如何存储和保护区块链数据？

区块链的工作原理是将上一个块的标识符包含在下一个块的标识符中，以创建牢不可破且不可变的链。 但是随着越来越多的块被添加，数据如何保持可管理性呢？ 富丘科技研究部认为，主要依靠Merkle树。

保持区块链数据可管理和安全的关键是通过一种称为哈希的算法与一种称为 Merkle 树的集成数据结构相结合。

什么是哈希？

当交易被验证并且需要将一个块添加到链中时比特币如何存储，它会被散列以将其转换为一组唯一的数字和字母，类似于随机密码生成器创建的内容。 然后将两个交易哈希结合起来比特币如何存储，通过哈希算法生成另一个唯一的哈希。 这一将多个交易组合成一个新哈希的过程一直持续到只剩下一个哈希——多个交易的“根”哈希。

哈希的独特之处以及区块链的一个关键安全特性是它们只能以一种方式工作。 虽然相同的数据总是会产生相同的数字和字母散列，但不可能“取消散列”或反转过程，使用数字和字母来破译原始数据。

什么是默克尔树？

如果对完全相同的交易重复哈希过程，将创建完全相同的哈希。 这允许任何使用区块链的人检查数据是否未被篡改，因为对数据任何部分的任何更改都会导致完全不同的散列，影响散列的每次迭代，一直到根。 这被称为 Merkle 树。

Merkle 树通过将散列交易集汇总到单个根散列中，显着减少了需要在网络上存储和传输或广播的数据量。 由于每个交易都经过哈希处理，然后组合并再次进行哈希处理，因此最终的根哈希仍将是标准大小。

Merkle 树是如何工作的？

当数据量很大时，验证起来会很困难，需要大量的内存来存储和保护它，但是借助 Merkle 树，我们可以轻松克服所有这些问题。

Merkle 树是区块链技术的基础部分，我们可以很容易地发现大量数据中的任何变化，并可以有效地验证数据。 比特币和以太坊也在做同样的事情。

正如我们在上图中看到的，所有的基数都在底部，顶部有一个散列，称为根散列或默克尔根。

举个例子，有4笔交易A，B，C，D，现在A和B哈希会合并成一个哈希，C和D会合并成另一个哈希，AB哈希和CD哈希现在合并成一个单个哈希称为 rootha Greek 或 Merkle root ABCD。

根哈希将包含所有交易的所有信息。 Merkle树会反复对值进行哈希运算，直到只剩下一个哈希值，称为根哈希对节点。 Merkle 树是二叉树，所以需要有偶数个叶子节点，如果交易数量为奇数，则重复最后一次哈希，创建偶数个叶子节点。

在上图中，当交易数量为奇数时，我们可以看到重复的交易哈希，这就是默克尔树复制奇数叶子的方式。

所有交易的数据汇总成一个单一的根哈希值存储在区块头中，因为我们当前的数据是不断变化的，我们会改变整个哈希函数，如果哈希值发生变化，那么默克尔根也会发生变化。 Merkle 树帮助我们保持数据完整性。

Merkle树的另一个优势是，如果你想知道一个特定交易的状态，我们不需要下载整个区块链，我们只需要要求垂直证明，证明树的某个分支，并且验证特定的事务分支。