Merkle-Beweis

Ein Merkle-Baum ist ein binärer Hash-Baum: Die Blätter sind Hashes der Daten, und jeder innere Knoten ist der Hash der Verkettung seiner beiden Kinder, bis hin zur Wurzel. Um nachzuweisen, dass ein Blatt zum Baum gehört, liefert der Beweiser die Geschwister-Hashes entlang des Pfads zur Wurzel, etwa log₂(N) Hashes bei N Blättern. Der Verifizierer kombiniert sie aufsteigend neu und prüft, ob das Ergebnis der bekannten Wurzel entspricht. Bei einer Million Blättern genügen rund 20 Hashes, statt den gesamten Datensatz zu verarbeiten.

Er ermöglicht einen kompakten Nachweis der Zugehörigkeit, ohne vollständige Datensätze herunterzuladen. Typische Anwendungen sind Airdrops, bei denen die Liste der Berechtigten in einer Wurzel festgeschrieben wird und jeder Nutzer seinen Beweis vorlegt, um seinen Anspruch geltend zu machen; Proof-of-Reserves von Kryptobörsen; und Light Clients (SPV bei Bitcoin), die prüfen, dass eine Transaktion in einem Block enthalten ist, ohne ihn herunterzuladen. Als bewährte Praxis setzt eine solide Implementierung eine Domänentrennung zwischen Blättern und inneren Knoten um, um Second-Preimage-Angriffe zu verhindern.