什么是默克尔树和PoR储备证明？默克尔树和PoR认证关系-掘金网

什么是默克尔树和PoR储备证明？默克尔树和PoR认证关系

掘金K • 10 4 月, 2023 4:08 上午 • 数字经济

摘要：区块链技术中的默克尔树与PoR储备证明认证关系具有重要的作用。本文介绍了这两个认证方法的原理和应用场景，提供背景信息，并引出读者的兴趣。

一、默克尔树

1、定义：默克尔树是一种哈希树，用于验证文件的完整性和一致性。它是由计算机科学家Ralph Merkle在1979年提出的。默克尔树由叶子节点和内部节点组成，每个叶子节点代表一个数据块的哈希值，每个内部节点代表其子节点的哈希值的哈希值。在区块链上，每个区块中的所有交易信息的哈希值构成一个叶子节点，交易哈希值在传递到某个特定的节点时，利用这个哈希值就可以验证这个交易是否被篡改过。

2、应用：默克尔树被广泛用于区块链中的交易验证和区块确认过程。在比特币中，所有交易被捆绑在一个区块中，这个区块的头信息中就包含了所有交易的哈希值。通过验证默克尔树根节点的哈希值，可以验证整个区块中所有交易的完整性。

3、优点：默克尔树使用哈希方式验证数据完整性和一致性非常高效，同时具有很好的扩展性。在区块链中，当交易数量增加时，由于默克尔树的结构特点，只需要重新计算与新增交易相关的叶子节点的哈希值，而改动部分的计算量相对于整个默克尔树的计算量非常小。

二、PoR储备证明

1、定义：PoR即Proof of Retrievability，是一种用于验证数据是否存储在云存储服务器的方法。储备证明是PoR的一种实现方法，在这种方法中，用户只需要储存一小部分数据块，即可证明整个数据集的存储状态。与默克尔树相似，储备证明也采用哈希树的方式，将数据分块，计算块哈希和种子哈希，据此生成哈希树。使用哈希树对分块数据体系进行哈希。同时，所述哈希函数应满足单向函数特性。这样一来，服务方只需缓存某些数据块、种子哈希和哈希树（不同于所有数据块），当用户请求数据验证时，服务方只需向用户回答这些缓存内容。这样一来，用户通过跟服务方比对哈希树实现极其便捷地检测数据集的存储状态。

2、应用：PoR储备证明被广泛用于云存储领域，传统的云存储服务提供商通过储备证明可以证明其提供的储存服务是数据的正确性和完整性，这也是现代大量存储服务的基石。此外，PoR储备证明还可应用于物联网、数字图书馆等领域的数据验证。

3、优点：与传统的数据验证方法相比，PoR储备证明具有低通信成本和高效性、可证明性、隐私保护等特点。由于只需维护一小部分数据块，所需的存储空间和带宽也大幅减小。而且，PoR储备证明支持可证明性，用户可以通过提供自己的证明，验证云存储服务商是否存储了自己的数据。