Taproot Consensus: Solusi Layer2 yang merupakan karya agung teknologi asli Bitcoin

Evolusi Teknologi Bitcoin dan Analisis Menyeluruh Solusi Konsensus Taproot

Pada 20 Mei 2024, sebuah tim pengembang Layer2 Bitcoin merilis buku putih teknis berjudul "Taproot Consensus: Solusi BTC Layer2 yang Terdesentralisasi". Dokumen ini menjelaskan secara rinci mekanisme implementasi Taproot Consensus, serta bagaimana mengintegrasikan tanda tangan Schnorr, MAST, dan node SPV Bitcoin lainnya, untuk membangun solusi BTC Layer2 yang sepenuhnya terdesentralisasi.

Setelah membaca keseluruhan teks, dapat dirasakan bahwa rencana Konsensus Taproot yang diajukan oleh tim ini adalah karya agung dari teknologi perluasan asli Bitcoin. Ini tidak melakukan modifikasi apapun terhadap kode Bitcoin, melainkan dengan cerdik menggabungkan beberapa teknologi inti Bitcoin, dengan pemikiran yang jelas dan struktur yang cermat.

Sebelum mendalami analisis buku kuning, perlu bagi kita untuk meninjau kembali perkembangan teknologi Bitcoin, agar dapat memahami bagaimana Konsensus Taproot muncul dalam proses evolusi Bitcoin.

I. Sejarah Pengembangan Teknologi Bitcoin

Pada tanggal 31 Oktober 2008, Satoshi Nakamoto menerbitkan makalah berjudul "Bitcoin: Sebuah Sistem Uang Elektronik Peer-to-Peer" yang pertama kali secara lengkap mengajukan solusi teknis untuk Bitcoin. Dalam bab kedelapan makalah tersebut, Satoshi Nakamoto memperkenalkan solusi yang disebut SPV ( Simple Payment Verification ), yaitu verifikasi pembayaran sederhana, yang merupakan metode teknis untuk memverifikasi pembayaran tanpa harus menjalankan node penuh Bitcoin, cukup dengan menyimpan header blok.

Pada 3 Januari 2009, Satoshi Nakamoto menambang blok genesis di server kecil di Helsinki, menandai kelahiran resmi Bitcoin. Perlu dicatat bahwa dalam kode resmi Bitcoin, Satoshi Nakamoto menggunakan teknik tanda tangan kurva elips (ECDSA), bukan teknik tanda tangan Schnorr yang lebih cocok untuk Bitcoin. Ini karena pada saat itu tanda tangan Schnorr belum diopen source dan masih dalam masa perlindungan paten, sehingga Satoshi Nakamoto hanya bisa memilih tanda tangan kurva elips yang sudah diopen source.

Tanda tangan Schnorr mempertahankan semua fungsi dan asumsi keamanan dari tanda tangan kurva elips, sambil melampaui batasan dari kerangka tanda tangan kurva elips yang hanya memungkinkan hingga 15 tanda tangan multi dalam Bitcoin, sehingga akhirnya dapat mengelola lebih dari 1000 alamat bersama untuk Bitcoin tanpa mempengaruhi kecepatan tanda tangan.

Pada tahun 2018, setelah bertahun-tahun melalui verifikasi berulang, pengembang inti Bitcoin Gregory Maxwell dan lainnya secara resmi mengajukan BIP, yang menyarankan untuk memperkenalkan tanda tangan Schnorr ke dalam jaringan Bitcoin.

Pada 14 November 2021, Bitcoin menyelesaikan upgrade Taproot, tanda tangan Schnorr secara resmi dimasukkan ke dalam jaringan Bitcoin, Bitcoin memulai era multi-tanda tangan terdesentralisasi yang baru.

Selain tanda tangan Schnorr, upgrade Taproot juga memperkenalkan MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), yaitu pohon sintaksis abstrak Merkel, yang merupakan teknologi yang memungkinkan Bitcoin memiliki fungsi mirip kontrak pintar. Ini dicapai dengan mengorganisir logika kontrak yang memiliki beberapa cabang kondisi menjadi bentuk pohon Merkle, memungkinkan kode Bitcoin untuk memenuhi kebutuhan fungsi mirip kontrak pintar (tetapi terbatas pada verifikasi pembayaran Bitcoin, berbeda dengan kontrak pintar kompleks Ethereum).

Tanda tangan Schnorr dapat meningkatkan jumlah alamat multisignature Bitcoin menjadi lebih dari 1000, dan MAST dapat menggerakkan alamat tanda tangan Schnorr untuk multisignature melalui program Bitcoin. Oleh karena itu, tanda tangan Schnorr + MAST dapat mewujudkan jaringan multisignature Bitcoin terdesentralisasi yang digerakkan oleh instruksi kode Bitcoin tanpa memerlukan orang untuk menandatangani.

Ini berarti Bitcoin dapat melampaui batasan lapisan pertama dengan cara yang tidak memerlukan kepercayaan, dan kemudian mewujudkan skenario bisnis yang lebih kompleks dan lebih kaya di lapisan kedua.

