区块链merkle树

1. 区块链什么树

区块链使用的是区块链树，也叫作链状结构或Merkle树。它是一种特殊的树结构，用来记录区块链中的数据交易。区块链树的每一个节点代表一个区块，这些区块按照一定的规则连接起来形成一个链条。通过这种结构，可以高效追踪每一笔交易记录，确保数据的完整性和不可篡改性。下面详细介绍区块链树的特点和作用。

区块链树是一种特殊的树形数据结构，它反映了区块链中的区块之间的关联关系。在区块链网络中，每一个新区块都会包含前一个区块的哈希值，从而形成一个连续不断的链条。这种链式结构确保了数据的可追溯性和不可篡改性。每一个区块都包含了一定数量的交易记录，这些交易记录也通过哈希值进行验证和链接。

区块链树的核心作用是确保交易的安全性和可信度。由于每个区块都包含了前一个区块的哈希值，一旦有区块被篡改，整个链条的完整性就会受到破坏。同时，区块链树的分布式特性使得攻击者想要篡改整个区块链数据变得几乎不可能，因为需要同时修改网络中所有节点的数据。这使得区块链技术在数字货币、智能合约、供应链管理等领域得到了广泛应用。

此外，区块链树中的Merkle树是一种特殊的二叉树，用于高效地组织和管理区块链中的数据。Merkle树通过计算数据块的哈希值并将其组合在一起，形成了一个高度概括的根哈希值。通过这个根哈希值，可以快速验证整个区块链数据的完整性，大大提高了数据验证的效率。这种高效的验证机制使得区块链技术在处理大规模数据时具有显著的优势。

综上所述，区块链树是区块链技术的重要组成部分，它通过特殊的结构和机制确保了数据的完整性、不可篡改性和安全性。这种独特的结构也使得区块链技术在多个领域具有广泛的应用前景。

2. 区块链研究实验室｜实现Merkle-Tree和Patricia-Trie教程详解

本文介绍了Node.js中Merkle Tree和Patricia Trie的实现，还介绍了这两种数据结构的一些理论方面。

默克尔树Merkle Tree本质上是一种树数据结构，数据存储在叶节点中，非叶节点存储数据散列，每个非叶节点是其下两个节点的组合哈希值。从数学上讲，它可以表示为以字母表列表为例，创建一个默克尔树，最底层包含所有字母作为叶节点，随后的层包含其哈希值。第二层之后的层中的节点包含子节点的哈希值，通常使用二叉默克尔树，增加节点程度只会增加计算和算法的复杂性。节点数为偶数时，取两个连续节点进行合并，节点数为奇数时，将最后一个节点重复以形成父层。

数据验证是默克尔树的重要特性，可以在O（h）时间复杂度中验证数据是否有效，无需验证整个列表。相比于哈希链需要整个数据列表进行验证，默克尔树只需验证哈希值即可。

Patricia Trie是n元树，用于存储数据而非进行验证。所有数据存储在叶节点中，每个非叶节点都是标识数据的唯一字符串的字符。Patricia Trie类似于哈希表，但存在细微差异。例如，考虑以下单词：Cat, Cats, Car, Dog, Dogs, Doggo, Ant。Patricia Trie存储这些物品，值为END的节点表示当前路径为单词，没有END子节点表示该单词不存在。对于多个单词共享前缀的情况，使用深度优先搜索访问。

以太坊使用Patricia尝试将交易存储在区块、交易收据中，并维护网络状态。数据存储时，不需要像单词一样的前缀，使用事务散列或块散列作为唯一字符串，长度始终相同。

在Patricia Trie中存储数据时，创建键值对对象，遍历哈希的整个长度，为每个字符设置新的键值对对象。最后在最后一个节点密钥的“DATA”标签处设置数据。访问时返回“DATA”的最后一个映射的值，在删除时仅删除给定哈希的叶节点。