Основной расширяющей технологии Биткойн: интерпретация технологии Taproot Consensus

20 мая 2024 года команда разработчиков Layer2 Биткойна официально выпустила технический документ «Taproot Consensus: децентрализованное решение BTC Layer2». В этом документе подробно описывается, как реализуется Taproot Consensus, а также как с помощью签名 Шнорра, MAST, узлов SPV Биткойна и других оригинальных технологий Биткойна построить полностью децентрализованное решение BTC Layer2.

Taproot Consensus схема является квинтэссенцией родной технологии расширения Биткойна. Она не вносит никаких изменений в код Биткойна, а использует несколько родных технологий Биткойна для инновационного сочетания, с простым подходом и хитрой структурой. Прежде чем интерпретировать жёлтую книгу, необходимо вспомнить о технологическом развитии Биткойна, чтобы понять, как Taproot Consensus возник из истории развития Биткойна.

Биткойн технологические достижения

31 октября 2008 года Сатоши Накамото опубликовал белую книгу Биткойна, в которой была предложена полная реализация технологии Биткойна. В белой книге упоминается решение SPV (простая проверка платежей), которое является технологией, позволяющей проверять платежи без необходимости запуска полного узла.

3 января 2009 года Сатоши Накамото добыл генезис-блок Биткойна, что ознаменовало официальное рождение Биткойна. В первоначальном коде Сатоши Накамото использовал технологию подписи на эллиптической кривой (ECDSA), а не более подходящую для Биткойна технологию подписей Шнорра, поскольку на тот момент подписи Шнорра еще не были открыты.

В 2018 году разработчики ядра Биткойна официально предложили внедрить подписи Шнорра в сеть Биткойна.

14 ноября 2021 года Биткойн завершил обновление Taproot, и сигнатуры Шнорра были официально интегрированы в сеть Биткойн, что открыло эру децентрализованного мультиподписания. Обновление Taproot также ввело MAST (меркле-абстрактное синтаксическое дерево), что придало Биткойну функции, аналогичные смарт-контрактам.

Сочетание подписей Шнорра и MAST позволяет Биткойну управлять децентрализованными многоподписными сетями с помощью кодовых команд, закладывая основу для развития второго уровня Биткойна.

Обзор решения Taproot Consensus

Документ о технологии Taproot Consensus указывает, что из-за нетеллигентного характера сети Биткойн невозможно непосредственно реализовать решения для расширения Layer2, подобные Rollup на Эфириуме. Таким образом, Taproot Consensus объединяет технологию Taproot Биткойн (подписи Schnorr и MAST), легкие узлы SPV Биткойн и механизм консенсуса BFT PoS, создавая децентрализованную и высоко согласованную сеть Layer2.

Подробное объяснение архитектуры Taproot Consensus

Консенсус Taproot состоит из трех частей: Schnorr+MAST, Bitcoin SPV и Aura+Grandpa:

1. Schnorr+MAST: реализует децентрализованное многоподписное управление Биткойном, управляемое консенсусом второго уровня.

2. Bitcoin SPV: реализация синхронизации состояния с первым уровнем Биткойн.

3. Aura+Grandpa: универсальный байантийский толерантный PoS консенсус-протокол, который обеспечивает высокую согласованность сетевых узлов.

В этой системе каждый валидатор владеет BTC-ключом для подписания Schnorr. С помощью схемы мультиподписей Musig2 создается агрегированный публичный ключ, который формирует большое дерево MAST. Валидаторы осуществляют переводы BTC и операции по гравировке на адреса пороговых подписей, созданные из дерева MAST, реализуя функцию подачи данных из основной сети BTC во вторичную сеть. При этом каждый валидатор выступает в качестве легкого узла Bitcoin SPV, что позволяет безопасно и без разрешения синхронизировать состояние сети BTC.

Сравнение с другими решениями

Желтая книга также подробно объясняет процесс реализации Musig2 и различия с другими проектами BTC Layer2, такими как Mezo. Mezo основан на протоколе tBTC и использует многофункциональную подпись Биткойн для создания сети пороговых подписей. Однако tBTC все еще требует ручной подписи.

В сравнении, Taproot Consensus сочетает многоподписную сеть с механизмом согласия BFT PoS, достигая истинной децентрализации. Это проектирование не только повышает масштабируемость и доступность сети Биткойн, но и обеспечивает безопасность и согласованность второго уровня.

Заключение

Документ «Taproot Consensus» демонстрирует решение второго уровня, полностью основанное на нативной технологии Биткойн. Он не только уважает и наследует техническое направление Биткойн, но также сочетает инновации, принесенные обновлениями Биткойн. С постоянным развитием экосистемы Биткойн это действительно децентрализованное решение второго уровня будет играть важную роль в будущем.

! Коллекция технологий масштабирования Bitcoin Native Scale: всесторонняя интерпретация Желтой книги технологии BEVM