Біткойн оригінальна технологія: глибокий аналіз технології Taproot Consensus технічного документа
20 травня 2024 року команда розробників Layer2 для Біткойна опублікувала технічний довідник "Taproot Consensus: децентралізоване рішення BTC Layer2". Цей документ детально описує спосіб реалізації Taproot Consensus, а також як поєднати підписи Шнорра, MAST, SPV-узли Біткойна та інші рідні технології Біткойна для створення повністю децентралізованого рішення BTC Layer2.
Прочитавши весь текст, не складно помітити, що рішення Taproot Consensus є кульмінацією рідної технології розширення Біткойна. Воно не вносить жодних змін до коду Біткойна, а хитро поєднує кілька ключових технологій Біткойна, має чітку концепцію та витончену структуру.
Перед тим як заглибитися в обговорення жовтої книги, нам необхідно ознайомитися з технічним розвитком Біткойна, що допоможе зрозуміти, як Taproot Consensus поступово сформувався з еволюційної лінії Біткойна.
Один. Технологічні досягнення Біткойна
31 жовтня 2008 року Сатоші Накамото опублікував статтю «Біткойн: одноранговий електронний грошовий система», в якій офіційно запропонував повний технічний план реалізації Біткойну. У восьмому розділі статті згадується рішення SPV (Simple Payment Verification), тобто просте підтвердження платежів, яке є технологічним засобом, що дозволяє перевіряти платежі без необхідності запуску повного вузла Біткойн, зберігаючи лише заголовок блоку.
3 січня 2009 року Сатоші Накамото видобув генезис-блок на маленькому сервері в Гельсінкі, що ознаменувало офіційне народження Біткойна. Варто зазначити, що початковий код Біткойна використовував технологію підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA), а не більш відповідну для Біткойна технологію підпису Шнорра. Це сталося тому, що на той момент технологія підпису Шнорра ще не була опублікована, вона все ще знаходилася під патентом.
2018 року, після багаторічних перевірок, розробники ядра Біткойн офіційно запропонували BIP, що рекомендує ввести підписи Шнорра в мережу Біткойн.
14 листопада 2021 року Біткойн завершив оновлення Taproot, Schnorr-підписи офіційно були інтегровані в мережу Біткойн, відкриваючи нову еру децентралізованих мультипідписів. Окрім Schnorr-підписів, оновлення Taproot також впровадило MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), тобто меркле-абстрактні синтаксичні дерева, що є технологією, яка надає Біткойну функції, подібні до смарт-контрактів.
Підписи Шнорра можуть розширити мультипідписні адреси Біткойна до 1000+, а MAST може керувати адресами підписів Шнорра для мультипідпису через програми Біткойна. Таким чином, комбінація підписів Шнорра та MAST дозволяє реалізувати децентралізовану мережу мультипідпису Біткойна, яка не потребує ручного підпису, а управляється інструкціями коду Біткойна.
Це означає, що Біткойн може в бездоверчий спосіб подолати один рівень обмежень і реалізувати більш складні та різноманітні бізнес-сценарії на другому рівні. А рішення Taproot Consensus є підсумком технічної еволюції Біткойна за 13 років з 2008 по 2021.
Два, огляд рішення Taproot Consensus
У вступі до технічного білого паперу Taproot Consensus зазначається: нетурінгова природа мережі Біткойн обмежує її можливість безпосередньо реалізувати рішення розширення Layer2, подібні до Ethereum Rollup. Рівень скрипт-контрактів мережі Біткойн може виконувати лише прості операції переказу, не підтримуючи більш складні функції смарт-контрактів. Тому, виходячи лише з рівня скриптів Біткойн, побудова рішень розширення Layer2 є неможливою.
Цей опис висвітлює неповноту Біткойн-мережі за Тюрингом, а також обмеженість Біткойн-скриптових контрактів, які можуть виконувати лише операції з переказу. Отже, правильний напрямок розширення Біткойна полягає не в маніпуляціях на першому рівні мережі, а у використанні наявних можливостей Біткойна для створення повністю децентралізованого рішення другого рівня.
Taproot Consensus є об'єднанням технології Taproot Біткойну (підписи Schnorr та MAST), легких вузлів SPV Біткойну та механізму консенсусу BFT PoS, що створює децентралізовану та високо узгоджену мережу Layer2.
Три, детальний опис архітектури консенсусу Taproot
Консенсус Taproot складається з трьох частин: Schnorr+Mast, Bitcoin SPV та Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast, поєднуючи ці дві рідні технології, які приніс апгрейд Taproot Біткойна, можуть здійснити децентралізоване управління мультипідписами Біткойна без необхідності ручного підпису, а замість цього використовуючи код Біткойна для управління.
