La obra maestra de la tecnología nativa de Bitcoin: un análisis profundo de la tecnología Taproot Consensus
El 20 de mayo de 2024, un equipo de desarrollo de Bitcoin Layer2 lanzó el libro blanco técnico titulado "Taproot Consensus: una solución BTC Layer2 descentralizada". Este documento detalla la forma de implementación de Taproot Consensus y cómo combinar tecnologías nativas de Bitcoin como las firmas Schnorr, MAST y nodos SPV de Bitcoin para construir una solución BTC Layer2 completamente descentralizada.
Al leer el texto completo, no es difícil darse cuenta de que la solución Taproot Consensus es la culminación de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin. No se han realizado modificaciones al código de Bitcoin, sino que se han combinado de manera ingeniosa varias de las tecnologías centrales de Bitcoin, con una idea clara y una estructura ingeniosa.
Antes de profundizar en el libro amarillo, es necesario repasar la evolución tecnológica de Bitcoin, lo que ayuda a entender cómo se formó gradualmente el Consenso Taproot a partir de la evolución de Bitcoin.
Uno, hitos en el desarrollo de la tecnología Bitcoin
El 31 de octubre de 2008, Satoshi Nakamoto publicó el documento "Bitcoin: un sistema de efectivo electrónico de igual a igual", en el que presentó oficialmente el plan técnico completo para Bitcoin. El capítulo ocho del documento menciona la solución SPV (Simple Payment Verification), es decir, la verificación de pagos simple, que es un método técnico que permite verificar pagos sin necesidad de ejecutar un nodo completo de Bitcoin, solo conservando la cabecera del bloque.
El 3 de enero de 2009, Satoshi Nakamoto minó el bloque génesis en un pequeño servidor en Helsinki, marcando el nacimiento oficial de Bitcoin. Es notable que el código inicial de Bitcoin utilizó la tecnología de firma de curva elíptica (ECDSA), en lugar de la tecnología de firma de Schnorr, que es más adecuada para Bitcoin. Esto se debe a que en ese momento la firma de Schnorr no había sido de código abierto y aún estaba bajo protección de patente.
En 2018, tras años de validaciones repetidas, los desarrolladores principales de Bitcoin propusieron oficialmente el BIP, sugiriendo la incorporación de firmas Schnorr en la red Bitcoin.
El 14 de noviembre de 2021, Bitcoin completó la actualización Taproot, y las firmas Schnorr fueron oficialmente incorporadas a la red de Bitcoin, abriendo una nueva era de firmas múltiples descentralizadas. Además de las firmas Schnorr, la actualización Taproot también introdujo MAST (Árboles de Sintaxis Abstracta Merkelizados), que es una tecnología que permite a Bitcoin tener funciones similares a contratos inteligentes.
La firma Schnorr puede expandir las direcciones de múltiples firmas de Bitcoin a más de 1000, y MAST puede impulsar las direcciones de firmas Schnorr para múltiples firmas a través de programas de Bitcoin. Por lo tanto, la firma Schnorr combinada con MAST puede lograr una red de múltiples firmas descentralizada de Bitcoin que no requiere firmas manuales, sino que es impulsada por instrucciones de código de Bitcoin.
Esto significa que Bitcoin puede superar una capa de limitaciones de manera desintermediada, implementando escenarios de negocios más complejos y ricos en la segunda capa. La solución Taproot Consensus es la culminación de 13 años de iteraciones tecnológicas de Bitcoin desde 2008 hasta 2021.
Dos, Resumen de la solución de consenso Taproot
El libro blanco de la tecnología Taproot Consensus señala al inicio: la naturaleza no Turing completa de la red Bitcoin limita su capacidad para implementar directamente soluciones de escalado de Layer2 similares a los Rollups de Ethereum. La capa de contratos de script de la red Bitcoin solo puede realizar operaciones de transferencia simples, y no puede soportar funciones de contratos inteligentes más complejas. Por lo tanto, construir soluciones de escalado de Layer2 únicamente desde la perspectiva de los scripts de Bitcoin no es viable.
Esta descripción resume de manera concisa la no completitud de Turing de la red Bitcoin, así como la limitación de que los contratos de script de Bitcoin solo pueden ejecutar operaciones de transferencia. Por lo tanto, la dirección correcta para la expansión de Bitcoin no es hacer cambios en una red de primer nivel, sino aprovechar las capacidades existentes de Bitcoin para construir una solución de escalado de segundo nivel completamente descentralizada.
Taproot Consensus es la fusión de la tecnología Taproot de Bitcoin (firmas Schnorr y MAST), nodos ligeros SPV de Bitcoin y el mecanismo de consenso BFT PoS, que construye una red Layer2 descentralizada y altamente consistente.
