La culminación de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin: Análisis de la tecnología Taproot Consensus

El 20 de mayo de 2024, el equipo de desarrollo de Bitcoin Layer2 publicó oficialmente el libro técnico titulado "Taproot Consensus: una solución BTC Layer2 descentralizada". Este libro amarillo describe en detalle la forma de implementación de Taproot Consensus, así como cómo combinar la firma Schnorr, MAST, nodos SPV de Bitcoin y otras tecnologías nativas de Bitcoin para construir una solución BTC Layer2 completamente descentralizada.

La solución de consenso Taproot es la culminación de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin. No se han realizado modificaciones ni adiciones al código de Bitcoin, sino que se ha innovado mediante una combinación de varias de las principales tecnologías nativas de Bitcoin, con un enfoque simple y una estructura ingeniosa.

Revisión del desarrollo tecnológico de Bitcoin

El 31 de octubre de 2008, Satoshi Nakamoto publicó el artículo "Bitcoin: un sistema de efectivo electrónico de igual a igual", en el que presentó la implementación técnica completa de Bitcoin. En el documento se menciona la solución SPV (verificación de pago simple), que es una tecnología que permite validar pagos sin necesidad de ejecutar un nodo completo.

El 3 de enero de 2009, nació el bloque génesis de Bitcoin. Satoshi Nakamoto utilizó la tecnología de firma de curva elíptica (ECDSA) en el código, en lugar de la tecnología de firma de Schnorr que aún estaba protegida por patentes en ese momento.

En 2018, los desarrolladores principales de Bitcoin propusieron oficialmente la introducción de las firmas Schnorr en la red de Bitcoin.

El 14 de noviembre de 2021, Bitcoin completó la actualización Taproot, introduciendo oficialmente la firma Schnorr y la tecnología MAST (Árbol de Merkle Abstracto). Esto permitió a Bitcoin implementar funciones más complejas de múltiples firmas y contratos inteligentes.

Resumen del plan de consenso Taproot

La solución Taproot Consensus combina la tecnología Taproot de Bitcoin (firmas Schnorr y MAST), nodos ligeros SPV de Bitcoin y un mecanismo de consenso BFT PoS, construyendo una red Layer2 descentralizada y altamente coherente.

El plan consta de tres partes:

1. Schnorr+MAST: lograr la gestión descentralizada de firmas múltiples de Bitcoin, impulsada por código en lugar de firmas manuales.

2. Bitcoin SPV: permite sincronizar y verificar transacciones de Bitcoin sin necesidad de ejecutar un nodo completo.

3. Aura+Grandpa: un protocolo de consenso BFT PoS genérico que garantiza una alta consistencia entre los nodos de la red.

Funcionamiento del consenso Taproot

En este sistema, cada validador posee una clave privada de BTC para la firma de Schnorr. La clave pública agregada generada mediante el esquema de firma múltiple Musig2 forma un gran árbol MAST. Los validadores realizan transferencias de BTC y operaciones de grabado a la dirección de firma umbral generada por el árbol MAST, logrando así la función de enviar datos de la red principal de BTC a la red Layer2.

Al mismo tiempo, cada validador actúa como un nodo ligero SPV de Bitcoin, pudiendo sincronizar de manera segura y sin permisos el estado de la red BTC. Las redes de Layer2 (como BEVM) operan una red de nodos SPV de Bitcoin, logrando la sincronización del estado de datos con la capa de Bitcoin. Para asegurar la seguridad y confiabilidad de la red de segunda capa, se fusiona la red de nodos SPV de Bitcoin con Aura+Grandpa, dotándola de un nivel de seguridad en el consenso BFT.

Comparación con otras soluciones BTC Layer2

En comparación con el proyecto Mezo basado en el protocolo tBTC, Taproot Consensus adopta un diseño más avanzado. Mezo todavía depende de una red de múltiples firmas con 9 personas, mientras que Taproot Consensus construye una solución de escalado descentralizada de Layer2 con alta consistencia y seguridad al combinar firmas Schnorr, MAST, nodos ligeros SPV de Bitcoin y el mecanismo de consenso BFT PoS.

Esta fusión no solo mejora la escalabilidad y la usabilidad de la red Bitcoin, sino que también asegura la seguridad y la coherencia de la red Layer2.

Conclusión

El plan de consenso Taproot presenta una solución de segunda capa completamente construida sobre la tecnología nativa de Bitcoin. Respeta y hereda la dirección técnica de Bitcoin, al mismo tiempo que combina las nuevas tecnologías que trae la actualización de Bitcoin para innovar, representando la culminación de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin.

Con el continuo desarrollo del ecosistema Bitcoin, las verdaderas soluciones de segunda capa descentralizadas de Bitcoin se convertirán en un camino necesario para el desarrollo del ecosistema Bitcoin, y soluciones como Taproot Consensus tienen la esperanza de jugar un papel importante en el futuro.