Эволюция технологий Биткойн и полное разоблачение решения Taproot Consensus
20 мая 2024 года команда разработчиков Layer2 для Биткойн выпустила технический отчет под названием «Taproot Consensus: децентрализованное решение для BTC Layer2». В этом документе подробно изложены механизмы реализации Taproot Consensus, а также то, как интегрировать сигнатуры Шнорра, MAST, узлы SPV Биткойн и другие нативные технологии Биткойн для построения полностью децентрализованного решения BTC Layer2.
Прочитав全文, можно почувствовать, что предложенная командой схема консенсуса Taproot является вершиной нативной технологии расширения Биткойн. Она не вносит никаких изменений в код Биткойн, а умело сочетает несколько ключевых технологий Биткойн, обладая ясностью мыслей и изящной структурой.
Прежде чем углубиться в интерпретацию «желтой книги», нам необходимо вспомнить о техническом развитии Биткойна, чтобы понять, как консенсус Taproot возник в процессе эволюции Биткойна.
Один. История развития технологии Биткойн
31 октября 2008 года Сатоши Накамото опубликовал статью под названием «Биткойн: электронная现金 система равных равным», в которой впервые полностью представил техническое решение Биткойна. В восьмой главе Накамото представил решение под названием SPV (Simple Payment Verification), то есть простая проверка платежей, которая является техническим средством для проверки платежей без необходимости запуска полного узла Биткойн, достаточно сохранить заголовки блоков.
3 января 2009 года Сатоши Накамото с помощью небольшого сервера в Хельсинки добывает генезис-блок, что знаменует официальное рождение Биткойна. Стоит отметить, что в официальном коде Биткойна Сатоши Накамото использовал алгоритм цифровой подписи на основе эллиптической кривой (ECDSA), а не более подходящий для Биткойна алгоритм Шнорра. Это было связано с тем, что на тот момент алгоритм Шнорра еще не был открыт и находился под патентной защитой, поэтому Сатоши Накамото мог выбрать только открытый алгоритм на основе эллиптической кривой.
Подпись Шнорра сохранила все функции и предположения безопасности эллиптической кривой, одновременно преодолев ограничение на максимальное количество многоподписей Биткойна, равное 15 в рамках схемы эллиптической кривой, в конечном итоге позволяя управлять более 1000 адресами для совместного управления Биткойном без влияния на скорость подписи.
В 2018 году, после многолетних повторных проверок, разработчики ядра Биткойн, такие как Грегори Максвелл, официально представили BIP, предлагая внедрить подписи Шнорра в сеть Биткойн.
14 ноября 2021 года Биткойн завершил обновление Taproot, сигнатура Шнорра была официально интегрирована в сеть Биткойн, Биткойн открыл новую эпоху децентрализованного мультиподписного управления.
Помимо подписей Шнорра, обновление Taproot также вводит MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), то есть Меркле-абстрактные синтаксические деревья, что является технологией, позволяющей Биткойну обладать функциями, подобными смарт-контрактам. Это достигается путем организации логики контрактов с несколькими условиями в форме дерева Меркле, что позволяет коду Биткойна реализовывать функциональные требования, подобные смарт-контрактам (но только в отношении проверки платежей Биткойна, в отличие от сложных смарт-контрактов в Ethereum).
Подпись Шнорра может увеличить количество адресов мультиподписей Биткойна до 1000+, а MAST может управлять адресами с подписью Шнорра для мультиподписей через программу Биткойна. Таким образом, подпись Шнорра + MAST может реализовать децентрализованную сеть мультиподписей Биткойна, которая управляется не людьми, а командами кода Биткойна.
Это означает, что Биткойн может обойти ограничение первого уровня ненадежным образом, а затем реализовать более сложные и богатые бизнес-сценарии на втором уровне.
А это решение Taproot Consensus, предложенное командой разработчиков, является кульминацией 13-летней технической эволюции Биткойна с 2008 по 2021 год.
Второй. Обзор решения консенсуса Taproot
Введение в технический отчет Taproot Consensus отмечает: «Нетривиальная природа Биткойн-сети ограничивает ее возможность напрямую реализовать решения по расширению Layer2, аналогичные Rollup на Эфириуме. Уровень скриптовых контрактов Биткойн-сети может выполнять только простые операции перевода, что не позволяет поддерживать более сложные функции смарт-контрактов. Поэтому чисто на уровне скриптов Биткойн невозможно построить решение по расширению Layer2.»
