Bitcoin and Cryptocurrency Technologies 学习笔记：1.2 Hash Pointer and Data Structure（linked list & BST）

这一节讲解 Hash的另外一个大的用处，构造一些神奇的数据结构以增加不可篡改(tamper)性。总体来说有两类，分别是链表和二叉搜索树的变种，也称之为:

• block chain
• Merkle Tree

block Chain

他其实就是一个链表，不过，每一项都保存了前一项的消息摘要，hash值

这里面的一个重要的东西是: Hash Pointer,官方的介绍是这样的:

就是包含两个信息:

• 所指向节点的位置
• 所指向节点的hash值

remark 这里需要解释的是，实现中只要能实现这个功能就行了，并不是说这个hash值既表示前一个的摘要信息，又表示前一个的物理位置

用途

最大的好处就是防止篡改。我们举一个 tamper-evident log 的例子

比如说我们更改了第 $k$ (记从左到右分别编号 $k,k+1,k+2$)块的data，那么检测第 $k+1$ 肯定能检测出来，因此敌手势必要将所有块的hash 都更改，最终更改到head hash pointer 上，因此只要我们留有最终的hash pointer，那么就能检测到所有的篡改。

Merkle Tree

叶子结点存放的是data，中间节点都是各自的 hash pointer.修改任何一个节点都能被发现。

特点

• Time: O($log N$)
• Space: O($NlogN$)

用途

成员证明(proof of membership)

其实也是空间换时间，我们只需记录一条从data到root的路径，那么就能在不超过 $O(logN)$ 的时间证明。而不用搜索整个 区块链

总结

我们总是可以将 hash pointer 放在没有环的数据结构中，防篡改。但是有环就不行了。