区块链数据结构详解_区块链如何理解数据结构

作为一个前端开发人员为什么要研究区块链呢？因为它火，技术新，领域足够细分，赛道刚刚开辟。并且以太坊专门有一个团队负责研发JavaScript API 库，如Web3.js和Ethers.js。

区块链的本质是分布式数据库，它的数据结构类似于单向链表，每个区块包括2部分，区块头和区块主体。这又有点像http请求，有请求头和请求体

区块主体主要用于存储数据；
区块头存储的内容可以分为4个部分，分别是前一区块的根散列（前一区块Merkle树根节点存储的hash值）、Merkle树根散列（当前区块Merkle树根节点存储的hash值）、时间戳、其他；

区块主体没什么好说的，下面详细介绍一下区块头中的部分。

1、根散列是什么意思？

散列就是Hash（哈希），根指的是Merkle树的根节点，根散列就是指Merkle树根节点存的哈希值

2、哈希是什么意思？

将任意数据经过哈希运算后会得到一个固定长度的字符串，这个字符串就是该数据的哈希值，可以用来当作该数据的键，具有唯一性。最常用的哈希算法就是MD5加密。哈希表长这样

3、Merkle树是什么？

Merkle树也叫哈希树，它是一颗存储哈希值的完全树，大部分时候是完全二叉树，也可能多叉。其实哈希表就是一颗行高为2的多叉Merkle树。

（1）Merkle树是如何生成的

Merkle树每个节点存的都是哈希值，它是从叶子节点开始从下到上生成整棵树的。
叶子节点的哈希值像哈希表中的一样，存的是真实数据经过哈希运算后得到的哈希值。
向上运算的时候，两两哈希值相加，再做一次哈希运算，得到父级的哈希值，这样逐层运算最终得到根节点的哈希值，生成整棵树。

（2）Merkle树的常见应用

Merkle树主要被用来做数据校验，它最大的作用是保障安全。最常用的地方就是迅雷通过BT种子下载文件。这种下载方式属于分布式下载。首先将文件切割成n份，然后每一份经过哈希运算得到哈希值，这些哈希值作为叶子节点来生成一颗Merkle树，这颗树就存在BT种子里。等文件下载完成后，将下载的文件再做一次哈希运算，将此次运算后得到的哈希值与BT种子里的哈希值对比来进行校验。

（3）和哈希表相比，Merkle树的优势

和哈希表对比，Merkle树的优势在于它可以以树杈为单位进行局部数据的整体校验，而哈希表要么单独校验一个哈希值对应的数据，要么校验整个哈希表的数据。没有树结构这么方便。

4、请求头中的Merkle树根散列是怎么得来的呢？

首先将请求主体中的数据进行拆分然后逐个进行哈希运算，得到的哈希值作为叶子节点并逐层向上运算直到得到根节点，这个根节点存的哈希值就是Merkle树根散列了。

5、区块链为什么使用Merkle树根散列来链接区块？

上面讲Merkle树的时候说到了，Merkle树的最大作用就是可以灵活的进行数据校验。原理也说了，就是对比Hash值，一旦数据有异常那么新产生的哈希值与Merkle树根散列绝对不一致。

说到这你应该会想到区块链的一个特性，不可篡改。没错，不可篡改就是由Merkle树来实现的。