區塊鏈merkle樹

1. 區塊鏈什麼樹

區塊鏈使用的是區塊鏈樹，也叫作鏈狀結構或Merkle樹。它是一種特殊的樹結構，用來記錄區塊鏈中的數據交易。區塊鏈樹的每一個節點代表一個區塊，這些區塊按照一定的規則連接起來形成一個鏈條。通過這種結構，可以高效追蹤每一筆交易記錄，確保數據的完整性和不可篡改性。下面詳細介紹區塊鏈樹的特點和作用。

區塊鏈樹是一種特殊的樹形數據結構，它反映了區塊鏈中的區塊之間的關聯關系。在區塊鏈網路中，每一個新區塊都會包含前一個區塊的哈希值，從而形成一個連續不斷的鏈條。這種鏈式結構確保了數據的可追溯性和不可篡改性。每一個區塊都包含了一定數量的交易記錄，這些交易記錄也通過哈希值進行驗證和鏈接。

區塊鏈樹的核心作用是確保交易的安全性和可信度。由於每個區塊都包含了前一個區塊的哈希值，一旦有區塊被篡改，整個鏈條的完整性就會受到破壞。同時，區塊鏈樹的分布式特性使得攻擊者想要篡改整個區塊鏈數據變得幾乎不可能，因為需要同時修改網路中所有節點的數據。這使得區塊鏈技術在數字貨幣、智能合約、供應鏈管理等領域得到了廣泛應用。

此外，區塊鏈樹中的Merkle樹是一種特殊的二叉樹，用於高效地組織和管理區塊鏈中的數據。Merkle樹通過計算數據塊的哈希值並將其組合在一起，形成了一個高度概括的根哈希值。通過這個根哈希值，可以快速驗證整個區塊鏈數據的完整性，大大提高了數據驗證的效率。這種高效的驗證機制使得區塊鏈技術在處理大規模數據時具有顯著的優勢。

綜上所述，區塊鏈樹是區塊鏈技術的重要組成部分，它通過特殊的結構和機制確保了數據的完整性、不可篡改性和安全性。這種獨特的結構也使得區塊鏈技術在多個領域具有廣泛的應用前景。

2. 區塊鏈研究實驗室｜實現Merkle-Tree和Patricia-Trie教程詳解

本文介紹了Node.js中Merkle Tree和Patricia Trie的實現，還介紹了這兩種數據結構的一些理論方面。

默克爾樹Merkle Tree本質上是一種樹數據結構，數據存儲在葉節點中，非葉節點存儲數據散列，每個非葉節點是其下兩個節點的組合哈希值。從數學上講，它可以表示為以字母表列表為例，創建一個默克爾樹，最底層包含所有字母作為葉節點，隨後的層包含其哈希值。第二層之後的層中的節點包含子節點的哈希值，通常使用二叉默克爾樹，增加節點程度只會增加計算和演算法的復雜性。節點數為偶數時，取兩個連續節點進行合並，節點數為奇數時，將最後一個節點重復以形成父層。

數據驗證是默克爾樹的重要特性，可以在O（h）時間復雜度中驗證數據是否有效，無需驗證整個列表。相比於哈希鏈需要整個數據列表進行驗證，默克爾樹只需驗證哈希值即可。

Patricia Trie是n元樹，用於存儲數據而非進行驗證。所有數據存儲在葉節點中，每個非葉節點都是標識數據的唯一字元串的字元。Patricia Trie類似於哈希表，但存在細微差異。例如，考慮以下單詞：Cat, Cats, Car, Dog, Dogs, Doggo, Ant。Patricia Trie存儲這些物品，值為END的節點表示當前路徑為單詞，沒有END子節點表示該單詞不存在。對於多個單詞共享前綴的情況，使用深度優先搜索訪問。

以太坊使用Patricia嘗試將交易存儲在區塊、交易收據中，並維護網路狀態。數據存儲時，不需要像單詞一樣的前綴，使用事務散列或塊散列作為唯一字元串，長度始終相同。

在Patricia Trie中存儲數據時，創建鍵值對對象，遍歷哈希的整個長度，為每個字元設置新的鍵值對對象。最後在最後一個節點密鑰的「DATA」標簽處設置數據。訪問時返回「DATA」的最後一個映射的值，在刪除時僅刪除給定哈希的葉節點。