5.2 用途一：交易信息的压缩和验证

由于区块链要处理的交易信息内容庞大，将每个块内的所有数据直接以序列的方式存储将会非常低效且耗时，但是利用哈希函数可以对信息进行压缩和验证。在 Merkle树（一种二叉树结构，可理解为存储数据的一种拓扑结构）结构中，结合哈希函数技术，可以快速验证某笔交易是否属于某个区块（图5-1）。对于打包到一个区块的所有交易，首先将它们划分为交易信息1、交易信息2等部分，并计算出对应的哈希值1、哈希值2，之后两两结合进行哈希运算，最终得到这个Merkle树的根哈希值。如果某一笔交易信息记录的数据有变化，那么最终算出来的Merkle根哈希值也会不一样。

图5-1 比特币中的Merkle树

那么为什么要使用这样的算法，而不是直接将所有的交易信息串成一个大块并且算出它的哈希值呢？原因在于这样的二叉树结构可以允许仅仅进行少量数据的验证，同时如果交易的数据信息有误，也可以快速定位至出错的位置。