Merkle-Root

Die Wurzel wird rekursiv aufgebaut: Jedes Datenelement wird gehasht, die Hashes werden paarweise zusammengefasst und nach oben weitergehasht, bis ein einziger Knoten übrig bleibt. Ihre zentrale Eigenschaft: Jede Änderung an einem beliebigen Blatt verändert die Wurzel, dank der Kollisionsresistenz der zugrunde liegenden Hashfunktion. Deshalb reicht ein einziger kompakter Wert aus, um sich auf große Datenmengen festzulegen und anschließend einzelne Merkle-Beweise dagegen zu prüfen. Die Wurzel wird an einer Stelle mit begrenztem Speicherplatz verankert, etwa im Header eines Blocks, in einem Smart Contract oder in einem Zertifikat.

Sie ermöglicht es, sich mit einem einzigen Hash auf sehr große Mengen festzulegen und anschließend die Zugehörigkeit oder Integrität jedes Elements effizient zu verifizieren, wobei on-chain nur ein kompakter Anker verbleibt. Sie ist das Element, das dem untrennbaren Paar aus Wurzel und Merkle-Beweis seinen Sinn gibt.

In Bitcoin enthält der Header jedes Blocks die Merkle-Wurzel der Transaktionen, vorhanden seit dem Genesis-Block vom Januar 2009. In Ethereum werden Zustand, Transaktionen und Receipts über Wurzeln von Merkle-Patricia-Bäumen festgeschrieben, die im Header gespeichert und als stateRoot, transactionsRoot und receiptsRoot offengelegt werden. Auch RFC 6962 (Certificate Transparency) formalisiert die Baumstruktur und ihre Wurzel. Weitere reale Anwendungen sind die in Airdrop-Smart-Contracts veröffentlichten Wurzeln, etwa bei UNI von Uniswap, und Reservenachweise von Kryptobörsen.