白话区块链 9 - 比特币下载区块数据时，如何检查是否有问题？

比特币是一种分布式网络结构。当一个节点需要同步自己的区块链账本数据时，它并没有明确的服务器来下载，而是通过与其他节点的通信。当事务发生时，难免会损坏一些数据。如何检查这些交易交易是否有问题？

这篇文章就是为了回答上面的问题。

您可以打开以下链接详细阅读之前的文章：

以下段落对应《白话区块链》第1章的1.4.4节，原标题为《数据完整性证明-Merkle Tree》。

数据完整性证明——默克尔树

在介绍比特币挖矿过程的时候，我们提到了一个叫做默克尔根的概念，它是一个存储在区块头中的值，并且说这个值是通过区块中的交易交易计算出来的，那么我们来看看它是如何获得的，我们来看一个示意图：

这张图是什么意思？我们看到，首先这是一个树形结构，底部有4个哈希值。我们假设一个区块有 4 笔交易，那么每笔交易计算一个 Hash 值，这里的 Hash1 到 Hash4 对应，然后再次成对计算哈希值比特币支付版面费，以此类推，直到计算出最后一个哈希值，即是根哈希。这样的树结构称为 Merkle 树，根哈希为 Merkle 根。我们再看另外一张图：

可以看出，每个区块都有一个默克尔树结构，可以发现默克尔树中的每个节点都是一个哈希值，所以也可以称为哈希树，比特币中的默克尔树是通过哈希计算的交易交易的哈希值成对出现，所以默克尔树称为二叉默克尔树，那么这样的树结构有什么作用呢？

比特币是一种分布式网络结构。当一个节点需要同步自己的区块链账本数据时，它并没有明确的服务器来下载，而是通过与其他节点的通信。当事务发生时，难免会损坏一些数据。如何检查这些交易交易是否有问题？这时候，默克尔树就可以发挥作用了。由于哈希算法的特性，只要计算中涉及的数据稍有变化，计算出来的哈希值就会发生变化。让我们用第一个示意图来说明。假设A通过B同步区块数据，同步完成后发现计算出的Merkle root与B不一致，即数据损坏。这时候先比较Hash12和Hash34。这是不一致的，如果Hash12不一致，则比较Hash1和Hash2不一致，如果Hash2不一致，重新下载交易2，重新下载后计算Hash12，与Hash34 Ergen一起计算新的Mek，如果一致，则资料齐全。我们发现，通过 Merkle 树，可以快速找到有问题的数据块，并且可以将原来的大块数据块分割成小块进行处理。

Merkle树的特性还支持实现比特币的轻量级钱包，即SPV（Simplified Payment Verification）钱包。具体原理在“比特币钱包”部分介绍。

白话区块链第 1 部分：账本为何如此记录？

白话区块链第 2 部分：区块链技术概念

白话区块链第 3 部分：区块链技术栈

白话区块链4：区块链分类与架构

白话区块链5-创元灵：一切源于比特币

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