什么是默克尔树(Merkle Tree)？默克尔根是什么？比特币区块头中的默克尔根作用
默克尔树（Merkle Tree）是一种基于哈希的树形数据结构，每个叶子节点是数据块的哈希值，非叶子节点是其两个子节点哈希值的拼接后再哈希，通常为二叉树，在比特币区块链中广泛应用，帮助高效验证区块交易数据，同时保持安全性和完整性。
默克尔树将交易哈希值组织成树状，每个叶子节点对应一笔交易的哈希，非叶子节点由子节点哈希拼接后再次哈希生成，最终顶端只有一个根节点，即默克尔根。
默克尔树作用
默克尔树高效处理大量交易，用户无需下载全部交易即可验证特定交易是否存在，生成默克尔根作为整个交易集的唯一标识，证明某交易属于区块时只需提供路径哈希值，减少存储和传输开销。
默克尔树构建过程
默克尔树构建从底层开始，先对区块内每笔交易计算哈希值形成叶子节点，相邻两个叶子节点哈希拼接后再哈希得到父节点，逐层向上重复，直到只剩一个根节点，即默克尔根，默克尔根仅基于当前区块所有交易计算，不涉及其他区块，如果某层节点数量为奇数，最后一个节点哈希值复制一份，与自身拼接后再哈希，形成父节点，继续向上合并。
默克尔树与比特币区块头结合
比特币区块头包含6个字段，版本号、上一个区块哈希、当前交易列表默克尔根、时间戳、难度目标和Nonce，默克尔根作为其中关键字段，将当前区块所有交易的默克尔树根哈希嵌入区块头，一旦交易列表变动，默克尔根立即变化，导致区块头哈希改变，破坏链式连接，保证交易不可篡改。
默克尔根放入区块头后，轻节点只需区块头和路径哈希值即可验证交易存在，路径短，验证高效，区块头哈希依赖默克尔根，实现交易完整性与链安全紧密绑定。
默克尔树应用
默克尔树在比特币中用于汇总当前区块交易哈希，默克尔根放入区块头，验证单笔交易只需提供从叶子到根的路径哈希值，重复计算即可确认。
默克尔树还适用于分布式文件系统，文件分块后构建树，默克尔根标识文件完整性，传输或验证单块只需路径哈希，版本控制系统用默克尔树标识版本差异，比较根节点和路径即可发现变化。
默克尔树通过哈希层层汇总，实现高效验证和防篡改，默克尔根专属于当前区块交易集，奇数节点通过自复制处理，保证树结构完整，这些特性与比特币区块头设计结合，让默克尔树成为交易验证和链安全的基石。
