Біткойн рідної розширювальної технології колективний підсумок: Інтерпретація технології Taproot Consensus

20 травня 2024 року команда розробників Layer2 Біткойн офіційно опублікувала технічний документаційний звіт «Taproot Consensus: децентралізоване рішення BTC Layer2». У цьому звіті детально описується, як реалізується Taproot Consensus, а також як поєднати підписи Шнорра, MAST, вузли SPV Біткойн та інші рідні технології Біткойн для побудови повністю децентралізованого рішення BTC Layer2.

Taproot Consensus – це вершина технології рідного розширення Біткойна. Він не вносить жодних змін до коду Біткойна, а повністю використовує кілька рідних технологій Біткойна для інноваційного поєднання, що має просту концепцію та хитро продуману структуру. Перед тим, як інтерпретувати жовту книгу, важливо ознайомитися з історією технологічного розвитку Біткойна, щоб зрозуміти, як Taproot Consensus виник з розвитку Біткойна.

Біткойн технологічні досягнення

31 жовтня 2008 року Сатоші Накамото опублікував білий документ Біткойна, в якому було представлено повний технічний план реалізації Біткойна. У документі згадувалося рішення SPV (проста перевірка платежів), яке є технологією, що дозволяє перевіряти платежі без необхідності запуску повного вузла.

3 січня 2009 року Сатоші Накамото видобув перший блок Біткойн, що стало офіційним народженням Біткойн. У початковому коді Сатоші Накамото використовував підписну технологію на основі еліптичних кривих (ECDSA), а не більш підходящу для Біткойн технологію підпису Шнорра, оскільки на той час підпис Шнорра ще не був відкритим.

У 2018 році розробники ядра Біткойн офіційно запропонували впровадити сигнатури Шнорра в мережу Біткойн.

14 листопада 2021 року, Біткойн завершив оновлення Taproot, Schnorr-підписи офіційно були інтегровані в мережу Біткойн, відкривши еру децентралізованих мультипідписів. Оновлення Taproot також ввело MAST (мерклівське абстрактне синтаксичне дерево), що надало Біткойну функції, подібні до смарт-контрактів.

Комбінація підписів Шнорра та MAST дозволяє Біткойну управляти децентралізованими мультипідписними мережами через кодові команди, що закладає основи для розвитку другого рівня Біткойна.

Огляд рішення Taproot Consensus

Документ жовтої книги Taproot Consensus вказує на те, що через нетюрингову природу мережі Біткойн неможливо безпосередньо реалізувати рішення для розширення Layer2, подібні до Rollup в Ethereum. Тому Taproot Consensus об'єднує технологію Taproot Біткойн (Schnorr підписи та MAST), легкі вузли SPV Біткойн та механізм консенсусу BFT PoS, створюючи децентралізовану та високо узгоджену мережу Layer2.

Taproot Consensus архітектура детально

Taproot Consensus складається з трьох частин: Schnorr+MAST, Біткойн SPV та Aura+Grandpa:

1. Schnorr+MAST: реалізація децентралізованого багатопідписного управління Біткойном, яке керується консенсусом другого рівня.

2. Bitcoin SPV: реалізація синхронізації стану з Біткойн першого рівня.

3. Aura+Grandpa: універсальний алгоритм узгодження PoS з байантійською витривалістю, що забезпечує високу узгодженість вузлів мережі.

У цій системі кожен валідатор має BTC приватний ключ для Schnorr підписів. Агрегований публічний ключ, згенерований за допомогою схеми мультипідпису Musig2, формує велику MAST-дерево. Валідатори здійснюють перекази BTC та операції гравіювання на адреси порогових підписів, згенеровані MAST-деревом, реалізуючи функцію подачі даних з основної мережі BTC до другого рівня. У той же час, кожен валідатор діє як легкий вузол Bitcoin SPV, що дозволяє безпечно та без дозволу синхронізувати стан мережі BTC.

Порівняння з іншими рішеннями

Жовта книга також детально пояснює процес реалізації Musig2, а також відмінності від інших проектів BTC Layer2 (таких як Mezo). Mezo базується на протоколі tBTC, використовуючи багатопідпис для побудови мережі порогового підпису. Проте tBTC все ще потребує ручного підпису.

У порівнянні, Taproot Consensus поєднує багатопідписну мережу з механізмом консенсусу BFT PoS, що реалізує справжню децентралізацію. Цей дизайн не лише підвищує масштабованість і зручність мережі Біткойн, а й забезпечує безпеку та узгодженість другого рівня мережі.

Висновок

Документ жовтої книги Taproot Consensus демонструє повністю побудоване на рідній технології Біткойн друге рівневе рішення. Він не лише поважає і продовжує технічний напрямок Біткойн, але й поєднує інновації, які виникають внаслідок усіх попередніх оновлень Біткойн. З розвитком екосистеми Біткойн це справжнє децентралізоване друге рівневе рішення відіграватиме важливу роль у майбутньому.