什麼是默克爾樹？
Merkle Tree 是一種結構，通常用於快速驗證資料完整性（主要在資料集中）。它也稱為哈希樹，在大多數情況下，它具有二進制實現，每個節點通常有兩個“子節點”。在加密貨幣世界中，這種結構用於更有效率、更安全地加密區塊鏈數據，但我們稍後將對此進行更詳細的探討。
Merkle Tree 是一種跨大資料集快速、安全地驗證內容的方法。它也有助於驗證資料的一致性和內容。 Merkle Tree 是由各種區塊的雜湊值組成的數學資料結構。這些哈希總結了給定區塊中的所有交易，因此默克爾樹經常用於
密碼學.
Merkle Tree 有三種類型的節點。具體如下：
根節點： 它直接儲存在標頭中，也稱為 Merkle 根。
葉子節點： 由交易資料的雜湊值組成。區塊中的每個交易都會對其資料進行哈希處理，從而創建交易 ID，然後將其儲存在葉節點中。
非葉節： 最後，默克爾樹還有一個非葉節點，其中包含「他們的孩子」的雜湊。它們被稱為中間節點，本質上是在過程到達樹根之前使用的雜湊值。
Merkle Tree 的本質是這樣的，它可以讓交易在不使用太多資料的情況下成為 已驗證。這有助於降低 CPI 處理，同時保持增強的安全性，這兩者都是必要的。
Merkle 樹有
所有交易成對分組，以便每對都有一個計算出的哈希，該哈希直接儲存在給定對上方的父節點中。這適用於它們上方的節點以及它們上方的節點，依此類推，直到到達 Merkle 根。
帶有 Merkle 根、非葉節點和葉節點的 Merkle 樹範例，來源： geeksforgeeks.org
讓我們來看一個簡單的例子。在下圖中，我們有 4 個不同的交易，標示為 A、B、C、D。每個交易首先被散列，以散列 A、散列 B 等形式存在。因此創建了四個散列並與一個葉節點配對，從而創建了非葉節點。在本例中，這些是哈希 AB 和哈希 CD，它們是哈希 AB 的子哈希 A 和哈希 B 以及哈希 CD 的哈希 C 和哈希 D 的結果。
這兩個新哈希是原始四個交易的父哈希，然後再次進行哈希處理。這導致他們到達哈希值 ABCD 和 Merkle 樹的根。然後，Merkle 根負責對初始交易所持有的資料進行匯總。該資訊儲存在塊頭中。
Merkle 樹的好處
Merkle Tree 作為一種結構提供了多種好處，這些好處也可以在
加密貨幣與區塊鏈技術。在我們了解如何使用這些好處之前，讓我們先看看它們是什麼。
無延遲： 當使用 Merkle 樹時，透過 網路 的資料 劃轉 可以毫無延遲地完成。如果不使用 Merkle Tree，這是不可能的，因為所有資料都需要在 網路 上傳輸以進行驗證，從而導致延遲。
高效率驗證流程： 在驗證過程中需要使用很少的記憶體。這意味著交易的有效性和完整性幾乎可以在短時間內達到已驗證。此外，由於這一點，與資料集的大小相比，只需要發送少量資料。
磁碟空間小： 與上述好處同時存在的還有 Merkle Tree 佔用的磁碟空間大小，與其他資料結構相比，該空間相當小。這導致使用可行的頻寬和運算能力來驗證交易。
竄改偵測： 每筆交易都儲存在 Merkle 樹中。這意味著任何更改交易的嘗試都會導致到達 Merkle 根並包含區塊頭中的信息。因此，可以輕鬆地將當前資料與篡改版本進行比較，並快速偵測任何詐欺企圖。
Merkle 樹與加密貨幣
雖然加密貨幣社群中關注梅克爾樹的非技術人員不多，但加密貨幣的密碼朋克或技術先進的支持者知道梅克爾樹在該領域的價值。梅克爾樹對於區塊鏈技術至關重要，因為它們有助於快速、輕鬆的驗證。事實上，使用任何其他技術或結構都無法實現這種類型的驗證。
梅克爾樹 為開發人員提供了處理龐大資料集的能力，他們可以透過刪除所有不必要的資料來有效地壓縮它們，以便稍後將其轉換為雜湊值。在加密貨幣世界中，這種好處可以透過燃料效率、有效的可擴展性、基本支付認證、交易驗證或輕量級結構等方式體現出來。
Merkle Tree 將資料分解為資訊的微小部分，來源：simplilearn.com
加密貨幣中的 Merkle 樹 – 比特幣和以太坊
簡要介紹了梅克爾樹是什麼或它們在加密貨幣領域的使用方式，現在讓我們深入了解其用例的更具體示例。
比特幣
很多人可能已經猜到了，但比特幣在許多情況下都使用梅克爾樹。最明顯的一個是在比特幣區塊頭中使用它，因為區塊內 可用 的每筆交易的哈希值都放置在其中。
然而，這還不是全部。 Merkle Tree 結構也用於
挖礦或驗證。對於礦工來說，梅克爾根對於提高所有流程的效率至關重要。由於這種結構及其固有的特性，一旦礦工將塊頭放入 Merkle 樹中，就會檢查塊頭。因此，檢查 Merkle 根意味著一種比檢查整個區塊本身更有效的方法。
該結構也用於驗證，更具體地說，在節點由相對較弱的設備操作的情況下。如果設備資源有限，則不會下載每個雜湊值和區塊，而是使用 Merkle 證明，其中包含交易存在於區塊中的 網路確認。這樣就減少了哈希值的數量，並允許在不需要太多能源的情況下進行驗證。
以太坊
第二大加密貨幣以太坊基於 Merkle Patricia Tree，這是 Merkle Tree 的修改版本。這意味著該區塊鏈中的每個區塊不是由一棵而是由三棵梅克爾樹組成，每個樹根都有自己的用途。
第一個是每筆交易的根。第二個顯示交易的狀態。最後一個根是整個交易的收據。因此，借助 Merkle 樹，任何人都可以查看 Merkle 根，查看交易是否在特定區塊中找到、交易是否已被批准並發送以及交易的餘額是多少。
結論
一旦加密貨幣被發明，梅克爾樹結構在密碼學運動中就變得越來越重要。第一個比特幣在許多方面都使用了梅克爾樹，由於它為基礎項目提供了好處，這種類型的結構也傳播到了其他加密貨幣。
OrangeX.com 團隊