bitpie官网首页|什么是 Verkle 树和 Merkle 树？

在加密货币世界中，Merklet 树和 Verkle 树用于帮助保持数据同步和验证。像比特币这样的数字货币利用默克尔树来安全地加密货币区块链上的信息。Merkle 树是一种加密货币数据结构，可用于在各方之间有效地传递数据。

它被实现为节点树，其中每个节点都包含存储在树上的下一个节点处的数据的加密货币哈希。这是安全地完成的，因此除了具有必要权限的人之外，任何人都无法访问数据。这使它们成为保护你的信息的理想方式。

相反，Verkle 树通常用于较小规模的证明。Verkle 树是以太坊扩容升级的重要组成部分，在提升网络容量方面发挥着核心作用。在数据完整性方面，Merkle 树比 Verkle 树更有效，而 Verkle 树提供更紧凑的数据结构。

本文将讨论 Merkle 树和 Verkle 树的对比以及各自的优势。

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什么是默克尔树？

Merkle 树是一种二叉树，它利用加密货币哈希算法创建可用于有效验证数据集完整性的数据结构。它是一种将数据块的哈希与树中的叶节点相关联的数据结构。验证树数据结构是保证数据准确性的重要工具。

对数据结构进行哈希处理，使其子节点的哈希成为非叶节点。数据块的散列用于标记叶节点，叶节点又引用用于创建叶节点的数据块的散列。这使得数据易于访问和查询。

数据结构维护从其子节点标签的加密货币哈希到实际标签的映射。树中的每个节点都会生成一个摘要，该摘要基于其子树的所有特征和一个或多个附加属性。在 Merkle 树中，每个叶子都处理其自身属性的哈希，而监护人则计算其子节点从左到右的链式进程的摘要。

这为叶子提供了一种安全的方式来验证其数据的完整性，并允许在树结构中进行更有效的查找操作，并确保数据始终正确更新。

开发默克尔树算法的功劳是谁？

Ralph Merkle 是数字安全领域的知名人物，他在 1988 年培育了一种著名的技术，称为 Merkle 树。这些树有助于制作更扎实的数字签名，这对于保护数据至关重要。这是一个重要的发展，对行业产生了重大影响。

Merkle 树是一种强大的工具，可以更熟练地加密货币和验证数据，而无需太多内存。Merkle 树的主要优点之一是与众多不同的信息结构相比，它占用的存储空间很小，这使得使用它成为可能。

什么是哈希函数？

理解 Merkle 树的概念需要掌握哈希的工作原理和功能。哈希是一种数据结构，用于以紧凑的方式存储数据。它基于散列原理，这是一种数据压缩技术。哈希函数是一种算法，有助于为数据创建唯一标识符并将任何大小的数据转换为唯一标识符。

它们用于各种应用，例如安全和身份验证。它是一个数学函数，它接受任意长度的输入并产生固定长度的输出。散列函数将任意长度的字符串作为输入，并产生一个唯一的、固定长度的输出。

此函数通过将输入字符串的每个字符映射到唯一的固定长度输出来工作。重复此过程，直到输入字符串用完为止。哈希本质上是用来找出大量的数据。

Merkle树的排列方式是什么？

加密货币世界中的区块链技术是一个庞大的互连块系统，效率极高，一次可用于处理数百万笔交易。由于有限的处理能力和可用内存，这给用户带来了问题。加密货币数据的一个好方法是使用尽可能少的数据。

为了节省 CPU 的计算能力并更安全地保护数据，可以使用加密货币技术。这是可以使用 Merkle 树的地方，因为它是一种用于有效验证数字文件真实性的数据结构。它基于加密货币散列函数，可防篡改。

Merkle 树是跟踪在任何给定时刻发生的所有交易的有用方法。这种结构有助于创建所有已发生交易的记录，并可以轻松找到一起发生的交易对。Merkle 树为每组节点计算哈希，将信息存储在父节点中，并返回树结构。

然后使用去中心化算法为从父节点创建的每个对创建散列，并将这些散列存储在数据结构中。哈希值在树中父节点的上层计算并保留。重复此过程，直到树的根暴露。

Merkle 树有多种节点。每个节点都存储一条独特的信息，用于帮助跟踪哪些信息已被验证。这些包括根节点、叶节点和非叶节点。

根节点

Merkle 树的根是树中最重要的部分。它是一种允许以易于理解和验证的方式将节点链接在一起的数据结构。区块的头部包含有关 Merkle 根的信息。此信息受到保护，因此始终准确。

叶节点

每个事务的哈希值存储在事务各自树的叶子中。区块链上发生的每笔交易数据都会被散列。此过程为每笔交易创建一个唯一标识符。交易的哈希值称为交易 ID。交易 ID 是交易的唯一标识符。

该值安全地存储在叶子的节点上，不会被窃取或破坏。

非叶节点

在非叶节点上，找到特定子节点的哈希值。没有来自交易的任何数据的节点称为“中间节点”。它们具有交易的中间散列，这使它们负责将信息中继到其他节点。哈希算法继续在树上运行，直到它到达根。

比特币使用 SHA-256 哈希函数来创建一个 64 位的字符串，称为块头。该块头用于创建 Merkle 树，用于验证交易块的完整性。Merkle 树是一棵二叉树，其中每个节点都有偶数个子节点。要构建 Merkle 树，首先需要构建偶数个叶子节点，然后向后遍历树，直到到达根节点。

