merk

高性能 Merkle 键值存储

Merk 是一个加密键值存储 - 更具体地说，它是在 RocksDB（Facebook 对 LevelDB 的分支）之上构建的 Merkle AVL 树。

其优先考虑的是性能和可靠性。虽然 Merk 被设计为区块链的状态数据库，但它也可以在任何需要可审计的键值存储的地方使用。

特性

• 快速读写 - 与常规 RocksDB 存储相比，读取没有开销，并且写入针对批量操作进行了优化（例如区块链中的区块）。
• 快速证明生成 - 由于 Merk 实现了 AVL 树而不是 trie，因此它对于创建和验证键范围的证明非常高效。
• 并发性 - 与大多数其他 Merkle 存储不同，所有操作都利用所有可用的核心，从而提供了巨大的性能提升，并允许节点随着摩尔定律的增长而扩展。
• 复制 - 该树被优化以高效构建大型块段的证明，允许节点下载整个状态（例如“状态同步”）。
• 检查点 - Merk 可以在磁盘上创建检查点（在某个时间点的整个存储的不变视图），而不会阻塞，因此没有延迟可用性或活动性。
• Web 友好 - 由于使用 Rust 编写，因此它可以在浏览器中使用 WebAssembly 运行证明验证代码，允许轻客户端自行验证数据。
• 适用于任何配置 - 在内存受限的树莓派和强大的验证器上均表现出高性能。

用法

安装

cargo add merk

示例

extern crate merk;
use merk::*;

// load or create a Merk store at the given path
let mut merk = Merk::open("./merk.db").unwrap();

// apply some operations
let batch = [
    (b"key", Op::Put(b"value")),
    (b"key2", Op::Put(b"value2")),
    (b"key3", Op::Put(b"value3")),
    (b"key4", Op::Delete)
];
merk.apply(&batch).unwrap();

状态

Merk 正在被用于 Nomic 比特币侧链。

代码库尚未经过审计，但经过彻底测试，证明是稳定的。

基准测试

基准测试是在一个1M节点的树上进行测量的，每个节点具有16字节的键长度和40字节的价值长度。所有测试都是单线程的（不包括RocksDB后台线程）。

您可以通过运行以下命令自行测试：cargo bench。

2017款Macbook Pro

（使用1个Merk线程和4个RocksDB压缩线程）

修剪（不在内存中保留任何状态）

RAM使用量： 平均约20MB，最大约26MB

缓存（所有状态保留在内存中）

RAM使用量： 平均约400MB，最大约1.1GB

i9-9900K台式机

（使用1个Merk线程和16个RocksDB压缩线程）

修剪（不在内存中保留任何状态）

RAM使用量： 平均约20MB，最大约26MB

缓存（所有状态保留在内存中）

RAM使用量： 平均约400MB，最大约1.1GB

算法细节

这些算法基于AVL，但针对操作批量和从后端存储的随机提取进行了优化。有关算法的更多信息，请参阅此处：https://github.com/nomic-io/merk/blob/develop/docs/algorithms.md