solidity写一个默克尔树验证白名单地址的合约

在Solidity中编写一个用于验证白名单地址的Merkle Tree合约，首先需要理解Merkle Tree是一种数据结构，常用于高效地证明集合中某个元素是否存在于哈希表中。以下是一个简单的示例，展示了如何创建一个Merkle Tree，并允许用户添加和验证地址：

pragma solidity ^0.8.0;

import "@openzeppelin/contracts/utils/math/SafeMath.sol";

contract WhitelistMerkleTree {
    using SafeMath for uint256;
    
    // 假设我们有一个256位的哈希函数 keccak256()
    function keccak256(bytes memory _input) public pure returns (bytes32 _hash) {
        // 实际项目中，此处可以使用OpenZeppelin提供的keccak256函数
        // _hash = keccak256(_input);
    }

    // 根节点，初始为空
    bytes32 public root;

    // 存储所有地址的映射，key为地址，value为包含该地址的子树路径
    mapping(address => bytes32[]) private whitelistMap;

    // 添加地址到白名单
    function addAddressToWhitelist(address _address) public {
        require(!whitelistMap[_address], "Address already exists in the whitelist");
        bytes32[] memory path = [keccak256(_address.toBytes())];
        updateMerkleTree(path, _address);
    }

    // 更新Merkle Tree以包含新的地址
    function updateMerkleTree(bytes32[] memory path, address _address) internal {
        if (path.length == 1) {
            root = path[0]; // 如果只剩下一个元素，它就是根
            return;
        }
        
        // 分割路径并递归构建子树
        bytes32 leftHash = path[path.length - 1];
        path.pop();
        bytes32 rightHash = updateMerkleTree(path, _address);

        // 更新根节点
        root = keccak256(abi.encode(leftHash, rightHash));
    }

    // 验证地址是否在白名单
    function isAddressInWhitelist(address _address) public view returns (bool) {
        require(root != 0, "Merkle tree is empty");

        bytes32[] memory path = [keccak256(_address.toBytes())];
        bool found = isPathValid(path, root);
        return found;
    }

    // 检查从根到指定地址路径上的每个哈希值是否匹配
    function isPathValid(bytes32[] memory path, bytes32 currentRoot) internal view returns (bool) {
        if (path.length <= 1) {
            return true; // 路径长度小于等于1时，说明已经到达叶子节点
        }
        
        // 检查当前路径元素是否与子树根哈希匹配
        return keccak256(abi.encode(path[path.length - 1], currentRoot)) == currentRoot;
    }
}