中心化交易所纷纷发布的默克尔树储备证明到底是什么？
FTX事件被曝后，交易所也纷纷声明，将公开分享可审计的Merkle Tree（默克尔树）的储备证明，向用户公示平台的资产状况，保证信息的透明度。部分专业投资者认为，CEX们同时采用的这一举措，可从一定程度上，扮演着区块链世界的储备金证明制度的角色。
但是，默克尔树储备证明究竟是什么，他如何帮助CEX们自证清白。这个听起来晦涩难度的计算机专业术语，到底对应着什么样的操作逻辑？本文就用最通俗的语言、最浅显的逻辑，带大家一探究竟。
先划重点：用户存在交易所的本金，其实是交易所的负债
相信很多用户有把资产存放在中心化交易所的习惯，毕竟我们绝大多数的资产买卖发生在交易所，这样来回切换的成本和时间也更小。
但很多用户可能忽略的一点是，我们存放在交易所的资产，也就是准备用来做投资的本金，其实是交易所的负债。
当我们急需提现的时候，交易所必须全额兑付，而且是越快越好，这也是评判交易所运营状况和可信程度，最直观的指标。
所以，早前很多交易所出现暴雷事件的本质原因，就在于他们无法兑付用户的本金，说白了就是自己的钱不够了，陷入资不抵债的困境。但是用户往往对此并不知情，因为他们无法获知CEX自己还剩多少钱，用户总共在平台存了多少钱。如果总储备金 > 总负债，就证明平台安全，反之则风险重重。
这时候，就需要CEX们主动公示上述两项金额。
按照Mekle Tree的资产验证逻辑，交易所需要先公示自己的总储备金，且必须是存放在链上的资产总额。因为上链的特殊属性，保证交易所无法造假，总储备金额度完全真实。但是，总负债额度如何证明，却成了难题。
大型交易所的总用户数动辄千万，且每个用户的存款金额多寡不一，差距极大，如果算错或者算漏那么一分一毫都会造成结果的偏差，影响CEX资产安全的透明程度。对于CEX来说，需要精确到每个用户的资产，都被正确的计入在总负债内，甚至是查大账过程也能和用户对小账，才能保证各方安心、皆大欢喜。
所以，最难的问题，其实是如何精确统计交易所的负债。唯独Merkle Tree，能在这时候发挥决定性作用。
Merkle Tree：一个数据验证过程，但长得像倒过来的树
首先解释下什么是Merkle Tree。
他是一种树状结构的数据处理系统，旨在验证数据完整性和准确性，也被认为是区块链技术的重要形态。这个名称的由来是，其发明者是一位名叫Ralph Merkle的科学家（斯坦福教授，公钥密码学创始人之一），并且其形态像一棵倒过来的树。
我们都知道，区块链是一个所有节点都可以参与数据处理网络系统，这是他和传统互联网的本质区别，后者的数据计算、传输和存储均由中心化节点大包大揽，这决定了前者的效率远不及后者。
所以，区块链技术目前的应用主要是记录交易信息，比如最初代的比特币系统其实主要处理点对点的电子转账问题。区块链，也由此被称为分布式记账。这个账本的特殊性就在于，任何一个细微数据发生异动，都会给系统造成恶性影响，因为这是所有节点集体维护的，牵一发动全身。
于是，为了保证不出错，就需要一个极为严谨、精确度极高的数据处理系统，如Merkle Tree。Merkle Tree的处理思路是，把所有的数据处理流程层级化，也就是所有的节点划分层级，且一层层向上传输结果的过程中，需要前后节点验证，验证失败则无法继续下一步，也就说明数据造假。
我们看到，Merkle Tree之所以是个倒过来的树状，就是因为它是自上而下递交数据的验证过程。如果数据爆炸性增长，就对应着大树的开枝散叶，而根部始终只有一个，且越长越粗。形象理解，根部数据所涵盖的信息量，会随着系统数据的累加而更丰富。
那么，随着节点的层级越复杂、系统越庞大，数据会不会被漏掉，精确性会不会打折扣？针对这一问题，Merkle Tree采用了哈希算法。
简单科普下，哈希算法，就是将所有数据文件，编码成独一无二的字符的过程。这个字符叫做哈希值，由字母和数字混合组成。而数据文件，就是我们常说的区块。每个区块的数据内容有变，哈希值也会相应产生变化。可以说，哈希值就是区块的身份证明。
在区块链系统中，哈希算法将所有的区块链前后链接，形成了一个链式的网络。一前一后的两大区块相连，首先就需要验证哈希值。哈希值错了或者缺了，计算就会陷入停顿，网络无法更新。在Merkle Tree系统中，任何一个环节的哈希值出现异常，就相当于某个枝干错位，很快就被检测出来。需要注意的是，每个节点的哈希值都会公开，用以反向检索对应流程所涉及的数据，类似于账单。
在这样一个极度缜密、环环相扣的数据结构中，每一位用户或者说节点的数据，都直接影响总体数据，也就是根数据的变化。但是，如果计算过程启动，不会出现任何错漏和误差。
默克尔树储备证明：交易所账目的检验器
介绍完背景和术语后，相信读者更容易理解，采用Merkle Tree的CEX为何能证明总负债数据真实可信。在引入Merkle Tree的情况下，每个用户的账号都是一个节点，账户的资金数额都是节点的数据。通过Merkle Tree计算出的所有账户资产总额，就是真实的CEX负债。
另外，CEX还可以向用户提供统计时用户账户的资产额度，以及Merkle tree到根节点上的所有节点哈希值。这样，用户可以确认自己的资产也被包含在本次统计当中，不存在漏算的问题，只是对大家来说流程可能相对繁琐复杂。
解决了总负债的真实性问题之后，我们只需要将这一结果和平台链上资金总额做比对，即可核验平台运行的状况。二者数额1：1，或者总储备 > 总负债，证明平台安全可靠。如果总储备 < 总负债，就需要引起警惕了。
总结来看，采用Merkle Tree（默克尔树）验校总负债的真实性，就是一种确保信息透明的方式。他的推出，是让大家确信，CEX没有挪用用户的资产，或者说平台的经营成本甚至是创始人的额外花销，与客户的本金完全隔离。
当然，这种方法并非尽善尽美，因为这可能会在一定程度上会泄露CEX官方和用户的部分隐私，将其暴露给处心积虑盗取资产的黑客。但是，从目前CEX的行业现状来看，共享可审计的Merkle Tree总储备金成为标准规范，已经是改善用户信任问题的不二之选了。至于如何做好防黑客攻击，相信资金和技术实力雄厚的大平台，自有应对的良策。
日期： 2022-11-28 09:20
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