Это описание высоко обобщает нетьюринговость сети Биткойн и особенности того, что скриптовые контракты Биткойн могут выполнять только операции перевода Биткойн. Поэтому правильное направление расширения Биткойн не заключается в доработке первого уровня сети, а в использовании существующих возможностей Биткойн для создания полностью децентрализованного решения второго уровня.
Taproot Consensus — это сочетание технологии Taproot Биткойна (Schnorr подписи и MAST), легких узлов SPV Биткойна и механизма консенсуса BFT PoS, что привело к созданию децентрализованной и высоко согласованной сети Layer2.
Три. Подробное объяснение архитектуры консенсуса Taproot
Консенсус Taproot состоит из трех частей: Schnorr+MAST, Bitcoin SPV и Aura+Grandpa.
Комбинация Schnorr+MAST может обеспечить децентрализованное управление многоподпиской в Биткойн, при этом не требуя подписей от людей, а используя код Биткойна для управления.
Эти коды управляются консенсусом, достигнутым вторичным сетями. Как вторичные сети достигают консенсуса и как этот консенсус синхронизирует состояние с первым уровнем Биткойна, реализуется через консенсус Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Биткойн SPV — это способ простой проверки платежей, предложенный Сатоши Накамото, который позволяет синхронизировать и проверять транзакции Биткойна без необходимости запускать полный узел. Эта функция позволяет Taproot Consensus синхронизировать состояние BTC в полностью децентрализованной среде без каких-либо разрешений.
Aura+Grandpa является распространенным высокоуровневым консенсусным протоколом PoS, реализующим байесовскую толерантность к сбоям, который обеспечивает высокую согласованность сетевых узлов через распределенный протокол.
Сводка о принципах работы трех частей Consensus Taproot:
В этой системе каждый валидатор владеет BTC-ключом для подписи Schnorr. Особенности подписей Schnorr позволяют эффективно объединять подписи, что улучшает безопасность и эффективность системы. Сгенерированный с помощью схемы мультиподписей Musig2 агрегированный публичный ключ Pagg формирует большое дерево MAST.
После генерации корневого хэш-значения дерева MAST, валидаторы выполняют перевод BTC и операции печати, отправляя средства на адрес пороговой подписи, созданный деревом MAST, что позволяет осуществлять передачу данных от основной сети BTC к сети второго уровня. При этом каждый валидатор выступает в качестве легкого узла Bitcoin SPV, что позволяет безопасно и без разрешений синхронизировать состояние сети BTC.
Короче говоря, Taproot Consensus использует Schnorr+MAST для построения децентрализованного управления многоподписными BTC на первом уровне Биткойна, а на втором уровне работает сеть узлов Bitcoin SPV. В качестве примера, в этой второй сети полностью работают узлы Bitcoin SPV, которые могут синхронизировать данные состояния первого уровня Биткойна, что позволяет синхронизировать информацию второго уровня и первого уровня Биткойна. Для обеспечения безопасности и доверия второй сети, этот проект объединяет сеть узлов Bitcoin SPV с Aura+Grandpa, что позволяет сети узлов Bitcoin SPV иметь уровень безопасности в отношении BFT консенсуса. Это означает, что управление активами второй сети осуществляется не некоторыми многоподписчиками, а основано на BFT консенсусе, что позволяет достичь истинной децентрализации.
Четыре, другие технические детали желтой книги
Помимо вышеупомянутой технологической структуры, жёлтая книга Taproot Consensus также подробно объясняет детали реализации таких технологий, как подписи Шнорра, MAST, SPV-лёгкие узлы Биткойн, Aura+Grandpa и др. Для тех, кто хочет изучить и понять последние технологии Биткойн, эта жёлтая книга является очень полным и детальным учебным пособием.
Кроме того, жёлтая книга подробно объясняет процесс реализации Musig2 и различия с другим известным проектом BTC Layer2.
Техническая структура данного проекта основана на протоколе tBTC. tBTC использует мультиподпись Биткойн для создания сети пороговых подписей, которая обладает большей согласованностью по сравнению с традиционными распределенными сетями.
