3、存在性证明：可以使用少量数据快速证明一个节点的存在性。

比如，证明HD存在于Merkle树中，只需要提供HC、HAB、Merkle根，他人就可以通过计算进行快速验证HD的存在。

同理，其他数据的验证也可进行快速验证。

总结原理

区块链中每个区块都会有一个 Merkle 树，它从叶子节点（树的底部）开始，一个叶子节点就是一个交易哈希。叶子节点的数量必须是双数，但是并非每个块都包含了双数的交易。如果一个块里面的交易数为单数，那么就将最后一个叶子节点（也就是 Merkle 树的最后一个交易，不是区块的最后一笔交易）复制一份凑成双数。

从下往上，两两成对，连接两个节点哈希，将组合哈希作为新的哈希。新的哈希就成为新的树节点。重复该过程，直到仅有一个节点，也就是树根。根哈希然后就会当作是整个块交易的唯一标示，将它保存到区块头，然后用于工作量证明。