哈希树

哈希树（hash tree；Merkle tree），在密码学及计算机科学中是一种树形数据结构，每个叶节点均以数据块的哈希作为标签，而除了叶节点以外的节点则以其子节点标签的加密哈希作为标签 。哈希树能够高效、安全地验证大型数据结构的内容，是哈希链的推广形式^[1]。

二叉哈希树示例。哈希 0-0 和 0-1 分别是数据块 L1 和 L2 的哈希值。哈希 0 是将哈希 0-0 和 0-1 连接后所取得的哈希值。

哈希树的概念由瑞夫·墨克于 1979 年申请专利^[2][3]，故亦称墨克树（Merkle tree）。

概述

哈希树中，哈希值的求取通常使用诸如SHA-2的加密哈希函数，但如果只是用于防止非故意的数据破坏，也可以使用不安全的校验和取得，比如CRC。

哈希树的顶部为顶部哈希（top hash），亦称根哈希（root hash）或主哈希（master hash）。以从 P2P 网络下载文件为例：通常先从可信的来源获取顶部哈希，如朋友告知、网站分享等。得到顶部哈希后，则整棵哈希树就可以通过 P2P 网络中的非受信来源获取。下载得到哈希树后，即可根据可信的顶部哈希对其进行校验，验证数据是否完整、是否遭受破坏。

参考文献

1. Farooq Anjum,Petros Mouchtaris. 无线Ad Hoc 网络安全. 北京：清华大学出版社. 2009.03: 86. ISBN 978-7-302-19337-1.  请检查|date=中的日期值 (帮助)
2. Merkle, R. C. A Digital Signature Based on a Conventional Encryption Function. Advances in Cryptology — CRYPTO '87. Lecture Notes in Computer Science 293. 1988: 369. ISBN 978-3-540-18796-7. doi:10.1007/3-540-48184-2_32. 
3. US patent 4309569,Ralf Merkle,「Method of providing digital signatures」,发表于Jan 5, 1982,指定于The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University 

延伸閱讀

• Merkle tree patent 4,309,569 – explains both the hash tree structure and the use of it to handle many one-time signatures
•  – a detailed description of Tiger trees

参见

• 二叉树
• 哈希表
• 区块链

外部連結

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有聲維基百科

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更多有聲條目

• A C implementation of a dynamically re-sizeable binary SHA-256 hash tree (Merkle Tree)（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Merkle Tree implementation in Java（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Tiger Tree Hash (TTH) source code in C#（页面存档备份，存于互联网档案馆）, by Gil Schmidt
• Tiger Tree Hash (TTH) implementations in C and Java（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• RHash （页面存档备份，存于互联网档案馆）, an open source command-line tool, which can calculate TTH and magnet links with TTH