Тем не менее, tBTC все еще является сетью мультиподписей, требующей подписей 9 человек. Чтобы по-настоящему реализовать не зависимость от людей, а зависимость от консенсуса, необходимо сочетание сети мультиподписей с механизмом консенсуса BFT PoS (потверждение доли с байконтианской отказоустойчивостью). Это также и отличие распределенных сетей от блокчейна: распределенные сети акцентируют внимание на распределенности, но им не хватает консенсуса с байконтианской отказоустойчивостью, в то время как блокчейн, будучи распределенной сетью, полагается на консенсус с байконтианской отказоустойчивостью для своей работы, и поэтому является действительно децентрализованной сетью.
Решение Taproot Consensus использует более продвинутую конструкцию. Объединяя подписи Schnorr, MAST, SPV-легкие узлы Биткойн и механизмы согласования сбыта Aura и Grandpa, создается высоко согласованное и безопасное децентрализованное решение для расширения Layer2. Эта интеграция не только улучшает масштабируемость и доступность сети Биткойн, но и обеспечивает безопасность и согласованность сети второго уровня.
Резюме
Этот технический желтый документ систематически и всесторонне описывает реализацию Taproot Consensus и технические детали, демонстрируя нам полностью основанное на оригинальной технологии Биткойн решение второго уровня для Биткойн.
Консенсус Taproot не только уважает и наследует исходное технологическое направление Биткойн, но и сочетает в себе технологии, привнесенные в результате обновлений Биткойн, осуществляя композиционное новаторство. Это поистине является вершиной технологии нативного расширения Биткойн.
С развитием экосистемы Биткойн люди постепенно осознают, что действительно децентрализованные решения второго уровня для Биткойн являются необходимым этапом развития экосистемы Биткойн, и такие решения, как Taproot Consensus, будут ярко сиять в будущем.
На этой странице может содержаться сторонний контент, который предоставляется исключительно в информационных целях (не в качестве заявлений/гарантий) и не должен рассматриваться как поддержка взглядов компании Gate или как финансовый или профессиональный совет. Подробности смотрите в разделе «Отказ от ответственности» .
16 Лайков
Награда
16
5
Репост
Поделиться
комментарий
0/400
VitaliksTwin
· 25м назад
Прикольно, бык, использовать существующие технологии для решения проблем.
Посмотреть ОригиналОтветить0
FlashLoanLord
· 08-15 19:44
Надежно! Этот способ TC действительно что-то значит.
Taproot Consensus: Layer2 решение, являющееся итогом оригинальной технологии Биткойна
Эволюция технологий Биткойн и полное разоблачение решения Taproot Consensus
20 мая 2024 года команда разработчиков Layer2 для Биткойн выпустила технический отчет под названием «Taproot Consensus: децентрализованное решение для BTC Layer2». В этом документе подробно изложены механизмы реализации Taproot Consensus, а также то, как интегрировать сигнатуры Шнорра, MAST, узлы SPV Биткойн и другие нативные технологии Биткойн для построения полностью децентрализованного решения BTC Layer2.
Прочитав全文, можно почувствовать, что предложенная командой схема консенсуса Taproot является вершиной нативной технологии расширения Биткойн. Она не вносит никаких изменений в код Биткойн, а умело сочетает несколько ключевых технологий Биткойн, обладая ясностью мыслей и изящной структурой.
Прежде чем углубиться в интерпретацию «желтой книги», нам необходимо вспомнить о техническом развитии Биткойна, чтобы понять, как консенсус Taproot возник в процессе эволюции Биткойна.
Один. История развития технологии Биткойн
31 октября 2008 года Сатоши Накамото опубликовал статью под названием «Биткойн: электронная现金 система равных равным», в которой впервые полностью представил техническое решение Биткойна. В восьмой главе Накамото представил решение под названием SPV (Simple Payment Verification), то есть простая проверка платежей, которая является техническим средством для проверки платежей без необходимости запуска полного узла Биткойн, достаточно сохранить заголовки блоков.
3 января 2009 года Сатоши Накамото с помощью небольшого сервера в Хельсинки добывает генезис-блок, что знаменует официальное рождение Биткойна. Стоит отметить, что в официальном коде Биткойна Сатоши Накамото использовал алгоритм цифровой подписи на основе эллиптической кривой (ECDSA), а не более подходящий для Биткойна алгоритм Шнорра. Это было связано с тем, что на тот момент алгоритм Шнорра еще не был открыт и находился под патентной защитой, поэтому Сатоши Накамото мог выбрать только открытый алгоритм на основе эллиптической кривой.
