比特幣原生拓展技術的集大成者：BEVM技術黃皮書解讀

2024年5月20日，BEVM開發團隊發布了題爲《Taproot Consnesus 一種去中心化的BTC Layer2解決方案》的技術黃皮書。該文詳細闡述了Taproot Consnesus的實現方式，以及如何利用施諾爾籤名、MAST、比特幣SPV節點等原生技術構建完全去中心化的BTC Layer2解決方案。

Taproot Consnesus方案是比特幣原生拓展技術的集大成之作。它沒有對比特幣代碼進行任何修改，而是巧妙地組合了比特幣的幾大核心技術，思路清晰，結構巧妙。爲了更好地理解Taproot Consnesus的來源，我們有必要回顧一下比特幣的技術發展歷程。

比特幣技術發展歷程

2008年10月31日，中本聰發表了《比特幣：一種點對點的電子現金系統》論文，提出了比特幣的完整技術實現方案。論文第八章介紹了簡單支付驗證(SPV)技術，它允許在不運行全節點的情況下驗證支付。

2009年1月3日，中本聰在赫爾辛基的一臺小型服務器上挖出了創世區塊，標志着比特幣的正式誕生。比特幣最初採用了橢圓曲線籤名技術(ECDSA)，而非更適合的施諾爾籤名技術，這是因爲當時施諾爾籤名尚未開源。

2018年，比特幣核心開發者Gregory Maxwell等人正式提出將施諾爾籤名引入比特幣網路的提案。

2021年11月14日，比特幣完成Taproot升級，正式引入施諾爾籤名，開啓了去中心化多籤時代。Taproot升級還引入了MAST(默克爾抽象語法樹)技術，使比特幣具備類似智能合約的功能。

施諾爾籤名和MAST的結合，使得比特幣可以通過代碼指令驅動的去中心化多籤網路，爲比特幣二層網路的發展奠定了基礎。

Taproot Consnesus解決方案概述

Taproot Consnesus技術黃皮書指出，由於比特幣網路的非圖靈完備性質，無法直接實現類似以太坊Rollup的Layer2擴展方案。比特幣腳本合約層僅支持簡單的轉帳操作，無法支持復雜的智能合約功能。因此，比特幣擴展的正確方向是利用現有能力構建完全去中心化的二層擴展方案。

Taproot Consensus將比特幣的Taproot技術（Schnorr籤名和MAST）、比特幣SPV輕節點以及BFT PoS共識機制融合在一起，構建了一個去中心化且高度一致的Layer2網路。

Taproot Consnesus架構詳解

Taproot consensus由Schnorr+Mast、Bitcoin SPV和Aura+Grandpa三部分組成。

Schnorr+Mast實現了比特幣的去中心化多籤管理，通過比特幣代碼驅動而非人工籤名。二層網路達成的共識來驅動這些代碼。

Bitcoin SPV允許在不運行全節點的情況下同步和驗證比特幣交易，使Taproot Consensus能夠在去中心化環境下無需許可同步BTC狀態。

Aura+Grandpa是實現拜佔庭容錯的高級PoS共識協議，確保網路節點的高度一致性。

在BEVM系統中，每個驗證者持有用於Schnorr籤名的BTC私鑰。通過Musig2多籤名方案生成的聚合公鑰Pagg形成了一顆大型MAST樹。驗證者通過向MAST樹生成的門限籤名地址進行BTC轉帳和銘刻操作，實現BTC主網向BEVM網路提交數據的功能。同時，每個驗證者作爲Bitcoin SPV輕節點，可以安全且無許可地同步BTC網路狀態。

BEVM二層網路全部運行比特幣SPV節點，實現與比特幣一層的數據狀態同步。爲保障二層網路的安全可信，BEVM將比特幣SPV節點網路與Aura+Grandpa融合，使其具備BFT共識層面的安全級別。

黃皮書其他技術細節

除了上述技術框架，Taproot consensus黃皮書還詳細解釋了施諾爾籤名、MAST、比特幣PSV輕節點、Aura+Grandpa等技術的實現細節，是學習比特幣最新技術的全面資料。

黃皮書還解釋了Musig2的實現過程，以及BEVM與Mezo項目的區別。Mezo基於tBTC協議，雖然具有較強的一致性，但仍需要9人籤名的多籤人網路。Taproot Consensus採用了更先進的設計，結合了Schnorr籤名、MAST、比特幣SPV輕節點以及Aura和Grandpa拜佔庭容錯共識機制，構建了高度一致性和安全的去中心化Layer2擴展方案。

總結

BEVM團隊發布的技術黃皮書全面描述了Taproot Consensus的實現方案和技術細節，展示了一個完全基於比特幣原生技術構建的二層解決方案。Taproot Consensus不僅繼承了比特幣的技術方向，還進行了創新組合，是比特幣原生拓展技術的集大成之作。隨着比特幣生態的發展，真正去中心化的二層解決方案將成爲必然趨勢，Taproot Consensus這類方案將大放異彩。