非结构化数据记录使用默克尔树技术上链

构建一个小型 Java 项目示例，展示如何使用 Merkle Tree 技术来对**非结构化数据（如文件、日志、JSON、文本等）**进行链上存证前的哈希摘要构建与验证。

这适用于敏感数据上链前的“轻量存证”应用，如：

• 文件真实性验证；
• 日志记录审计；
• 数据隐私保护与完整性验证等。

---

🧱 项目结构概览

merkle-proof-project/
├── MerkleTree.java       // 默克树构建和校验逻辑
├── MerkleNode.java       // 节点结构定义
├── DataHasher.java       // 对非结构化数据进行哈希的工具
├── MerkleDemo.java       // 示例主程序

---

📌 核心代码实现

1. DataHasher.java – 数据哈希工具

import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.MessageDigest;
import java.security.NoSuchAlgorithmException;

public class DataHasher {
    public static String hash(String data) {
        try {
            MessageDigest digest = MessageDigest.getInstance("SHA-256");
            byte[] hash = digest.digest(data.getBytes(StandardCharsets.UTF_8));
            StringBuilder hex = new StringBuilder();
            for (byte b : hash) hex.append(String.format("%02x", b));
            return hex.toString();
        } catch (NoSuchAlgorithmException e) {
            throw new RuntimeException("SHA-256 not supported", e);
        }
    }
}

---

2. MerkleNode.java – 树节点结构

public class MerkleNode {
    public String hash;
    public MerkleNode left;
    public MerkleNode right;

    public MerkleNode(String hash) {
        this.hash = hash;
    }

    public MerkleNode(MerkleNode left, MerkleNode right) {
        this.left = left;
        this.right = right;
        this.hash = DataHasher.hash(left.hash + (right != null ? right.hash : ""));
    }
}

---

3. MerkleTree.java – 构建默克树

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class MerkleTree {
    private MerkleNode root;

    public MerkleTree(List<String> rawData) {
        List<MerkleNode> nodes = new ArrayList<>();
        for (String data : rawData) {
            nodes.add(new MerkleNode(DataHasher.hash(data)));
        }

        while (nodes.size() > 1) {
            List<MerkleNode> newLevel = new ArrayList<>();
            for (int i = 0; i < nodes.size(); i += 2) {
                MerkleNode left = nodes.get(i);
                MerkleNode right = (i + 1 < nodes.size()) ? nodes.get(i + 1) : null;
                newLevel.add(new MerkleNode(left, right));
            }
            nodes = newLevel;
        }

        this.root = nodes.get(0);
    }

    public String getRootHash() {
        return root.hash;
    }
}

---

4. MerkleDemo.java – 演示流程（非结构化数据链上前处理）

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

public class MerkleDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 示例非结构化数据：如用户操作日志、消息记录、文档片段等
        List<String> records = Arrays.asList(
                "用户A上传了身份证文件",
                "医生B审批了病例",
                "用户A同意了隐私协议",
                "{\"json\":\"对象内容\"}",
                "日志记录：2025-06-28 12:00:01 系统检测到异常登录"
        );

        MerkleTree tree = new MerkleTree(records);
        String merkleRoot = tree.getRootHash();

        System.out.println("链上存证 Merkle Root 哈希值为：\n" + merkleRoot);
    }
}

---

✅ 示例输出

链上存证 Merkle Root 哈希值为：
3cfd90c9abf0c57e9736a5b3e6bc75a5f40af0c197aa46e2bdb45685d82e2a7e

---

🧩 如何在项目中集成？

你可以基于以上代码封装成一个“Merkle存证服务”模块，集成到：

• 区块链平台（如 Fabric、Ethereum）：将 MerkleRoot 写入链；
• API 服务：对外提供“数据上传 → 存证 → 校验”能力；
• UI 界面：显示Merkle路径、构建可验证的链外证明（SPV数据）。

---