Універсальна технологія розширення Біткойн: Аналіз технології Taproot Consensus

20 травня 2024 року команда розробників Layer2 Біткойн офіційно представила технічний жовтий документ "Taproot Consensus: децентралізоване рішення BTC Layer2". У цьому жовтому документі детально описано, як реалізувати Taproot Consensus, а також як поєднати підписи Шнорра, MAST, SPV-узли Біткойн та інші рідні технології Біткойн для побудови повністю децентралізованого рішення BTC Layer2.

Taproot Consensus є зібранням основних технологій розширення Біткойн. Він не вносить жодних змін або доповнень до коду Біткойн, а натомість повністю використовує кілька основних технологій Біткойн для інноваційного поєднання, з простим підходом та вишуканою структурою.

Біткойн технологічний розвиток огляд

31 жовтня 2008 року, Сатоші Накамото опублікував статтю «Біткойн: електронна грошова система рівноправних учасників», в якій було запропоновано повний технічний спосіб реалізації Біткойну. У статті згадувалося рішення SPV (проста верифікація платежів), яке є технологією, що дозволяє перевіряти платежі без необхідності запуску повного вузла.

3 січня 2009 року народився генезис-блок Біткойна. Сатоші Накамото використав у коді технологію підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA), а не технологію підпису Шнорра, яка на той час ще була під патентом.

У 2018 році основні розробники Біткойн офіційно висунули пропозицію про впровадження підписів Schnorr у мережу Біткойн.

14 листопада 2021 року Біткойн завершив оновлення Taproot, офіційно впровадивши технології Schnorr-підписів та MAST (мерклева абстрактна синтаксична деревина). Це дозволило Біткойну реалізувати більш складні функції мультипідпису та смарт-контрактів.

Огляд рішення Taproot Consensus

Taproot Consensus пропозиція поєднує технологію Taproot Біткойна (Schnorr-підписи та MAST), легкі вузли SPV Біткойна та механізм узгодження BFT PoS, створюючи децентралізовану та високосумісну Layer2 мережу.

Ця схема складається з трьох частин:

1. Schnorr+MAST: реалізація децентралізованого управління мультипідписами Біткойн, що керується кодом, а не ручними підписами.

2. Bitcoin SPV: дозволяє синхронізувати та перевіряти Біткойн-транзакції без запуску повного вузла.

3. Aura+Grandpa: універсальний протокол консенсусу BFT PoS, який забезпечує високу узгодженість мережевих вузлів.

Принцип роботи Taproot Consensus

У цій системі кожен валідатор має BTC приватний ключ, що використовується для підпису Шнорра. Агриговане публічне ключ, створене за допомогою схеми мультипідпису Musig2, формує великий MAST-дерево. Валідатори реалізують функцію подання даних з основної мережі BTC до Layer2 мережі шляхом переказу BTC та виконання операцій гравіювання на адресах порогових підписів, згенерованих MAST-деревом.

Водночас, кожен валідатор як Bitcoin SPV легкий вузол може безпечно та без дозволу синхронізувати стан мережі BTC. Мережа Layer2 (така як BEVM) працює з мережею Bitcoin SPV вузлів, забезпечуючи синхронізацію даних з першим шаром Біткойна. Щоб забезпечити безпеку та надійність мережі другого шару, мережа Bitcoin SPV вузлів інтегрується з Aura+Grandpa, надаючи їй рівень безпеки на рівні BFT консенсусу.

Порівняння з іншими рішеннями BTC Layer2

На відміну від проекту Mezo, який базується на протоколі tBTC, Taproot Consensus використовує більш просунутий дизайн. Mezo все ще покладається на мережу мультипідписів з 9 учасниками, тоді як Taproot Consensus, об'єднавши підписи Шнорра, MAST, SPV-легкі вузли Біткойна та механізм консенсусу BFT PoS, створив високоузгоджену та безпечну децентралізовану розширену Layer2-архітектуру.

Ця інтеграція не лише підвищує масштабованість і доступність мережі Біткойн, а й забезпечує безпеку та узгодженість мережі Layer2.

Висновок

Taproot Consensus пропонує повністю другий рівень рішення, побудоване на рідній технології Біткойн. Воно поважає і успадковує технічний напрямок Біткойн, одночасно поєднуючи нові технології, які виникли внаслідок оновлення Біткойн, для інновацій, що представляє собою вершину рідної технології розширення Біткойн.

З розвитком екосистеми Біткойн справжні децентралізовані рішення другого рівня для Біткойн стануть неминучим шляхом розвитку екосистеми Біткойн, а рішення Taproot Consensus має потенціал відігравати важливу роль у майбутньому.