Bitcoin'in yerel genişleme teknolojisinin zirvesi: Taproot Konsensüs Teknolojisi Analizi

20 Mayıs 2024'te, BEVM ekibi "Taproot Konsensüsü: Merkeziyetsiz bir BTC Layer2 çözümü" teknik sarı kitabını yayınladı. Bu sarı kitap, Taproot Konsensüsü'nün nasıl uygulanacağını ve Schnorr imzaları, MAST, Bitcoin SPV düğümleri gibi Bitcoin'in yerel teknolojileri ile tamamen merkeziyetsiz bir BTC Layer2 çözümü nasıl inşa edileceğini ayrıntılı bir şekilde açıklamaktadır.

Taproot Konsensüsü, Bitcoin'in yerel genişleme teknolojisinin zirve noktasıdır. Bitcoin kodunda herhangi bir değişiklik yapılmadan, Bitcoin'in birçok yerel teknolojisi ustaca bir araya getirilmiştir; düşünce yapısı sade, yapı ise zekice tasarlanmıştır. Taproot Konsensüsü'nün evrim sürecini daha iyi anlamak için, Bitcoin'in teknik gelişim tarihini gözden geçirmek önemlidir.

Bitcoin teknik gelişim kilometre taşı

31 Ekim 2008'de Satoshi Nakamoto, "Bitcoin: Eşler Arası Elektronik Nakit Sistemi" başlıklı makaleyi yayımladı ve Bitcoin'in tam teknik uygulama planını ilk kez sundu. Makalenin sekizinci bölümü, SPV (Basit Ödeme Doğrulama) teknolojisini tanıtmaktadır; bu yöntem, tam düğüm çalıştırmadan, yalnızca blok başlıklarını saklayarak ödemeleri doğrulamanıza olanak tanır.

3 Ocak 2009'da, Satoshi Nakamoto Helsinki'deki bir sunucuda Genesis bloğunu madencilik yaptı ve Bitcoin'in resmi olarak doğuşunu simgeledi. Dikkate değer olan, Bitcoin'in başlangıçta daha uygun olan Schnorr imza teknolojisi yerine eliptik eğri imza teknolojisi (ECDSA) kullandığıdır. Bunun nedeni, o zamanlar Schnorr imzasının henüz açık kaynak olmaması ve hala patent koruma süresi içinde olmasıdır.

Schnorr imzası, eliptik eğri imzasının tüm işlevlerini ve güvenlik varsayımlarını korurken, Bitcoin'in en fazla 15 katmanlı çoklu imza sınırlamasını aşarak 1000'den fazla adresin Bitcoin'i ortak yönetmesini sağlar ve imza hızını etkilemez.

2018 yılında, yıllarca süren doğrulamanın ardından, Bitcoin çekirdek geliştiricileri Gregory Maxwell ve diğerleri, Schnorr imzalarını Bitcoin ağına dahil etme önerisini resmi olarak sundular.

14 Kasım 2021'de, Bitcoin Taproot yükseltmesini tamamladı ve Schnorr imzalarını resmi olarak tanıttı, merkeziyetsiz çok imzalı yeni bir çağ başlattı. Schnorr imzalarının yanı sıra, Taproot yükseltmesi MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees) teknolojisini de tanıttı ve Bitcoin'e akıllı sözleşmelere benzer işlevsellik kazandırdı.

Schnorr imzası ve MAST'ın birleşimi, Bitcoin'in program kodu ile yönlendirilen merkeziyetsiz çoklu imza ağları oluşturmasını sağladı ve Bitcoin'in ikinci katman ağı gelişimi için bir temel oluşturdu.

Taproot Konsensüs Çözümü Genel Bakış

Taproot Konsensüs teknolojisi sarı kitabı, Bitcoin ağının Turing tamamlayıcı olmayan doğasının, Ethereum Rollup gibi Layer2 genişleme çözümlerinin doğrudan uygulanmasını sınırladığını belirtmektedir. Bitcoin ağının script sözleşme katmanı yalnızca basit transfer işlemleri gerçekleştirebilir ve karmaşık akıllı sözleşme işlevlerini destekleyemez. Bu nedenle, yalnızca Bitcoin script katmanından Layer2 genişleme çözümleri inşa etmek mümkün değildir.

Taproot Konsensüs çözümü, Bitcoin'in Taproot teknolojisini (Schnorr imzası ve MAST), Bitcoin SPV hafif düğümleri ve BFT PoS konsensüs mekanizmasını bir araya getirerek, merkeziyetsiz ve yüksek tutarlılığa sahip bir Layer2 ağı inşa etmiştir.

