Merkle 根

Merkle root 是怎麼建構的？

先取出區塊中每筆交易的 ID，每個 ID 本身都是雙重 SHA-256 雜湊。將它們依序排列，coinbase 交易放在最前面。將相鄰的雜湊值兩兩配對，再對每一對進行雜湊。這時雜湊值的數量會減半。重複這個步驟，直到只剩下一個，也就是 Merkle root。

如果某一層的雜湊值數量是奇數，最後一個會和自己配對。只要改動任何一筆交易，即使只差一個 satoshi，從它到頂端路徑上的每個雜湊值都會改變，包括 Merkle root。試試上方的示範。

為什麼要用樹狀結構，而不是一個大雜湊？

證明。要證明某筆交易在區塊中，只需要它所在分支上的雜湊值，不需要整個區塊。約有 4,000 筆交易的區塊，只需要其中 12 個雜湊值，總共幾百位元組。中本聰的白皮書描述了用這種方式驗證付款的輕量錢包，只保留區塊標頭。

這對挖礦也很重要。礦工更改 coinbase 交易中的額外 nonce 時，Merkle root 也會改變，區塊標頭就會有一組新的 nonce 可供嘗試。

來源

1. 比特幣：點對點電子現金系統 · 中本聰（Satoshi Nakamoto），2008
2. 區塊鏈參考資料：區塊標頭、默克爾樹、目標值 · Bitcoin 開發者文件
3. Merkle 樹 · Bitcoin Wiki

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