如何用哈希来确保数据安全？

当有大量数据需要验证时，就需要消耗大量的内存来存储和确保安全，这个过程很难。但是又了马尔科夫树（Merkle tree），就可以轻易解决这些问题。

马尔科夫树是区块链技术的基础，在该结构中，可以很容易地在大量数据中找出哪些数据发生了变化，整个数据验证的过程非常高效。比特币和以太坊中都使用了马尔科夫树。

从上图可以看出，所有的交易都在底部，最顶部的哈希值叫做Root hash或Merkle root（马尔科夫根）。

如上图所示，有4个交易A、B、C、D。A和B哈希后会形成一个哈希值，C和D会形成另一个哈希值，AB的哈希结果和CD哈希结果会组合来形成一个新的哈希值——Root hash或Merkle RootABCD。

Root hash有所有交易的信息。马尔科夫树会重复计算节点对的哈希值，直到只剩下一个哈希值，就是Root hash。

Merkle tree是一个二叉树，所以需要偶数个叶子结点，如果交易数是奇数，那么最后一个哈希值会复制一次来创建偶数个叶子节点。

如上图所示，可以看出奇数值的交易数中有复制的交易进行了哈希，表明Merkle tree会计算奇数的叶子树。

所有交易数据会总结称一个Root hash，保存在区块头（block header）中。数据中有任何改变，整个哈希值就会变化，如果哈希值变化了，Merkle root就会发生变化。Merkle tree可以帮助维护数据的完整性。

Merkle tree的另一个好处是如果想要了解特定交易的状态，无需下载整个区块链，只需要请求竖直证明（vertical proof）和树的特定分支，验证一个特定的交易分支。

如何用哈希来确保数据安全？

哈希还增加了数据的安全性。因为没有加密数据，所以无需也无法解密数据。因为哈希函数是单向加密函数，加密哈希函数需要满足一些关键特征才能保证是有用的，包括：

每个哈希值都是不同的

相同的消息会生成相同的哈希值

无法根据哈希值确定输入值

输入值的微小变化也会导致整个哈希值的变化

哈希可以帮助确定数据是否被修改过。比如，之前下载了一些重要信息，为确定数据是否被修改过，可以对数据进行哈希计算，并比较数据的哈希值和接收到的数据的哈希值。

如果哈希值相同，就表明数据没有被修改过，如果哈希值不匹配，就表明数据在发送后接收前被修改了。

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编译者/作者：大姐

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