Ці коди керуються консенсусом, досягнутим другими рівнями мережі. Як другі рівні мережі досягають консенсусу та як цей консенсус реалізує синхронізацію стану з першим рівнем Біткойн, це і є роль консенсусу Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Біткойн SPV - це спосіб простого підтвердження платежів, запропонований Сатоші Накамото, який дозволяє синхронізувати та перевіряти біткойн-транзакції без необхідності запуску повного вузла. Ця характеристика дозволяє Taproot Consensus синхронізувати стан BTC у повністю децентралізованому середовищі без будь-яких дозволів.
Aura+Grandpa є вдосконаленим PoS консенсус-протоколом, що реалізує байєнтську стійкість, забезпечуючи високу узгодженість мережевих вузлів через розподілений протокол.
Принцип роботи трьох частин консенсусу Taproot можна узагальнити як: у системі кожен валідатор має BTC приватний ключ для підпису Schnorr. Через схему мультипідпису Musig2 генерується агрегований публічний ключ Pagg, що формує велику MAST-дерево. Після генерації кореневого хеш-значення MAST-дерева валідатори здійснюють переказ BTC та операції гравіювання на адреси порогового підпису, створені MAST-деревом, реалізуючи функцію подачі даних з основної мережі BTC у другий рівень. Водночас кожен валідатор виступає як легкий вузол Bitcoin SPV, що безпечно та без дозволу синхронізує стан мережі BTC.
У двох словах, Taproot Consensus використовує Schnorr+Mast для створення децентралізованого управління BTC мультипідписами на першому рівні Біткойн, а на другому рівні працює мережа вузлів Bitcoin SPV, які можуть синхронізувати стан даних першого рівня Біткойн. Для забезпечення безпеки та надійності мережі другого рівня, мережа вузлів Біткойн SPV інтегрована з Aura+Grandpa, що надає мережі Біткойн SPV рівень безпеки на рівні BFT консенсусу. Управляють активами мережі другого рівня не деякі мультипідписники, а BFT консенсус, що забезпечує справжню децентралізацію.
Чотири, Інші технічні деталі жовтої книги
Окрім вищезгаданої технічної структури, у жовтій книзі Taproot Consensus також детально пояснюються реалізації технологій, таких як підписи Шнорра, MAST, легкі вузли PSV для Біткойн, Aura+Grandpa та інші. Для тих, хто хоче вивчити та дізнатися про найновіші технології Біткойн, ця жовта книга є дуже всебічним і детальним навчальним матеріалом.
Жовта книга також детально пояснює процес реалізації Musig2 та відмінності від відомих проектів BTC Layer2. Основна технологічна структура деяких проектів основана на протоколі tBTC, що використовує Біткойн для створення мережі порогового підпису. Але це все ще мережа багатопідписів, яка потребує ручного підпису. Щоб насправді реалізувати систему, що не покладається на людей, а керується консенсусом, потрібно поєднати мережу багатопідписів з механізмом консенсусу BFT PoS.
Рішення Taproot Consensus використовує цю більш розвинену конструкцію. Поєднуючи підписи Schnorr, MAST, легкі вузли SPV Біткойн та механізми Бейзантинського узгодження Aura та Grandpa, було створено високоузгоджене та безпечне децентралізоване розширення Layer2. Це злиття не лише підвищує масштабованість і доступність мережі Біткойн, але й забезпечує безпеку та узгодженість мережі другого рівня.
Підсумок
Цей технічний жовтий документ системно та всебічно описує реалізацію Taproot Consensus та технічні деталі, демонструючи повністю побудоване на рідних технологіях Біткойн друге рівня рішення.
Taproot Consensus не тільки поважає та успадковує оригінальний технічний напрямок Біткойна, але також поєднує технічні досягнення, що виникли внаслідок всіх оновлень Біткойна, для здійснення комбінованих інновацій, що є справжнім досягненням в розширенні оригінальних технологій Біткойна.
З розвитком екосистеми Біткойна люди поступово усвідомлять, що справжнє децентралізоване рішення другого рівня для Біткойна є необхідним шляхом для розвитку екосистеми Біткойна, і таке рішення, як Taproot Consensus, у майбутньому сяятиме яскраво.
Ця сторінка може містити контент третіх осіб, який надається виключно в інформаційних цілях (не в якості запевнень/гарантій) і не повинен розглядатися як схвалення його поглядів компанією Gate, а також як фінансова або професійна консультація. Див. Застереження для отримання детальної інформації.