Tres, explicación detallada de la arquitectura del consenso Taproot
El Consenso Taproot está compuesto en total por tres partes: Schnorr+Mast, Bitcoin SPV y Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast, utilizando estas dos tecnologías nativas que trae la actualización de Taproot de Bitcoin, puede lograr la gestión descentralizada de múltiples firmas de Bitcoin, sin necesidad de firmas manuales, sino utilizando el código de Bitcoin para impulsarlo.
Estos códigos son impulsados por el consenso alcanzado a través de la red de segunda capa. Cómo la red de segunda capa alcanza consenso y cómo ese consenso se sincroniza con el estado de la primera capa de Bitcoin, esa es la función del consenso Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Bitcoin SPV es un método de verificación de pagos simples propuesto por Satoshi Nakamoto, que permite sincronizar y verificar transacciones de Bitcoin sin necesidad de ejecutar un nodo completo. Esta característica permite que el Consenso Taproot pueda sincronizar el estado de BTC en un entorno completamente descentralizado, sin necesidad de permisos.
Aura+Grandpa es un protocolo de consenso PoS avanzado que implementa la tolerancia a fallos bizantinos, asegurando una alta consistencia entre los nodos de la red a través de un protocolo distribuido.
El principio de funcionamiento de Taproot Consensus se puede resumir en tres partes: en el sistema, cada validador posee una clave privada de BTC para la firma Schnorr. A través del esquema de firma múltiple Musig2, se genera una clave pública agregada Pagg, formando un gran árbol MAST. Una vez generado el valor hash raíz del árbol MAST, los validadores realizan transferencias de BTC y operaciones de grabado hacia la dirección de firma umbral generada por el árbol MAST, logrando la función de enviar datos de la red principal de BTC a la red de segunda capa. 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.
En resumen, el consenso Taproot utiliza Schnorr+Mast en la capa de Bitcoin para construir una gestión descentralizada de múltiples firmas de BTC, mientras que la segunda capa ejecuta una red de nodos SPV de Bitcoin, que pueden sincronizar el estado de los datos de la capa de Bitcoin. Para garantizar la seguridad y confiabilidad de la red de la segunda capa, se integra la red de nodos SPV de Bitcoin con Aura+Grandpa, proporcionando a la red de nodos SPV de Bitcoin un nivel de seguridad en el ámbito del consenso BFT. No son ciertos múltiples firmantes quienes gestionan los activos de la segunda capa, sino que se basa en el consenso BFT para impulsar, logrando así una verdadera descentralización.
Cuatro, otros detalles técnicos del libro amarillo
Además del marco técnico mencionado, el libro blanco de Taproot Consensus explica en detalle los aspectos de implementación de la firma Schnorr, MAST, nodos ligeros PSV de Bitcoin, Aura+Grandpa, entre otras tecnologías. Para aquellos que desean aprender y conocer las últimas tecnologías de Bitcoin, este libro blanco es un material de estudio muy completo y detallado.
El libro amarillo también explica en detalle el proceso de implementación de Musig2, así como las diferencias con los conocidos proyectos de BTC Layer2. La estructura técnica subyacente de ciertos proyectos se basa en el protocolo tBTC, utilizando firmas múltiples de Bitcoin para construir una red de firmas umbral. Sin embargo, esta sigue siendo una red de firmantes múltiples que requiere firmas manuales. Para lograr realmente un sistema que no dependa de personas, sino que esté impulsado por consenso, es necesario combinar la red de firmas múltiples con el mecanismo de consenso BFT PoS.
El esquema de consenso Taproot adopta este diseño más avanzado. Al combinar firmas Schnorr, MAST, nodos ligeros SPV de Bitcoin y los mecanismos de consenso tolerante a fallos bizantinos Aura y Grandpa, se construye una solución de escalado descentralizada de Layer2 altamente consistente y segura. Esta fusión no solo mejora la escalabilidad y la usabilidad de la red Bitcoin, sino que también asegura la seguridad y la consistencia de la red de segunda capa.
Resumen
Este libro blanco técnico describe de manera sistemática y completa el plan de implementación y los detalles técnicos del Consenso Taproot, mostrando una solución de segunda capa construida completamente sobre la tecnología nativa de Bitcoin.
Taproot Consensus no solo respeta y hereda la dirección técnica original de Bitcoin, sino que también combina la tecnología traída por las actualizaciones de Bitcoin a lo largo del tiempo para una innovación compuesta, siendo una obra maestra de la verdadera tecnología de expansión nativa de Bitcoin.
Con el continuo desarrollo del ecosistema Bitcoin, las personas comenzarán a darse cuenta de que una verdadera solución de segunda capa descentralizada para Bitcoin es el camino inevitable para el desarrollo del ecosistema Bitcoin, y soluciones como Taproot Consensus brillarán en el futuro.
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FOMOSapien
· 07-27 23:47
¡La tecnología de Bitcoin avanza a pasos agigantados!
