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比特币采用了一种独特的数据结构来确保交易的安全性和不可篡改性。整个系统基于区块链技术，这是一个由多个区块按时间顺序链接而成的数据结构。每个区块都包含前一个区块的哈希值，形成了一个不可断裂的链条。
每个区块都有固定的结构。区块头是80字节的固定大小数据，包含了版本号、前一个区块的哈希值、默克尔根、时间戳、难度目标和随机数。交易列表则包含了该区块打包的所有交易，大小可变。区块头中的默克尔根是所有交易哈希值构成的默克尔树的根节点，确保交易数据的完整性。
默克尔树是比特币中用于组织交易数据的重要数据结构。它是一个二叉树，叶子节点存储各个交易的哈希值，中间节点存储其子节点哈希值的哈希，根节点就是默克尔根。这种结构的优势在于可以快速验证某个交易是否存在于区块中，同时节省存储空间并保证数据完整性。
比特币交易采用UTXO模型，即未花费交易输出模型。每个交易包含输入和输出两部分。输入引用之前交易的未花费输出，并提供解锁脚本来证明拥有权。输出则创建新的UTXO，指定接收地址和转账金额。这种模型确保每个比特币只能被花费一次，防止双重支付问题。
比特币的数据结构设计具有强大的安全特性。通过哈希链接，每个区块都包含前一个区块的哈希值，使得篡改历史数据需要重新计算所有后续区块。工作量证明机制确保了计算成本，攻击者需要掌握超过51%的全网算力才能成功攻击。分布式验证和密码学保护进一步增强了系统的安全性和可靠性。