比特幣梅克爾樹
劉老師:孫好學,你知道比特幣嗎?它有一種特殊的數(shù)據(jù)結構叫做梅克爾樹,你想知道這是什么嗎?
孫好學:梅克爾樹?這是什么東西???跟比特幣有關系嗎?
劉老師:沒錯,梅克爾樹是一種特殊的數(shù)據(jù)結構,跟比特幣密切相關。我們可以這樣理解,比特幣交易的數(shù)據(jù)就像是一棵樹,而梅克爾樹就是這棵樹的一種形式,它可以幫助我們驗證交易數(shù)據(jù)是否正確。
孫好學:哦,那它跟普通的樹有什么不同嗎?
劉老師:它跟普通的樹不同的地方在于,它的葉子節(jié)點(leaf nodes)是存儲了具體交易數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊(block),而非普通樹的葉子節(jié)點。也就是說,它的葉子節(jié)點存儲的是具體的交易數(shù)據(jù)。
孫好學:那梅克爾樹的根節(jié)點是什么呢?
劉老師:梅克爾樹的根節(jié)點(root node)是一個特殊的節(jié)點,它包含了整棵樹的數(shù)字指紋(digital fingerprint),也就是整棵樹所有交易數(shù)據(jù)的一個摘要(summary)。我們可以把這個數(shù)字指紋看成整個比特幣交易數(shù)據(jù)的唯一標識。
孫好學:那數(shù)字指紋是怎么生成的呢?
劉老師:數(shù)字指紋是通過把相鄰的交易數(shù)據(jù)塊進行哈希(hash)運算,生成一個新的哈希值,再把新的哈希值與相鄰的交易數(shù)據(jù)塊繼續(xù)進行哈希運算,直到最后只剩下一個數(shù)字指紋為止。也就是說,數(shù)字指紋是由一系列哈希值遞歸計算得到的。
孫好學:哈希值是什么?
劉老師:哈希值是一種數(shù)學計算,它把任意長度的數(shù)據(jù)轉換成一定長度的數(shù)據(jù)。哈希值是一種不可逆的算法,也就是說,只要輸入數(shù)據(jù)不同,輸出的哈希值也不同。這樣就可以保證數(shù)字指紋的唯一性,避免交易數(shù)據(jù)被篡改。
孫好學:哦,原來是這樣啊。梅克爾樹還挺有用的嘛!
劉老師:是的,梅克爾樹的確非常有用。