merkle树

Merkle树是一种哈希二叉树,它是一种用作快速归纳和校验大规模数据完整性的数据结构,生成整个交易集合的数字指纹,且提供了一种校验区块是否存在某交易的高效途径。为了向区块头填充merkle根字段,要将全部的交易组成一个merkle树。coinbase交易作为区块中的首个交易,后将余下的418笔交易添至其后,这样区块中的交易一共有419笔。Merkle树中必须有偶数个叶子节点,所以需要复制最后一个交易作为第420个节点,每个节点是对应交易的哈希值。这些交易的哈希值逐层地、成对地组合,直到最终组合并成一个根节点。merkle数的根节点将全部交易数据摘要为一个32字节长度的值,merkel根的值如下:
c91c008c26e50763e9f548bb8b2fc323735f73577effbc55502c51eb4cc7cf2e
挖矿节点会继续添加一个4字节的时间戳,以Unix纪元时间编码,即自1970年1月1日0点到当下总共流逝的秒数。本例中的1388185914对应的时间是2013年12月27日,星期五,UTC/GMT。
将全部的交易组成一个merkle树。


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具体看buildMerkleTree接口吧,很详细。


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有了Merkle树,一个节点能够仅下载区块头(80字节/区块),然后通过从一个满节点回溯一条小的Merkle路径就能认证一笔交易的存在,而不需要存储或者传输大量区块链中大多数内容。这种不需要维护一条完整的区块链的节点,又被称作简单支付验证(SPV)节点,它不需要下载整个区块而通过Merkle路径去验证交易的存在。Merkle树被SPV节点广泛使用。SPV节点不保存所有交易也不会下载整个区块,仅仅保存区块头。它们使用认证路径或者Merkle路径来验证交易存在于区块中,而不必下载区块中所有交易。

例如,一个SPV节点欲知它钱包中某个比特币地址即将到达的支付,该节点会在节点间的通信链接上建立起bloom过滤器,限制只接受含有目标比特币地址的交易。当节点探测到某交易符合bloom过滤器,它将以Merkleblock消息的形式发送该区块。Merkleblock消息包含区块头和一条连接目标交易与Merkle根的Merkle路径。SPV节点能够使用该路径找到与该交易相关的区块,进而验证对应区块中该交易的有无。SPV节点同时也使用区块头去关联区块和区块链中的区域区块。这两种关联,交易与区块、区块和区块链,证明交易存在于区块链。简而言之,SPV节点会收到少于1KB的有关区块头和Merkle路径的数据,其数据量比一个完整的区块(目前大约有1MB)少了一千倍有余。

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