Итоговая технология нативного расширения Биткойн: анализ технологии Taproot Consensus

20 мая 2024 года команда разработчиков Layer2 Биткойна официально выпустила технический справочник "Taproot Consensus: децентрализованное решение BTC Layer2". В этом справочнике подробно описывается, как реализовать Taproot Consensus и как объединить технологии, такие как подпись Шнорра, MAST и узлы SPV Биткойна, для создания полностью децентрализованного решения BTC Layer2.

Taproot Consensus является итогом интеграции оригинальных технологий масштабирования Биткойн. Он не вносит никаких изменений или дополнений в код Биткойн, а использует инновационное сочетание нескольких оригинальных технологий Биткойн, с простым подходом и изящной структурой.

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

Обзор технологического развития Биткойна

31 октября 2008 года Сатоши Накамото опубликовал статью «Биткойн: одноранговая электронная денежная система», в которой предложил полное техническое решение для Биткойна. В статье упоминается решение SPV (простая проверка платежей), которое является технологией, позволяющей проверять платежи без необходимости запуска полного узла.

3 января 2009 года родился генезис-блок Биткойна. Сатоши Накамото использовал в коде технологию подписи на эллиптической кривой (ECDSA), а не патентованную в то время технологию подписей Шнора.

В 2018 году разработчики ядра Биткойн официально предложили внедрить подпись Schnorr в сеть Биткойн.

14 ноября 2021 года Биткойн завершил обновление Taproot, официально внедрив подписи Шнорра и технологию MAST (меркле-абстрактное синтаксическое дерево). Это позволило Биткойну реализовать более сложные многофакторные подписи и функции смарт-контрактов.

Обзор решения Taproot Consensus

Решение Taproot Consensus сочетает в себе технологию Taproot Биткойна (подписи Шнорра и MAST), легкие узлы SPV Биткойна и механизм консенсуса BFT PoS, создавая децентрализованную и высокосогласованную сеть Layer2.

Данный план состоит из трех частей:

1. Schnorr+MAST: реализация децентрализованного управления многофакторной подписью Биткойн с помощью кода, а не ручной подписи.

2. Bitcoin SPV: позволяет синхронизировать и проверять транзакции Биткойн без запуска полного узла.

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

Принцип работы консенсуса Taproot

В этой системе каждый валидатор владеет BTC-ключом для подписания Шнорра. Сгенерированный с помощью схемы многофакторной подписи Musig2 агрегированный открытый ключ формирует большое дерево MAST. Валидаторы осуществляют переводы BTC и операции чеканки по адресам с пороговой подписью, созданным деревом MAST, реализуя функцию передачи данных из основной сети BTC в сеть Layer2.

В то же время каждый валидатор, выступающий в качестве легкого узла Bitcoin SPV, может безопасно и без разрешений синхронизировать состояние сети BTC. Сеть Layer2 (такая как BEVM) запускает сеть узлов Bitcoin SPV для достижения синхронизации состояния данных с первым уровнем Биткойна. Для обеспечения безопасности и надежности сети второго уровня узлы Bitcoin SPV объединяются с Aura+Grandpa, что придает им уровень безопасности на уровне BFT.

Сравнение с другими решениями BTC Layer2

В отличие от проекта Mezo, основанного на протоколе tBTC, Taproot Consensus использует более продвинутый дизайн. Mezo все еще полагается на многофакторную сеть с 9 подписями, тогда как Taproot Consensus создает высоко согласованное и безопасное децентрализованное решение для расширения Layer2, комбинируя подписи Шнорра, MAST, SPV-легкие узлы Биткойна и механизм консенсуса BFT PoS.

Это слияние не только повысило масштабируемость и доступность сети Биткойн, но также обеспечило безопасность и согласованность сети Layer2.

Заключение

Taproot Consensus представляет собой полностью основанное на оригинальных технологиях Биткойна вторичное решение. Оно уважает и наследует технологическое направление Биткойна, в то же время сочетая новые технологии, привнесенные обновлениями Биткойна, для инноваций, представляя собой синтез оригинальных технологий расширения Биткойна.

С развитием экосистемы Биткойн настоящие децентрализованные решения второго уровня для Биткойн станут необходимым этапом в развитии экосистемы Биткойн, и решение Taproot Consensus, вероятно, сыграет важную роль в будущем.