جامع تقنيات التوسع الأصلية لبيتكوين: تفسير تقنية توافق Taproot

في 20 مايو 2024، أطلق فريق تطوير Layer2 لعملة بيتكوين رسميًا ورقة تقنية بعنوان "Taproot Consensus: حل Layer2 لعملة BTC اللامركزية". تصف هذه الورقة التقنية بالتفصيل كيفية تنفيذ Taproot Consensus، وكيفية دمج تقنيات بيتكوين الأصلية مثل توقيع Schnorr، وMAST، وعقد SPV لعملة بيتكوين لبناء حل Layer2 لعملة BTC بالكامل لامركزي.

خطة توافق Taproot هي تجسيد شامل لتقنية توسيع البيتكوين الأصلية. لم يتم تعديل أي من شفرة البيتكوين، بل تم الاستفادة بشكل كامل من بعض التقنيات الأصلية للبيتكوين لتكوين تركيبة مبتكرة، بفكرة بسيطة وبنية ذكية. قبل تفسير الكتاب الأصفر، من الضروري مراجعة مسار تطوير تقنية البيتكوين لفهم كيف نشأت خطة توافق Taproot من تطور البيتكوين.

بيتكوين تقنية تطوير معلم

في 31 أكتوبر 2008، نشر ساتوشي ناكاموتو ورقة بيضاء لبيتكوين، حيث قدم خطة تنفيذ تقنية بيتكوين الكاملة. ذكرت الورقة البيضاء حل SPV (التحقق البسيط من المدفوعات)، وهي تقنية تتيح التحقق من المدفوعات دون الحاجة لتشغيل عقدة كاملة.

في 3 يناير 2009، قام ساتوشي ناكاموتو بتعدين أول كتلة لبيتكوين، مما يعني ولادة البيتكوين رسميًا. في الكود الأصلي، استخدم ساتوشي ناكاموتو تقنية توقيع المنحنيات البيضاوية (ECDSA)، بدلاً من تقنية توقيع شينور الأكثر ملاءمة لبيتكوين، وذلك لأن توقيع شينور لم يكن مفتوح المصدر في ذلك الوقت.

في عام 2018 ، اقترح مطورو بيتكوين الرئيسيون رسمياً إدخال توقيع شنوور في شبكة بيتكوين.

في 14 نوفمبر 2021، أكملت بيتكوين ترقية Taproot، وتم إدخال توقيع شنوير رسميًا في شبكة بيتكوين، مما فتح عصر التوقيع المتعدد اللامركزي. كما أدخلت ترقية Taproot MAST (شجرة التركيب الميركلية)، مما منح بيتكوين ميزات مشابهة لعقود الذكاء.

دمج توقيع شينور و MAST يمكّن البيتكوين من تشغيل شبكة متعددة التوقيع اللامركزية من خلال تعليمات برمجية، مما يضع الأساس لتطوير الشبكة الثانية للبيتكوين.

Taproot Consensus نظرة عامة على الحلول

تشير ورقة تقنية Taproot Consensus إلى أنه بسبب الطبيعة غير القابلة للتوجيه لشبكة بيتكوين، فإنه لا يمكن تنفيذ حلول توسيع Layer2 مشابهة لـ Rollup في إيثريوم مباشرة. لذلك، يقوم Taproot Consensus بدمج تقنية Taproot الخاصة ببيتكوين (توقيعات Schnorr و MAST)، وSPV خفيفة العقد في بيتكوين، وآلية توافق BFT PoS، لبناء شبكة Layer2 لامركزية ومتسقة بدرجة عالية.

شرح بنية توافق Taproot

يتكون توافق Taproot من ثلاثة أجزاء: Schnorr+MAST، Bitcoin SPV و Aura+Grandpa:

1. Schnorr+MAST: تحقيق إدارة متعددة التوقيع اللامركزية لبيتكوين، مدفوعة من خلال توافق الشبكة من الطبقة الثانية.

2. Bitcoin SPV: تحقيق التزامن مع حالة طبقة بيتكوين.

3. Aura+Grandpa: بروتوكول إجماع PoS متين قائم على Byzantine fault tolerance، يضمن اتساق عالٍ بين عقد الشبكة.

في هذا النظام، يحمل كل مُصادق مفتاح خاص من BTC لاستخدامه في توقيعات Schnorr. يتم إنشاء مفتاح عام مجمع من خلال مخطط توقيع Musig2، مما يشكل شجرة MAST كبيرة. يقوم المُصادقون بإجراء تحويلات BTC وعمليات نقش إلى عنوان التوقيع الحدودي الذي تم إنشاؤه بواسطة شجرة MAST، مما يحقق وظيفة تقديم بيانات من شبكة BTC الرئيسية إلى الشبكة من المستوى الثاني. في نفس الوقت، يعمل كل مُصادق كنقطة خفيفة من Bitcoin SPV، قادراً على مزامنة حالة شبكة BTC بشكل آمن ومن دون إذن.

مقارنة مع الحلول الأخرى

تشرح الورقة الصفراء أيضًا بالتفصيل عملية تنفيذ Musig2، بالإضافة إلى الاختلافات مع مشاريع BTC Layer2 الأخرى مثل Mezo. يعتمد Mezo على بروتوكول tBTC، ويستخدم بِتكوين متعدد التوقيعات لبناء شبكة توقيع عتبة. ومع ذلك، لا يزال tBTC بحاجة إلى توقيع يدوي.

بالمقارنة، يجمع Taproot Consensus بين شبكة التوقيع المتعدد وآلية توافق BFT PoS، مما يحقق لامركزية حقيقية. لا يعزز هذا التصميم فقط قابلية التوسع والملاءمة لشبكة بيتكوين، بل يضمن أيضًا أمان وموثوقية الشبكة من الطبقة الثانية.

الخاتمة

تُظهر وثيقة تقنيّة Taproot Consensus حلاً من الطبقة الثانية مبنيًا بالكامل على التقنية الأصلية للبيتكوين. إنها لا تحترم فقط التقنية الأساسية للبيتكوين وتُرثها، بل تجمع أيضًا الابتكارات الناتجة عن التحديثات المختلفة للبيتكوين. مع التطور المستمر لنظام البيتكوين البيئي، سيلعب هذا الحل الحقيقي اللامركزي من الطبقة الثانية دورًا هامًا في المستقبل.

! Bitcoin Native Scaling Technology Collection: تفسير شامل للكتاب الأصفر لتقنية BEVM