Taproot Consensus: la obra maestra de la tecnología nativa de Bitcoin
La obra maestra de la tecnología nativa de Bitcoin: un análisis profundo de la tecnología Taproot Consensus
El 20 de mayo de 2024, un equipo de desarrollo de Bitcoin Layer2 lanzó el libro blanco técnico titulado "Taproot Consensus: una solución BTC Layer2 descentralizada". Este documento detalla la forma de implementación de Taproot Consensus y cómo combinar tecnologías nativas de Bitcoin como las firmas Schnorr, MAST y nodos SPV de Bitcoin para construir una solución BTC Layer2 completamente descentralizada.
Al leer el texto completo, no es difícil darse cuenta de que la solución Taproot Consensus es la culminación de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin. No se han realizado modificaciones al código de Bitcoin, sino que se han combinado de manera ingeniosa varias de las tecnologías centrales de Bitcoin, con una idea clara y una estructura ingeniosa.
Antes de profundizar en el libro amarillo, es necesario repasar la evolución tecnológica de Bitcoin, lo que ayuda a entender cómo se formó gradualmente el Consenso Taproot a partir de la evolución de Bitcoin.
Uno, hitos en el desarrollo de la tecnología Bitcoin
El 31 de octubre de 2008, Satoshi Nakamoto publicó el documento "Bitcoin: un sistema de efectivo electrónico de igual a igual", en el que presentó oficialmente el plan técnico completo para Bitcoin. El capítulo ocho del documento menciona la solución SPV (Simple Payment Verification), es decir, la verificación de pagos simple, que es un método técnico que permite verificar pagos sin necesidad de ejecutar un nodo completo de Bitcoin, solo conservando la cabecera del bloque.
El 3 de enero de 2009, Satoshi Nakamoto minó el bloque génesis en un pequeño servidor en Helsinki, marcando el nacimiento oficial de Bitcoin. Es notable que el código inicial de Bitcoin utilizó la tecnología de firma de curva elíptica (ECDSA), en lugar de la tecnología de firma de Schnorr, que es más adecuada para Bitcoin. Esto se debe a que en ese momento la firma de Schnorr no había sido de código abierto y aún estaba bajo protección de patente.
En 2018, tras años de validaciones repetidas, los desarrolladores principales de Bitcoin propusieron oficialmente el BIP, sugiriendo la incorporación de firmas Schnorr en la red Bitcoin.
El 14 de noviembre de 2021, Bitcoin completó la actualización Taproot, y las firmas Schnorr fueron oficialmente incorporadas a la red de Bitcoin, abriendo una nueva era de firmas múltiples descentralizadas. Además de las firmas Schnorr, la actualización Taproot también introdujo MAST (Árboles de Sintaxis Abstracta Merkelizados), que es una tecnología que permite a Bitcoin tener funciones similares a contratos inteligentes.
La firma Schnorr puede expandir las direcciones de múltiples firmas de Bitcoin a más de 1000, y MAST puede impulsar las direcciones de firmas Schnorr para múltiples firmas a través de programas de Bitcoin. Por lo tanto, la firma Schnorr combinada con MAST puede lograr una red de múltiples firmas descentralizada de Bitcoin que no requiere firmas manuales, sino que es impulsada por instrucciones de código de Bitcoin.
Esto significa que Bitcoin puede superar una capa de limitaciones de manera desintermediada, implementando escenarios de negocios más complejos y ricos en la segunda capa. La solución Taproot Consensus es la culminación de 13 años de iteraciones tecnológicas de Bitcoin desde 2008 hasta 2021.
Dos, Resumen de la solución de consenso Taproot
El libro blanco de la tecnología Taproot Consensus señala al inicio: la naturaleza no Turing completa de la red Bitcoin limita su capacidad para implementar directamente soluciones de escalado de Layer2 similares a los Rollups de Ethereum. La capa de contratos de script de la red Bitcoin solo puede realizar operaciones de transferencia simples, y no puede soportar funciones de contratos inteligentes más complejas. Por lo tanto, construir soluciones de escalado de Layer2 únicamente desde la perspectiva de los scripts de Bitcoin no es viable.
Esta descripción resume de manera concisa la no completitud de Turing de la red Bitcoin, así como la limitación de que los contratos de script de Bitcoin solo pueden ejecutar operaciones de transferencia. Por lo tanto, la dirección correcta para la expansión de Bitcoin no es hacer cambios en una red de primer nivel, sino aprovechar las capacidades existentes de Bitcoin para construir una solución de escalado de segundo nivel completamente descentralizada.
Taproot Consensus es la fusión de la tecnología Taproot de Bitcoin (firmas Schnorr y MAST), nodos ligeros SPV de Bitcoin y el mecanismo de consenso BFT PoS, que construye una red Layer2 descentralizada y altamente consistente.
