家运输公司收到一批货物有运送单，货物量许多，因为不可以一次运送完，因此运输公司把货物拆分成少量，选用多次运送。每一次运输都是会给到另一方一个货物明细，等货物所有送至的情况下，另一方拿着送货清单，核对货物，查验货物是不是进行，是否有存有错漏丢失的状况。

在数据传输中，必须传输大文件的情况下，也选用货物运送的方法，把文档分拆许多的数据块分别开展传送。那麼传递数据的“送货清单”是啥，这个是哈希值，由于哈希函数公式可以认证数据的一致性。

我给你传送数据以前，先把数据的哈希结论对你说，等你接到文档再测算一次哈希随后和接到的哈希较为就了解文档有没有毁坏。

在传送大数据文档的过程中必须一份哈希列表，列表中每一项都相应一个数据块的哈希值，假如只需一部分数据就OK了。但是要去历遍全部数据块的哈希，这一成本费非常高。那是否有很有可能只获得一部分数据的哈希，也可以认证文档的一致性？

这一自然是有的，它便是Merkle tree。

Merkle Tree，通常也称之为Hash Tree，说白了，便是储存hash值的一棵树，Merkle树的叶片是数据块的hash值，非叶连接点是其相匹配子连接点串连字符串数组的hash。在数字货币中，每一个区块链里都有一个Merkle Tree，用于存储交易信息，并对交易信息开展一致性认证。

在点对点网络中作数据传送的情况下，会与此同时从好几个设备上下载数据，并且许多设备可以觉得是不稳定或是不能信的。为了更好地校检数据的一致性，更强的法子是把大的文件分割成小的数据块（例如，把切分成2K为公司的数据块）。那样的益处是，假如一小块数据在传送流程中毁坏了，那麼如果再次下载这一快数据就可以了，不用再次下载全部文档。

如何明确小的数据块并没有毁坏呢？

非常简单，只要为每一个数据块做Hash。BT下载的情况下，在下载到真真正正数据以前，大家会先下载一个Hash列表。那麼问题再次来了，如何明确这一Hash列表本领是合理的哪？回答是把每一个一小块数据的Hash值拼在一起，随后对这一长字符串数组在作一次Hash运算，那样就获得Hash列表的根Hash(Top Hash or Root Hash)。下载数据的情况下，最先从可靠的数据源获得合理的根Hash，就可以用它来校检Hash列表了，随后根据校检后的Hash列表校验数据块。

但拥有Merkle Tree就好批多了，Merkle Tree可以看作Hash List的扩大化（Hash List可以当作一种特有的Merkle Tree，即树高为2的多叉Merkle Tree）。在底层，和哈希列表一样，大家把数据分为小的数据块，有对应地哈希和它相匹配。可是往上升，并非可以直接去运算根哈希，反而是把邻近的2个哈希合拼成一个字符串数组，随后运算这一字符串数组的哈希，那样每2个哈希就娶妻生子，获得了一个”子哈希“。

假如底层的哈希数量是奇数，那到最终必定发生一个单身男女哈希，这样的事情就立即对它开展哈希运算，因此也可以获得它的子哈希。因此往往上拉，仍然是一样的方法，可以获得数量越来越少的新一级哈希，最后必定产生一棵下跌的树，到了树杆的这些部位，这一代就剩余一个根哈希了，大家把它叫做 Merkle Root。

在p2p互联网下载网络以前，先从可靠的源得到文档的Merkle Tree树杆，一旦得到了树杆，就可以从别的从来不可靠的源获得Merkle tree。根据可靠的树杆来查验接纳到的Merkle Tree，假如Merkle Tree是破坏的或虚报的，就从别的源得到另一个Merkle Tree，直到获得一个与可靠树杆配对的Merkle Tree。

Merkle Tree和Hash List的关键差别是:可以立即下载并马上认证Merkle Tree的一个支系。由于可以将文档切分为小的数据块，那样如果有一块数据毁坏，只是再次下载这一数据块就可以了。假如文档十分大，那麼Merkle tree和Hash list都很到，可是Merkle tree可以一次下载一个支系，随后马上认证这一支系，假如支系认证成功，就可以下载数据了。而Hash list仅有下载全部hash list才可以认证。

那Merkle Tree怎样建立呢？

假定一个板块中，添加最少层有4个数据块，每一个买卖数据两组匹配开展Hash运算，组成Merkle Tree连接点，为此推动，从而形成全部Merkle Tree，如下图：

第1步:（鲜红色线）对数据块做Hash运算；

第2步: （淡黄色线）邻近2个Hash值匹配，做Hash运算；

第3步：（深蓝色线）反复第2步，形成Merkle Tree Root。

Merkle Tree的运用

1. 数字签名

最开始Merkle Tree目地是高效率的解决Lamport one-time signatures,每一个Lamport key只有被用于签字一个信息，可是与Merkle tree融合可以来签字好几条Merkle。这类方式变成了一种有效的数字签名架构，即Merkle Signature Scheme。

2. P2P网络

在P2P网络中，Merkle Tree用于保证从别的连接点接纳的数据块并没有毁坏且并没有被更换，乃至查验别的连接点不容易蒙骗或是公布伪造的块。大伙儿所了解的BT下载便是选用了P2P技术性来让手机客户端中间开展数据传送，一来可以加速数据下载速率，二来缓解下载网络服务器的压力。BT即BitTorrent，是一种核心数据库索引式的P2P文档分剖析通讯协议。