17、比特币中的Merkle树与布隆过滤器技术解析

比特币中的Merkle树与布隆过滤器技术解析

1. Merkle树相关内容

1.1 Merkle块命令

在比特币网络中，全节点通过 merkleblock 命令来传递验证特定交易是否存在于Merkle树中所需的信息。该命令的结构包含两部分，前六个字段与区块头相同，后四个字段则是交易存在性的证明。
- 交易数量字段 ：该字段表明特定Merkle树的叶子节点数量，这使得轻客户端能够构建一个空的Merkle树。
- 哈希字段 ：存放着如特定图中蓝色和绿色框所示的哈希值。由于该字段中的哈希数量不固定，因此前面会有一个表示数量的前缀。
- 标志位字段 ：提供了哈希值在Merkle树中位置的信息。这些标志位通过 bytes_to_bits_field 函数解析为二进制位列表（包含1和0），其代码如下：

def bytes_to_bit_field(some_bytes):
    flag_bits = []
    for byte in some_bytes:
        for _ in range(8):
            flag_bits.append(byte & 1)
            byte >>= 1
    return flag_bits

1.2 标志位和哈希值的使用

标志位采用深度优先顺序来指示哈希值的