比特币原生拓展技术的集大成者：BEVM技术黄皮书解读

2024年5月20日，BEVM开发团队发布了题为《Taproot Consnesus 一种去中心化的BTC Layer2解决方案》的技术黄皮书。该文详细阐述了Taproot Consnesus的实现方式，以及如何利用施诺尔签名、MAST、比特币SPV节点等原生技术构建完全去中心化的BTC Layer2解决方案。

Taproot Consnesus方案是比特币原生拓展技术的集大成之作。它没有对比特币代码进行任何修改，而是巧妙地组合了比特币的几大核心技术，思路清晰，结构巧妙。为了更好地理解Taproot Consnesus的来源，我们有必要回顾一下比特币的技术发展历程。

比特币技术发展历程

2008年10月31日，中本聪发表了《比特币：一种点对点的电子现金系统》论文，提出了比特币的完整技术实现方案。论文第八章介绍了简单支付验证(SPV)技术，它允许在不运行全节点的情况下验证支付。

2009年1月3日，中本聪在赫尔辛基的一台小型服务器上挖出了创世区块，标志着比特币的正式诞生。比特币最初采用了椭圆曲线签名技术(ECDSA)，而非更适合的施诺尔签名技术，这是因为当时施诺尔签名尚未开源。

2018年，比特币核心开发者Gregory Maxwell等人正式提出将施诺尔签名引入比特币网络的提案。

2021年11月14日，比特币完成Taproot升级，正式引入施诺尔签名，开启了去中心化多签时代。Taproot升级还引入了MAST(默克尔抽象语法树)技术，使比特币具备类似智能合约的功能。

施诺尔签名和MAST的结合，使得比特币可以通过代码指令驱动的去中心化多签网络，为比特币二层网络的发展奠定了基础。

Taproot Consnesus解决方案概述

Taproot Consnesus技术黄皮书指出，由于比特币网络的非图灵完备性质，无法直接实现类似以太坊Rollup的Layer2扩展方案。比特币脚本合约层仅支持简单的转账操作，无法支持复杂的智能合约功能。因此，比特币扩展的正确方向是利用现有能力构建完全去中心化的二层扩展方案。

Taproot Consensus将比特币的Taproot技术（Schnorr签名和MAST）、比特币SPV轻节点以及BFT PoS共识机制融合在一起，构建了一个去中心化且高度一致的Layer2网络。

Taproot Consnesus架构详解

Taproot consensus由Schnorr+Mast、Bitcoin SPV和Aura+Grandpa三部分组成。

Schnorr+Mast实现了比特币的去中心化多签管理，通过比特币代码驱动而非人工签名。二层网络达成的共识来驱动这些代码。

Bitcoin SPV允许在不运行全节点的情况下同步和验证比特币交易，使Taproot Consensus能够在去中心化环境下无需许可同步BTC状态。

Aura+Grandpa是实现拜占庭容错的高级PoS共识协议，确保网络节点的高度一致性。

在BEVM系统中，每个验证者持有用于Schnorr签名的BTC私钥。通过Musig2多签名方案生成的聚合公钥Pagg形成了一颗大型MAST树。验证者通过向MAST树生成的门限签名地址进行BTC转账和铭刻操作，实现BTC主网向BEVM网络提交数据的功能。同时，每个验证者作为Bitcoin SPV轻节点，可以安全且无许可地同步BTC网络状态。

BEVM二层网络全部运行比特币SPV节点，实现与比特币一层的数据状态同步。为保障二层网络的安全可信，BEVM将比特币SPV节点网络与Aura+Grandpa融合，使其具备BFT共识层面的安全级别。

黄皮书其他技术细节

除了上述技术框架，Taproot consensus黄皮书还详细解释了施诺尔签名、MAST、比特币PSV轻节点、Aura+Grandpa等技术的实现细节，是学习比特币最新技术的全面资料。

黄皮书还解释了Musig2的实现过程，以及BEVM与Mezo项目的区别。Mezo基于tBTC协议，虽然具有较强的一致性，但仍需要9人签名的多签人网络。Taproot Consensus采用了更先进的设计，结合了Schnorr签名、MAST、比特币SPV轻节点以及Aura和Grandpa拜占庭容错共识机制，构建了高度一致性和安全的去中心化Layer2扩展方案。

总结

BEVM团队发布的技术黄皮书全面描述了Taproot Consensus的实现方案和技术细节，展示了一个完全基于比特币原生技术构建的二层解决方案。Taproot Consensus不仅继承了比特币的技术方向，还进行了创新组合，是比特币原生拓展技术的集大成之作。随着比特币生态的发展，真正去中心化的二层解决方案将成为必然趋势，Taproot Consensus这类方案将大放异彩。