Taproot Consensus: Біткойн рідна технологія, що стала вершиною досягнень.
Біткойн оригінальна технологія: глибокий аналіз технології Taproot Consensus технічного документа
20 травня 2024 року команда розробників Layer2 для Біткойна опублікувала технічний довідник "Taproot Consensus: децентралізоване рішення BTC Layer2". Цей документ детально описує спосіб реалізації Taproot Consensus, а також як поєднати підписи Шнорра, MAST, SPV-узли Біткойна та інші рідні технології Біткойна для створення повністю децентралізованого рішення BTC Layer2.
Прочитавши весь текст, не складно помітити, що рішення Taproot Consensus є кульмінацією рідної технології розширення Біткойна. Воно не вносить жодних змін до коду Біткойна, а хитро поєднує кілька ключових технологій Біткойна, має чітку концепцію та витончену структуру.
Перед тим як заглибитися в обговорення жовтої книги, нам необхідно ознайомитися з технічним розвитком Біткойна, що допоможе зрозуміти, як Taproot Consensus поступово сформувався з еволюційної лінії Біткойна.
Один. Технологічні досягнення Біткойна
31 жовтня 2008 року Сатоші Накамото опублікував статтю «Біткойн: одноранговий електронний грошовий система», в якій офіційно запропонував повний технічний план реалізації Біткойну. У восьмому розділі статті згадується рішення SPV (Simple Payment Verification), тобто просте підтвердження платежів, яке є технологічним засобом, що дозволяє перевіряти платежі без необхідності запуску повного вузла Біткойн, зберігаючи лише заголовок блоку.
3 січня 2009 року Сатоші Накамото видобув генезис-блок на маленькому сервері в Гельсінкі, що ознаменувало офіційне народження Біткойна. Варто зазначити, що початковий код Біткойна використовував технологію підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA), а не більш відповідну для Біткойна технологію підпису Шнорра. Це сталося тому, що на той момент технологія підпису Шнорра ще не була опублікована, вона все ще знаходилася під патентом.
2018 року, після багаторічних перевірок, розробники ядра Біткойн офіційно запропонували BIP, що рекомендує ввести підписи Шнорра в мережу Біткойн.
14 листопада 2021 року Біткойн завершив оновлення Taproot, Schnorr-підписи офіційно були інтегровані в мережу Біткойн, відкриваючи нову еру децентралізованих мультипідписів. Окрім Schnorr-підписів, оновлення Taproot також впровадило MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), тобто меркле-абстрактні синтаксичні дерева, що є технологією, яка надає Біткойну функції, подібні до смарт-контрактів.
Підписи Шнорра можуть розширити мультипідписні адреси Біткойна до 1000+, а MAST може керувати адресами підписів Шнорра для мультипідпису через програми Біткойна. Таким чином, комбінація підписів Шнорра та MAST дозволяє реалізувати децентралізовану мережу мультипідпису Біткойна, яка не потребує ручного підпису, а управляється інструкціями коду Біткойна.
Це означає, що Біткойн може в бездоверчий спосіб подолати один рівень обмежень і реалізувати більш складні та різноманітні бізнес-сценарії на другому рівні. А рішення Taproot Consensus є підсумком технічної еволюції Біткойна за 13 років з 2008 по 2021.
Два, огляд рішення Taproot Consensus
У вступі до технічного білого паперу Taproot Consensus зазначається: нетурінгова природа мережі Біткойн обмежує її можливість безпосередньо реалізувати рішення розширення Layer2, подібні до Ethereum Rollup. Рівень скрипт-контрактів мережі Біткойн може виконувати лише прості операції переказу, не підтримуючи більш складні функції смарт-контрактів. Тому, виходячи лише з рівня скриптів Біткойн, побудова рішень розширення Layer2 є неможливою.
Цей опис висвітлює неповноту Біткойн-мережі за Тюрингом, а також обмеженість Біткойн-скриптових контрактів, які можуть виконувати лише операції з переказу. Отже, правильний напрямок розширення Біткойна полягає не в маніпуляціях на першому рівні мережі, а у використанні наявних можливостей Біткойна для створення повністю децентралізованого рішення другого рівня.
Taproot Consensus є об'єднанням технології Taproot Біткойну (підписи Schnorr та MAST), легких вузлів SPV Біткойну та механізму консенсусу BFT PoS, що створює децентралізовану та високо узгоджену мережу Layer2.