Dan solusi konsensus Taproot yang diusulkan oleh tim pengembang ini adalah hasil dari iterasi teknologi Bitcoin selama 13 tahun dari 2008 hingga 2021.

Dua, Ringkasan Solusi Konsensus Taproot

Buku kuning tentang teknologi Konsensus Taproot membuka dengan menyatakan: "Sifat tidak Turing-complete dari jaringan Bitcoin membatasi kemampuannya untuk langsung menerapkan solusi ekstensi Layer2 seperti Rollup di Ethereum. Lapisan kontrak skrip di jaringan Bitcoin hanya dapat melakukan operasi transfer sederhana dan tidak dapat mendukung fungsi kontrak pintar yang lebih kompleks. Oleh karena itu, membangun solusi ekstensi Layer2 hanya dari lapisan skrip Bitcoin tidaklah praktis."

Deskripsi ini secara tinggi merangkum non-Turing completeness dari jaringan Bitcoin, serta karakteristik bahwa kontrak skrip Bitcoin hanya dapat mengeksekusi operasi transfer Bitcoin. Oleh karena itu, arah yang benar untuk memperluas Bitcoin bukanlah melakukan perubahan pada jaringan lapisan pertama, tetapi memanfaatkan kemampuan Bitcoin yang ada untuk membangun solusi perluasan lapisan kedua yang sepenuhnya terdesentralisasi.

Taproot Consensus adalah penggabungan teknologi Taproot Bitcoin (tanda tangan Schnorr dan MAST), node ringan SPV Bitcoin, dan mekanisme konsensus BFT PoS, yang membangun jaringan Layer2 yang terdesentralisasi dan sangat konsisten.

Tiga, Penjelasan Rincian Arsitektur Konsensus Taproot

Taproot Consensus terdiri dari tiga bagian: Schnorr+MAST, Bitcoin SPV, dan Aura+Grandpa.

Kombinasi Schnorr+MAST dapat mewujudkan manajemen multi-tanda tangan terdesentralisasi untuk Bitcoin, dan tidak memerlukan tanda tangan oleh manusia, melainkan menggunakan kode Bitcoin untuk menggerakkannya.

Kode-kode ini didorong oleh konsensus yang dicapai oleh jaringan lapisan kedua. Bagaimana jaringan lapisan kedua mencapai konsensus, dan bagaimana konsensus tersebut disinkronkan dengan status lapisan pertama Bitcoin, dicapai melalui konsensus Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).

Bitcoin SPV adalah metode verifikasi pembayaran sederhana yang diusulkan oleh Satoshi Nakamoto, yang memungkinkan sinkronisasi dan verifikasi transaksi Bitcoin tanpa menjalankan node penuh. Fitur ini memungkinkan Taproot Consensus untuk menyinkronkan status BTC dalam lingkungan yang sepenuhnya terdesentralisasi tanpa memerlukan izin.

Aura+Grandpa adalah protokol konsensus PoS tingkat lanjut yang umum digunakan untuk mencapai toleransi Byzantine, memastikan konsistensi tinggi antara node jaringan melalui protokol terdistribusi.

Ringkasan prinsip operasi tiga bagian Konsensus Taproot:

Dalam sistem ini, setiap validator memegang kunci privat BTC untuk tanda tangan Schnorr. Karakteristik tanda tangan Schnorr memungkinkan penggabungan tanda tangan yang efisien, sehingga meningkatkan keamanan dan efisiensi sistem. Kunci publik agregat Pagg yang dihasilkan melalui skema tanda tangan multi-sign Musig2 membentuk pohon MAST besar.

Setelah nilai hash akar dari pohon MAST dihasilkan, validator melakukan transfer BTC dan operasi pencetakan dengan mengirimkan ke alamat tanda tangan ambang yang dihasilkan oleh pohon MAST, sehingga memungkinkan pengiriman data dari jaringan utama BTC ke jaringan lapisan kedua. Sementara itu, setiap validator juga berfungsi sebagai node ringan Bitcoin SPV, memungkinkan mereka untuk menyinkronkan status jaringan BTC dengan aman dan tanpa izin.

Singkatnya, Konsensus Taproot menggunakan Schnorr+MAST di lapisan Bitcoin untuk membangun manajemen multi-tanda tangan BTC yang terdesentralisasi, sementara lapisan kedua menjalankan jaringan node SPV Bitcoin. Sebagai contoh, seluruh jaringan lapisan kedua proyek tersebut menjalankan node SPV Bitcoin, yang dapat menyinkronkan status data lapisan Bitcoin, sehingga informasi antara lapisan kedua dan lapisan Bitcoin dapat disinkronkan. Untuk memastikan keamanan dan keandalan jaringan lapisan kedua, proyek ini mengintegrasikan jaringan node SPV Bitcoin dengan Aura+Grandpa, sehingga jaringan node SPV Bitcoin memiliki tingkat keamanan pada lapisan konsensus BFT. Ini berarti, pengelolaan aset jaringan lapisan kedua bukan dilakukan oleh beberapa penandatangan, melainkan bergantung pada konsensus BFT untuk mendorong, sehingga mencapai desentralisasi yang sesungguhnya.

