区块链原理分析——区块链数据结构_区块链 链式结构和树

    为了实现数据的不可篡改性，区块链引入了以区块为单位的链式结构。这一篇博客主要讲解区块链如何通过数据结构实现不可篡改性和可追溯性。

    以比特币为例，区块头的结构如图所示：

    区块链基于两种数据结构来保证数据的不可篡改性——Merkle树和区块链表。

    （1）Merkle树。比特币采用了最简单的二叉Merkle树，树上的每个节点都是哈希值，每个叶子节点对应块内一笔交易数据的SHA256哈希；两个子节点的值连接之后，再经过哈希运算可得到父结点的值；如此反复执行两两哈希，直至生成根哈希值，即交易Merkle根。通过Merkle根，块内任何数据的篡改都会被检测到，从而保证交易数据的完整性。以太坊采用的Merkle树类似，但是加入了账户状态Merkle根等信息。

    （2）区块链表。对区块头中的前块哈希、随机数和Merkle根等元数据进行两次SHA256哈希运算即可得到该区块的块hash，所有区块按照生成顺序以PrevBlockHash为哈希指针链接在一起，就形成了一条区块链表。通过前块哈希可以判断前块数据是否被篡改。

    我个人认为区块链的数据结构是区块链技术的核心之一，知道了这两个数据结构就比50%以上的人要清楚区块链技术，这两个数据结构如图所示：