默克尔树是区块链中用于高效验证数据完整性的核心结构。
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一、理解默克尔树的基本构造
默克尔树是一种二叉树结构，通过哈希函数将交易数据逐层汇总，最终生成一个根哈希值。这个根哈希存储在区块头中，确保任何底层数据的变动都会影响根节点。
1、将所有交易两两配对，若为奇数则复制最后一笔进行配对。
2、对每一对交易分别计算其SHA-256哈希值。
3、将得到的哈希值作为叶子节点向上构建父节点。
4、重复该过程直至生成唯一的根哈希（Merkle Root）。
二、实现轻节点的数据验证
轻节点不保存完整区块链，仅保留区块头信息。借助默克尔树，它们可通过少量数据证明某笔交易存在于区块中。
1、向全节点请求目标交易所在的“默克尔路径”（Merkle Path）。
2、根据提供的兄弟节点哈希值，逐层重新计算哈希。
3、比对最终结果是否与区块头中的Merkle Root一致。
4、若一致，则证明该交易被包含在当前区块内。
三、提升区块链的可扩展性与安全性
通过分层摘要机制，默克尔树大幅减少了数据传输量和验证所需资源，同时增强了防篡改能力。
1、每次交易变更都将导致根哈希变化，使任何非法修改都能被迅速检测。
2、支持SPV（简化支付验证）模式，在不下载全部交易的情况下完成验证。
3、结合共识算法，确保不同节点对交易集合达成一致视图。
4、多层级哈希结构有效隔离局部数据风险，防止全局系统受影响。
