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GO语言和默克尔树

默克尔树

默克尔树是一个二叉树，由一组hash后形成的数值节点组成，其叶子节点存放基础数据，从根节点开始每个节点都是由其左右节点联合在一起计算hash得到的。

** 优点**：

     1、 任意节点的变化都会导致整棵树的变化

     2、树的任意部分子树都可以作为小型树进行传递和使用
     

代码实现

分步实现三层默克尔树

1、定义默克尔树的数据结构

package main

import (
   "crypto/sha256"
   "fmt"
)
//定义默克尔树的节点结构体
type MerkleNode struct {
   Left *MerkleNode
   Right *MerkleNode
   Data []byte
}
//定义默克尔树结构（树形结构）
type MerkleTree struct {
   RootNode *MerkleNode //只记录一个根节点，任意一个根节点都可以追溯全部节点。
}

2、构造节点函数

//创建节点
func  NewMerkleNode(left ,right *MerkleNode,data []byte)*MerkleNode {
   mNode:=MerkleNode{}
   //如果为左右节点空，那么就说明他是原始数据节点（叶子节点）。
   if left==nil&&right==nil{
       hash:=sha256.Sum256(data)
       mNode.Data=hash[:]
   }else{
       prevHashes:=append(left.Data,right.Data...)
       hash:=sha256.Sum256(prevHashes)
       //将[32]byte转换为byte[]
       mNode.Data=hash[:]
   }
   //赋值
   mNode.Left=left
   mNode.Right=right
   return &mNode
}

3、将节点组建为树

func NewMerkleTree(data [][]byte)*MerkleTree{
//定义一个结构体类型的切片
   var nodes []MerkleNode
//确保节点为2的整数倍
   if len(data)%2!=0{
      data=append(data,data[len(data)-1])
}
  for _, datum := range data {
     node:=NewMerkleNode(nil,nil,datum)
     nodes=append(nodes,*node)
  }
//循环嵌套完成节点树形构造
  for i := 0; i < len(data)/2; i++ {
   var newLevel []MerkleNode
     for j := 0; j < len(nodes); j+=2 {
      node:=NewMerkleNode(&nodes[j],&nodes[j+1],nil)
      newLevel=append(newLevel,*node)

     }
     nodes=newLevel

  }
  //构造默克尔树
  mTree:=MerkleTree{&nodes[0]}
  return &mTree
 }

4、遍历函数

 func showMerkleTree(root *MerkleNode){
       if root ==nil{
              return
       }else{
          PrintNode(root)
       }
       showMerkleTree(root.Left)
       showMerkleTree(root.Right)
}

func PrintNode(node *MerkleNode){
   fmt.Printf("%p\n",node)
   if node!=nil{
      fmt.Printf("left[%p],right[%p],data(%x)\n",node.Left,node.Right,node.Data)
   }

}

5、调用测试

func main(){
   data:=[][]byte{
      []byte("node1"),
      []byte("node2"),
      []byte("node3"),
      []byte("node4"),
   }
   tree:=NewMerkleTree(data)
   showMerkleTree(tree.RootNode)
}

打印结果

可写检验代码：

//检验
func check(node *MerkleNode)bool {
   if node.Left==nil{
      return true
   }
   prevHashes:=append(node.Left.Data,node.Right.Data...)
   hash32:=sha256.Sum256(prevHashes)
   hash:=hash32[:]
   return bytes.Compare(hash,node.Data)==0

}

然后再打印函数修改一下就好了

    func PrintNode(node *MerkleNode){
      fmt.Printf("node:%p\n",node)
      if node!=nil{
         fmt.Printf("left[%p],right[%p],data(%x)\n",node.Left,node.Right,node.Data)
         fmt.Printf("检验代码打印check:%t\n",check(node))
      }

   }

检验结果