Taproot Konsensüs Yapısı Detaylı Açıklama

Taproot Konsensüsü, Schnorr+Mast, Bitcoin SPV ve Aura+Grandpa'dan oluşmaktadır.

Schnorr+Mast, Bitcoin Taproot güncellemesinin getirdiği yerel teknolojiyi kullanarak, Bitcoin'in merkeziyetsiz çoklu imza yönetimini sağlar ve bu, kodla yönlendirilerek, manuel imza yerine geçer.

Bitcoin SPV, Satoshi Nakamoto tarafından önerilen basit ödeme doğrulama yöntemidir; tam düğüm çalıştırmaya gerek kalmadan Bitcoin işlemlerini senkronize edip doğrulamayı sağlar. Bu, Taproot Konsensüsü'nün tamamen merkeziyetsiz bir ortamda, izin olmaksızın BTC durumunu senkronize etmesine olanak tanır.

Aura+Grandpa, ağ düğümlerinin yüksek tutarlılığını sağlamak için genel bir Bizans hata toleransı yüksek PoS konsensüs protokolüdür.

Taproot Konsensüsü'nün çalışma prensibi aşağıdaki gibidir:

BEVM sisteminde, her doğrulayıcı Schnorr imzası için BTC özel anahtarını taşır. Musig2 çoklu imza şemasından üretilen birleşik kamu anahtarı Pagg, büyük bir MAST ağacı oluşturur. Doğrulayıcılar, MAST ağacında oluşturulan eşik imza adresine BTC transferi ve kazıma işlemleri yaparak BTC ana ağından BEVM ağına veri gönderme işlevini gerçekleştirir. Aynı zamanda, her doğrulayıcı Bitcoin SPV hafif düğümü olarak, BTC ağ durumunu güvenli ve izinsiz bir şekilde senkronize edebilir.

Kısacası, Taproot Konsensüsü, Bitcoin'in birinci katmanında Schnorr+Mast kullanarak merkeziyetsiz BTC çoklu imza yönetimi oluşturur, ikinci katmanda Bitcoin SPV düğüm ağı çalıştırır. BEVM örneğinde, BEVM ikinci katman ağı tamamen Bitcoin SPV düğümleriyle çalışır ve Bitcoin'in birinci katmanındaki veri durumunu senkronize edebilir. BEVM, Bitcoin SPV düğüm ağını Aura+Grandpa ile birleştirerek, BFT konsensüs düzeyinde güvenlik seviyesi sağlar ve gerçek bir merkeziyetsizlik gerçekleştirir.

Teknik Detaylar ve Yenilikler

Taproot Konsensüs Sarı Kitabı, Schnorr imzaları, MAST, Bitcoin PSV hafif düğümleri, Aura+Grandpa gibi teknolojilerin uygulama detaylarını ve Musig2'nin uygulama sürecini de ayrıntılı bir şekilde açıklamaktadır.

Sarı kitap ayrıca ünlü BTC Layer2 projesi Mezo ile Taproot Konsensüsü arasındaki farkları karşılaştırdı. Mezo, tBTC protokolüne dayanıyor ve Bitcoin çoklu imza ile eşik imza ağı inşa ediyor. Ancak tBTC, hala 9 kişinin imzasını gerektiren çoklu imzacı ağa ihtiyaç duyarken, Taproot Konsensüsü çoklu imza ağını BFT PoS konsensüs mekanizması ile birleştirerek gerçek bir merkeziyetsizlik sağlıyor.

Özet

BEVM ekibinin teknik sarı kitabı, Taproot Konsensüsü'nün uygulanabilirliği ve teknik detaylarını kapsamlı bir şekilde açıklamakta ve tamamen Bitcoin'in yerel teknolojisine dayanan bir ikinci katman çözümünü sergilemektedir. Taproot Konsensüsü, sadece Bitcoin'in teknik yönünü miras almakla kalmayıp, aynı zamanda Bitcoin'in geçmişteki güncellemelerinden gelen teknolojileri yenilikçi bir şekilde bir araya getirerek Bitcoin'in yerel genişletme teknolojisinin bir başyapıtıdır.

Bitcoin ekosisteminin gelişimiyle birlikte, gerçek anlamda merkeziyetsiz Bitcoin ikinci katman çözümleri kaçınılmaz bir eğilim haline gelecektir. Taproot Consensus gibi çözümler gelecekte büyük bir parıltı göstermesi beklenmektedir.