Подпись Шнорра сохранила все функции и предположения безопасности эллиптической кривой, одновременно преодолев ограничение на максимальное количество многоподписей Биткойна, равное 15 в рамках схемы эллиптической кривой, в конечном итоге позволяя управлять более 1000 адресами для совместного управления Биткойном без влияния на скорость подписи.
В 2018 году, после многолетних повторных проверок, разработчики ядра Биткойн, такие как Грегори Максвелл, официально представили BIP, предлагая внедрить подписи Шнорра в сеть Биткойн.
14 ноября 2021 года Биткойн завершил обновление Taproot, сигнатура Шнорра была официально интегрирована в сеть Биткойн, Биткойн открыл новую эпоху децентрализованного мультиподписного управления.
Помимо подписей Шнорра, обновление Taproot также вводит MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), то есть Меркле-абстрактные синтаксические деревья, что является технологией, позволяющей Биткойну обладать функциями, подобными смарт-контрактам. Это достигается путем организации логики контрактов с несколькими условиями в форме дерева Меркле, что позволяет коду Биткойна реализовывать функциональные требования, подобные смарт-контрактам (но только в отношении проверки платежей Биткойна, в отличие от сложных смарт-контрактов в Ethereum).
Подпись Шнорра может увеличить количество адресов мультиподписей Биткойна до 1000+, а MAST может управлять адресами с подписью Шнорра для мультиподписей через программу Биткойна. Таким образом, подпись Шнорра + MAST может реализовать децентрализованную сеть мультиподписей Биткойна, которая управляется не людьми, а командами кода Биткойна.
Это означает, что Биткойн может обойти ограничение первого уровня ненадежным образом, а затем реализовать более сложные и богатые бизнес-сценарии на втором уровне.
А это решение Taproot Consensus, предложенное командой разработчиков, является кульминацией 13-летней технической эволюции Биткойна с 2008 по 2021 год.
Второй. Обзор решения консенсуса Taproot
Введение в технический отчет Taproot Consensus отмечает: «Нетривиальная природа Биткойн-сети ограничивает ее возможность напрямую реализовать решения по расширению Layer2, аналогичные Rollup на Эфириуме. Уровень скриптовых контрактов Биткойн-сети может выполнять только простые операции перевода, что не позволяет поддерживать более сложные функции смарт-контрактов. Поэтому чисто на уровне скриптов Биткойн невозможно построить решение по расширению Layer2.»
Это описание высоко обобщает нетьюринговость сети Биткойн и особенности того, что скриптовые контракты Биткойн могут выполнять только операции перевода Биткойн. Поэтому правильное направление расширения Биткойн не заключается в доработке первого уровня сети, а в использовании существующих возможностей Биткойн для создания полностью децентрализованного решения второго уровня.
Taproot Consensus — это сочетание технологии Taproot Биткойна (Schnorr подписи и MAST), легких узлов SPV Биткойна и механизма консенсуса BFT PoS, что привело к созданию децентрализованной и высоко согласованной сети Layer2.
Три. Подробное объяснение архитектуры консенсуса Taproot
Консенсус Taproot состоит из трех частей: Schnorr+MAST, Bitcoin SPV и Aura+Grandpa.
Комбинация Schnorr+MAST может обеспечить децентрализованное управление многоподпиской в Биткойн, при этом не требуя подписей от людей, а используя код Биткойна для управления.
Эти коды управляются консенсусом, достигнутым вторичным сетями. Как вторичные сети достигают консенсуса и как этот консенсус синхронизирует состояние с первым уровнем Биткойна, реализуется через консенсус Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Биткойн SPV — это способ простой проверки платежей, предложенный Сатоши Накамото, который позволяет синхронизировать и проверять транзакции Биткойна без необходимости запускать полный узел. Эта функция позволяет Taproot Consensus синхронизировать состояние BTC в полностью децентрализованной среде без каких-либо разрешений.
Aura+Grandpa является распространенным высокоуровневым консенсусным протоколом PoS, реализующим байесовскую толерантность к сбоям, который обеспечивает высокую согласованность сетевых узлов через распределенный протокол.