Tres, explicación detallada de la arquitectura del consenso Taproot
El Consenso Taproot está compuesto en total por tres partes: Schnorr+Mast, Bitcoin SPV y Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast, utilizando estas dos tecnologías nativas que trae la actualización de Taproot de Bitcoin, puede lograr la gestión descentralizada de múltiples firmas de Bitcoin, sin necesidad de firmas manuales, sino utilizando el código de Bitcoin para impulsarlo.
Estos códigos son impulsados por el consenso alcanzado a través de la red de segunda capa. Cómo la red de segunda capa alcanza consenso y cómo ese consenso se sincroniza con el estado de la primera capa de Bitcoin, esa es la función del consenso Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Bitcoin SPV es un método de verificación de pagos simples propuesto por Satoshi Nakamoto, que permite sincronizar y verificar transacciones de Bitcoin sin necesidad de ejecutar un nodo completo. Esta característica permite que el Consenso Taproot pueda sincronizar el estado de BTC en un entorno completamente descentralizado, sin necesidad de permisos.
Aura+Grandpa es un protocolo de consenso PoS avanzado que implementa la tolerancia a fallos bizantinos, asegurando una alta consistencia entre los nodos de la red a través de un protocolo distribuido.
El principio de funcionamiento de Taproot Consensus se puede resumir en tres partes: en el sistema, cada validador posee una clave privada de BTC para la firma Schnorr. A través del esquema de firma múltiple Musig2, se genera una clave pública agregada Pagg, formando un gran árbol MAST. Una vez generado el valor hash raíz del árbol MAST, los validadores realizan transferencias de BTC y operaciones de grabado hacia la dirección de firma umbral generada por el árbol MAST, logrando la función de enviar datos de la red principal de BTC a la red de segunda capa. 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.
En resumen, el consenso Taproot utiliza Schnorr+Mast en la capa de Bitcoin para construir una gestión descentralizada de múltiples firmas de BTC, mientras que la segunda capa ejecuta una red de nodos SPV de Bitcoin, que pueden sincronizar el estado de los datos de la capa de Bitcoin. Para garantizar la seguridad y confiabilidad de la red de la segunda capa, se integra la red de nodos SPV de Bitcoin con Aura+Grandpa, proporcionando a la red de nodos SPV de Bitcoin un nivel de seguridad en el ámbito del consenso BFT. No son ciertos múltiples firmantes quienes gestionan los activos de la segunda capa, sino que se basa en el consenso BFT para impulsar, logrando así una verdadera descentralización.
Cuatro, otros detalles técnicos del libro amarillo
Además del marco técnico mencionado, el libro blanco de Taproot Consensus explica en detalle los aspectos de implementación de la firma Schnorr, MAST, nodos ligeros PSV de Bitcoin, Aura+Grandpa, entre otras tecnologías. Para aquellos que desean aprender y conocer las últimas tecnologías de Bitcoin, este libro blanco es un material de estudio muy completo y detallado.
El libro amarillo también explica en detalle el proceso de implementación de Musig2, así como las diferencias con los conocidos proyectos de BTC Layer2. La estructura técnica subyacente de ciertos proyectos se basa en el protocolo tBTC, utilizando firmas múltiples de Bitcoin para construir una red de firmas umbral. Sin embargo, esta sigue siendo una red de firmantes múltiples que requiere firmas manuales. Para lograr realmente un sistema que no dependa de personas, sino que esté impulsado por consenso, es necesario combinar la red de firmas múltiples con el mecanismo de consenso BFT PoS.
El esquema de consenso Taproot adopta este diseño más avanzado. Al combinar firmas Schnorr, MAST, nodos ligeros SPV de Bitcoin y los mecanismos de consenso tolerante a fallos bizantinos Aura y Grandpa, se construye una solución de escalado descentralizada de Layer2 altamente consistente y segura. Esta fusión no solo mejora la escalabilidad y la usabilidad de la red Bitcoin, sino que también asegura la seguridad y la consistencia de la red de segunda capa.
Resumen
Este libro blanco técnico describe de manera sistemática y completa el plan de implementación y los detalles técnicos del Consenso Taproot, mostrando una solución de segunda capa construida completamente sobre la tecnología nativa de Bitcoin.
Taproot Consensus no solo respeta y hereda la dirección técnica original de Bitcoin, sino que también combina la tecnología traída por las actualizaciones de Bitcoin a lo largo del tiempo para una innovación compuesta, siendo una obra maestra de la verdadera tecnología de expansión nativa de Bitcoin.
Con el continuo desarrollo del ecosistema Bitcoin, las personas comenzarán a darse cuenta de que una verdadera solución de segunda capa descentralizada para Bitcoin es el camino inevitable para el desarrollo del ecosistema Bitcoin, y soluciones como Taproot Consensus brillarán en el futuro.