IV. Detail Teknis Lainnya dari Buku Kuning

Selain kerangka teknis di atas, buku kuning Taproot Consensus juga menjelaskan secara rinci detail implementasi teknologi seperti tanda tangan Schnorr, MAST, node ringan SPV Bitcoin, Aura+Grandpa, dan lainnya. Bagi mereka yang ingin belajar dan memahami teknologi terbaru Bitcoin, buku kuning ini adalah sumber belajar yang sangat komprehensif dan rinci.

Selain itu, buku kuning juga menjelaskan secara rinci proses implementasi Musig2, serta perbedaannya dengan proyek BTC Layer2 terkenal lainnya.

Struktur teknologi dasar proyek ini didasarkan pada protokol tBTC. tBTC menggunakan multi-signature Bitcoin untuk membangun jaringan tanda tangan batas, yang memiliki konsistensi yang lebih kuat dibandingkan dengan jaringan terdistribusi tradisional.

Namun, tBTC masih merupakan jaringan multi-tanda tangan yang memerlukan 9 tanda tangan. Untuk benar-benar mencapai ketergantungan pada konsensus dan bukan pada manusia, perlu menggabungkan jaringan multi-tanda tangan dengan mekanisme konsensus BFT PoS (Bukti Kepemilikan Toleran Byzantine). Ini juga merupakan perbedaan antara jaringan terdistribusi dan blockchain; jaringan terdistribusi menekankan distribusi, tetapi kekurangan konsensus toleran Byzantine, sementara blockchain meskipun juga merupakan jaringan terdistribusi, bergantung pada konsensus toleran Byzantine untuk mendorongnya, sehingga merupakan jaringan yang benar-benar terdesentralisasi.

Rancangan Konsensus Taproot mengadopsi desain yang lebih canggih ini. Dengan menggabungkan tanda tangan Schnorr, MAST, node ringan SPV Bitcoin, serta mekanisme konsensus toleransi kesalahan Byzantine Aura dan Grandpa, dibangunlah sebuah solusi ekstensi Layer2 yang sangat konsisten dan aman. Penggabungan ini tidak hanya meningkatkan skalabilitas dan kegunaan jaringan Bitcoin, tetapi juga memastikan keamanan dan konsistensi jaringan lapisan kedua.

Ringkasan

Dokumen teknis ini secara sistematis dan komprehensif menggambarkan rencana dan rincian teknis implementasi Taproot Consensus, menunjukkan kepada kita solusi lapisan kedua Bitcoin yang sepenuhnya dibangun berdasarkan teknologi asli Bitcoin.

Taproot Consensus tidak hanya menghormati dan mewarisi arah teknologi asli Bitcoin, tetapi juga menggabungkan inovasi berbasis kombinasi yang dihasilkan dari berbagai peningkatan Bitcoin, yang merupakan karya agung dari teknologi ekspansi asli Bitcoin.

Seiring dengan perkembangan ekosistem Bitcoin yang terus berlanjut, orang-orang akan secara bertahap menyadari bahwa solusi lapisan kedua Bitcoin yang benar-benar terdesentralisasi adalah jalan yang harus dilalui untuk perkembangan ekosistem Bitcoin, dan solusi seperti Taproot Consensus akan bersinar di masa depan.

Pencapaian Teknologi Ekspansi Asli Bitcoin: Penjelasan Lengkap Buku Kuning Teknologi BEVM

TAPROOT1.95%
BTC0.29%
Lihat Asli
Halaman ini mungkin berisi konten pihak ketiga, yang disediakan untuk tujuan informasi saja (bukan pernyataan/jaminan) dan tidak boleh dianggap sebagai dukungan terhadap pandangannya oleh Gate, atau sebagai nasihat keuangan atau profesional. Lihat Penafian untuk detailnya.
  • Hadiah
  • 4
  • Posting ulang
  • Bagikan
Komentar
0/400
FlashLoanLordvip
· 19jam yang lalu
Tepat! Permainan TC ini memang ada sesuatu.
Lihat AsliBalas0
rugpull_ptsdvip
· 08-13 23:00
Permainan Bitcoin baru saja dimulai?
Lihat AsliBalas0
PrivacyMaximalistvip
· 08-13 23:00
Ada budaya untuk berinovasi
Lihat AsliBalas0
WhaleMistakervip
· 08-13 22:54
Sekali lagi memanfaatkan popularitas L2
Lihat AsliBalas0
  • Sematkan
Perdagangkan Kripto Di Mana Saja Kapan Saja
qrCode
Pindai untuk mengunduh aplikasi Gate
Komunitas
Bahasa Indonesia
  • 简体中文
  • English
  • Tiếng Việt
  • 繁體中文
  • Español
  • Русский
  • Français (Afrique)
  • Português (Portugal)
  • Bahasa Indonesia
  • 日本語
  • بالعربية
  • Українська
  • Português (Brasil)