Сводка о принципах работы трех частей Consensus Taproot:
В этой системе каждый валидатор владеет BTC-ключом для подписи Schnorr. Особенности подписей Schnorr позволяют эффективно объединять подписи, что улучшает безопасность и эффективность системы. Сгенерированный с помощью схемы мультиподписей Musig2 агрегированный публичный ключ Pagg формирует большое дерево MAST.
После генерации корневого хэш-значения дерева MAST, валидаторы выполняют перевод BTC и операции печати, отправляя средства на адрес пороговой подписи, созданный деревом MAST, что позволяет осуществлять передачу данных от основной сети BTC к сети второго уровня. При этом каждый валидатор выступает в качестве легкого узла Bitcoin SPV, что позволяет безопасно и без разрешений синхронизировать состояние сети BTC.
Короче говоря, Taproot Consensus использует Schnorr+MAST для построения децентрализованного управления многоподписными BTC на первом уровне Биткойна, а на втором уровне работает сеть узлов Bitcoin SPV. В качестве примера, в этой второй сети полностью работают узлы Bitcoin SPV, которые могут синхронизировать данные состояния первого уровня Биткойна, что позволяет синхронизировать информацию второго уровня и первого уровня Биткойна. Для обеспечения безопасности и доверия второй сети, этот проект объединяет сеть узлов Bitcoin SPV с Aura+Grandpa, что позволяет сети узлов Bitcoin SPV иметь уровень безопасности в отношении BFT консенсуса. Это означает, что управление активами второй сети осуществляется не некоторыми многоподписчиками, а основано на BFT консенсусе, что позволяет достичь истинной децентрализации.
Четыре, другие технические детали желтой книги
Помимо вышеупомянутой технологической структуры, жёлтая книга Taproot Consensus также подробно объясняет детали реализации таких технологий, как подписи Шнорра, MAST, SPV-лёгкие узлы Биткойн, Aura+Grandpa и др. Для тех, кто хочет изучить и понять последние технологии Биткойн, эта жёлтая книга является очень полным и детальным учебным пособием.
Кроме того, жёлтая книга подробно объясняет процесс реализации Musig2 и различия с другим известным проектом BTC Layer2.
Техническая структура данного проекта основана на протоколе tBTC. tBTC использует мультиподпись Биткойн для создания сети пороговых подписей, которая обладает большей согласованностью по сравнению с традиционными распределенными сетями.
Тем не менее, tBTC все еще является сетью мультиподписей, требующей подписей 9 человек. Чтобы по-настоящему реализовать не зависимость от людей, а зависимость от консенсуса, необходимо сочетание сети мультиподписей с механизмом консенсуса BFT PoS (потверждение доли с байконтианской отказоустойчивостью). Это также и отличие распределенных сетей от блокчейна: распределенные сети акцентируют внимание на распределенности, но им не хватает консенсуса с байконтианской отказоустойчивостью, в то время как блокчейн, будучи распределенной сетью, полагается на консенсус с байконтианской отказоустойчивостью для своей работы, и поэтому является действительно децентрализованной сетью.
Решение Taproot Consensus использует более продвинутую конструкцию. Объединяя подписи Schnorr, MAST, SPV-легкие узлы Биткойн и механизмы согласования сбыта Aura и Grandpa, создается высоко согласованное и безопасное децентрализованное решение для расширения Layer2. Эта интеграция не только улучшает масштабируемость и доступность сети Биткойн, но и обеспечивает безопасность и согласованность сети второго уровня.
Резюме
Этот технический желтый документ систематически и всесторонне описывает реализацию Taproot Consensus и технические детали, демонстрируя нам полностью основанное на оригинальной технологии Биткойн решение второго уровня для Биткойн.
Консенсус Taproot не только уважает и наследует исходное технологическое направление Биткойн, но и сочетает в себе технологии, привнесенные в результате обновлений Биткойн, осуществляя композиционное новаторство. Это поистине является вершиной технологии нативного расширения Биткойн.
С развитием экосистемы Биткойн люди постепенно осознают, что действительно децентрализованные решения второго уровня для Биткойн являются необходимым этапом развития экосистемы Биткойн, и такие решения, как Taproot Consensus, будут ярко сиять в будущем.