Три, детальний опис архітектури консенсусу Taproot
Консенсус Taproot складається з трьох частин: Schnorr+Mast, Bitcoin SPV та Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast, поєднуючи ці дві рідні технології, які приніс апгрейд Taproot Біткойна, можуть здійснити децентралізоване управління мультипідписами Біткойна без необхідності ручного підпису, а замість цього використовуючи код Біткойна для управління.
Ці коди керуються консенсусом, досягнутим другими рівнями мережі. Як другі рівні мережі досягають консенсусу та як цей консенсус реалізує синхронізацію стану з першим рівнем Біткойн, це і є роль консенсусу Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Біткойн SPV - це спосіб простого підтвердження платежів, запропонований Сатоші Накамото, який дозволяє синхронізувати та перевіряти біткойн-транзакції без необхідності запуску повного вузла. Ця характеристика дозволяє Taproot Consensus синхронізувати стан BTC у повністю децентралізованому середовищі без будь-яких дозволів.
Aura+Grandpa є вдосконаленим PoS консенсус-протоколом, що реалізує байєнтську стійкість, забезпечуючи високу узгодженість мережевих вузлів через розподілений протокол.
Принцип роботи трьох частин консенсусу Taproot можна узагальнити як: у системі кожен валідатор має BTC приватний ключ для підпису Schnorr. Через схему мультипідпису Musig2 генерується агрегований публічний ключ Pagg, що формує велику MAST-дерево. Після генерації кореневого хеш-значення MAST-дерева валідатори здійснюють переказ BTC та операції гравіювання на адреси порогового підпису, створені MAST-деревом, реалізуючи функцію подачі даних з основної мережі BTC у другий рівень. Водночас кожен валідатор виступає як легкий вузол Bitcoin SPV, що безпечно та без дозволу синхронізує стан мережі BTC.
У двох словах, Taproot Consensus використовує Schnorr+Mast для створення децентралізованого управління BTC мультипідписами на першому рівні Біткойн, а на другому рівні працює мережа вузлів Bitcoin SPV, які можуть синхронізувати стан даних першого рівня Біткойн. Для забезпечення безпеки та надійності мережі другого рівня, мережа вузлів Біткойн SPV інтегрована з Aura+Grandpa, що надає мережі Біткойн SPV рівень безпеки на рівні BFT консенсусу. Управляють активами мережі другого рівня не деякі мультипідписники, а BFT консенсус, що забезпечує справжню децентралізацію.
Чотири, Інші технічні деталі жовтої книги
Окрім вищезгаданої технічної структури, у жовтій книзі Taproot Consensus також детально пояснюються реалізації технологій, таких як підписи Шнорра, MAST, легкі вузли PSV для Біткойн, Aura+Grandpa та інші. Для тих, хто хоче вивчити та дізнатися про найновіші технології Біткойн, ця жовта книга є дуже всебічним і детальним навчальним матеріалом.
Жовта книга також детально пояснює процес реалізації Musig2 та відмінності від відомих проектів BTC Layer2. Основна технологічна структура деяких проектів основана на протоколі tBTC, що використовує Біткойн для створення мережі порогового підпису. Але це все ще мережа багатопідписів, яка потребує ручного підпису. Щоб насправді реалізувати систему, що не покладається на людей, а керується консенсусом, потрібно поєднати мережу багатопідписів з механізмом консенсусу BFT PoS.
Рішення Taproot Consensus використовує цю більш розвинену конструкцію. Поєднуючи підписи Schnorr, MAST, легкі вузли SPV Біткойн та механізми Бейзантинського узгодження Aura та Grandpa, було створено високоузгоджене та безпечне децентралізоване розширення Layer2. Це злиття не лише підвищує масштабованість і доступність мережі Біткойн, але й забезпечує безпеку та узгодженість мережі другого рівня.
Підсумок
Цей технічний жовтий документ системно та всебічно описує реалізацію Taproot Consensus та технічні деталі, демонструючи повністю побудоване на рідних технологіях Біткойн друге рівня рішення.
Taproot Consensus не тільки поважає та успадковує оригінальний технічний напрямок Біткойна, але також поєднує технічні досягнення, що виникли внаслідок всіх оновлень Біткойна, для здійснення комбінованих інновацій, що є справжнім досягненням в розширенні оригінальних технологій Біткойна.
З розвитком екосистеми Біткойна люди поступово усвідомлять, що справжнє децентралізоване рішення другого рівня для Біткойна є необхідним шляхом для розвитку екосистеми Біткойна, і таке рішення, як Taproot Consensus, у майбутньому сяятиме яскраво.