如果 Merkle 树上的叶节点数量不能被 2 整除，或者换句话说，它是奇数，则创建最后一个哈希的副本，用于创建偶数的叶节点。

Merkle 树是如何工作的？

Merkle 树是一种数据结构，可以快速有效地验证数据集的完整性。通过使用 Merkle 树，可以验证数据集的完整性，而无需重新检查每个单独的数据项。这使得数据验证过程更快、更高效。

Merkle 树对数据块进行散列以创建标记的叶节点。这确保了数据块没有被篡改，并且叶节点对应于它们应该表示的数据。此外，数据块包括被视为非叶节点的子节点。摘要是根据子树的个体质量创建的。

马克尔树上的一些叶子可能会被赋予一些额外的特征。在 Merkle 树中，每个节点的哈希都是由叶子计算的。这样可以确保每个节点都包含相同的信息，从而保证树是可靠的。话又说回来，从左到右，父母计算孩子的摘要。Merkle 树通常是自下而上的结构。

哈希值从最低点开始按升序排列。数据分析表明，Merkle 树实际上是在与正常方向相反的方向构建的。

以太坊区块链是否被视为 Merkle 树？

Merkle Patricia Trie 是以太坊区块链使用的安全数据结构，在密码学上是真实的。该结构用于存储所有值和键。这种结构提供了一种真实的方式来跟踪所有这些信息，使其成为以太坊网络的宝贵工具。

在以太坊的执行层中，使用 Merkle Patricia 树来验证所有区块链的 Merkle 树的完整性。只有一个状态树，随着时间的推移，树会更新以反映当前状态。存储树非常适合安全地存储所有合约数据。

什么是 Verkle 树？

Verkle 树可用于数据加密货币并为大量信息创建结构。所有权证明可以由第三方见证人提供，他们可以证明记录在区块链上的数据的准确性。该证人只有在可以直接访问源数据的情况下才能提供有关产品的证词。

Verkle 树是如何工作的？

Verkle 树算法可以帮助减少大型数据集的大小。网络的质量和通信能力受到通常通过算法生成的证明的大小的影响。Verkle 证明是证明大量存储数据有效性的重要组成部分。

这些数据可以有效地访问，任何接近树根的人都可以测量和打乱。为了支持数据，证明者需要提供至少一个证据，证明孩子的父母是如何连接的，导致节点叶子，然后导致树的根。

与 Merkle 树相比，Verkle 树中的证明大小可以减少大约 6 到 8 倍。如果与以太坊帕特里夏树相比，它可能会减少近二十到几倍。

谁是第一个发明 Verkle 树的人？

2018 年，John Kuszmaul 发明了 Verkle 树。Verkle 树是相对较新的密码结构，很多人还不太了解。Verkle 树结构类似于以太坊上的 Merkle Patricia 树结构。

Verkle 树的节点

Verkle 树的节点可以具有以下属性：

• 它很可能是一个叶节点，可以有一个键和一个值，为其数据提供安全性。
• 它没有任何内容或为空。
• 这是一个具有指定数量的子节点的中间节点。

不同的树特征

Verkle 树以其有效的尺寸打样能力而闻名。这是因为 Verkle 树可以以紧凑和有组织的方式有效地存储数据，这使得它们对各种应用程序都很有用。例如，使用 Verkle 树为包含近 10 亿个数据点的树构建证明将需要不到 150 个字节。

再说一次，典型的 Merkle 树需要 1 KB 来完成类似的工作。为了表征信息，Verkle 树需要利用一个框架来证明它，称为“多项式承诺”。该系统使用多项式函数来计算结果。

Verkle 树可以帮助减少证明的大小，从而减少验证证明所需的带宽。Verkle 树可用于协商协议和公钥目录，用于提高密钥管理的效率。

Verkle 树可用于比特币等加密货币，因为它们能够快速确认交易并帮助跟踪交易。Verkle 树可用于保护数据，因为它们是一种可用于保护文件系统和 Web 应用程序加密的数据结构。它们提供了一种以防止未经授权的人访问的方式存储数据的方法。

Verkle 树的排列方式是什么？

Verkle 树由两个节点组成。

扩展节点能够同时存储多个值。扩展节点最多可以容纳 256 个不同的值，这些值可以具有词干，但每个后缀都有唯一的值。

内部节点包含多个继续前进的分支。内部节点可以有大量的子节点，其中一些可能是其他扩展节点。为了计算中间节点的哈希，它使用节点子节点的哈希值。Verkle 树的主要缺点之一是它们比 Merkle Patricia 树更昂贵。

这两棵树之间的这种结构差异在它们的功能上产生了很大的差异。Verkle 树的构建方式只有一个限制——宽度不能太大。这意味着如果批量完成证明将需要更长的时间来制作，但它们仍然是可行的。

这将带来更短的样张，随着样张宽度的增加，样张将继续变短。

默克尔树对比 装扮树木

Merkle树和Verkle树有很多不同之处，可以从它们的功能和性质上看出。Merkle 树和 Verkle 树之间最显着的区别之一是证明的差异及其各自的优势。对于 Merkle 树，通过查看其姐妹节点的完整包来验证节点的值，这些姐妹节点也可能包含 Merkle Patricia 树。

另一方面，Verkle 树不需要姐妹节点。Merkle 树和 Verkle 树都具有相同的目的和用途。Verkle 树构造是一种创建 Merkle 树的新方法，它使用向量承诺而不是通常的哈希函数。这使得树更加安全和高效。

结论

默克尔树长期以来一直用于加密货币领域，用于数据的验证和加密货币。鉴于目前正在挖矿的数据规模较小，Verkle 树已被证明更有帮助和有效。