Біткойн технологічний прогрес та повний аналіз рішення Taproot Consensus
20 травня 2024 року команда розробників Layer2 Біткойн випустила технічний довідник під назвою «Taproot Consensus: децентралізоване рішення BTC Layer2». У документі детально викладено механізм реалізації Taproot Consensus, а також як інтегрувати сигнатури Шнорра, MAST, вузли SPV Біткойн та інші нативні технології Біткойн для створення повністю децентралізованого рішення BTC Layer2.
Прочитавши текст, можна відчути, що запропонований командою план Taproot Consensus є підсумком рідної технології розширення Біткойн. Він не вносить жодних змін у код Біткойн, а майстерно поєднує кілька основних технологій Біткойн, з чітким мисленням і витонченими структурами.
Перед тим, як глибше проаналізувати жовту книгу, нам необхідно ознайомитися з технічним розвитком Біткойна, щоб зрозуміти, як Taproot Consensus виник у процесі еволюції Біткойна.
Один. Історія розвитку технології Біткойн
31 жовтня 2008 року Сатоші Накамото опублікував статтю під назвою «Біткойн: електронна грошова система з рівноправними учасниками», у якій вперше повністю представив технічну реалізацію Біткойна. У восьмому розділі Накамото представив рішення під назвою SPV (Simple Payment Verification), тобто просту перевірку платежів, яка є технологічним засобом для верифікації платежів без необхідності запуску повного вузла Біткойна, досить зберігати заголовки блоків.
3 січня 2009 року на малому сервері в Гельсінкі Сатоші Накамото видобув генезис-блок, що ознаменувало офіційне народження Біткойна. Варто зазначити, що в офіційному коді Біткойна Сатоші Накамото використав технологію підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA), а не більш підходящу для Біткойна технологію підпису Шнорра. Це сталося тому, що на той час технологія підпису Шнорра ще не була відкритим кодом і залишалася під патентним захистом, тому Сатоші Накамото міг вибрати лише вже відкриту технологію підпису на основі еліптичних кривих.
Сигнатура Шнорра зберігає всі функції та безпекові припущення підпису на основі еліптичних кривих, водночас долаючи обмеження еліптичних підписів, згідно з якими Біткойн може реалізувати максимум 15 підписів. В результаті можна реалізувати спільне управління Біткойном з 1000+ адресами без впливу на швидкість підпису.
У 2018 році, після багатьох років повторних перевірок, основні розробники Біткойн, такі як Грегорі Максвелл, офіційно запропонували BIP, що передбачає впровадження підпису Шнорра в мережу Біткойн.
14 листопада 2021 року Біткойн завершив оновлення Taproot, сигнатури Шнорра були офіційно інтегровані в мережу Біткойн, Біткойн розпочав нову епоху децентралізованого мультипідпису.
Окрім Schnorr-підписів, оновлення Taproot також впроваджує MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), тобто меркле-абстрактні синтаксичні дерева, які є технологією, що надає Біткойну функції, схожі на смарт-контракти. Це реалізується шляхом організації логіки контракту з кількома умовними гілками у формі дерева Меркла, що дозволяє коду Біткойна задовольняти вимоги функцій, подібних до смарт-контрактів (але лише для верифікації платежів Біткойна, на відміну від складних смарт-контрактів в Ethereum).
Підпис Шнорра може збільшити кількість мульти-підписів адрес для Біткойн до 1000+, а MAST може керувати адресами підпису Шнорра для мульти-підпису через програми Біткойн. Отже, підпис Шнорра + MAST можуть реалізувати децентралізовану мережу мульти-підпису Біткойн, яка не потребує участі людей для підпису, а керується інструкціями коду Біткойн.
Це означає, що Біткойн може без довіри подолати обмеження першого рівня, а потім реалізувати більш складні та багаті бізнес-сценарії на другому рівні.
А це рішення Taproot Consensus, запропоноване цією командою розробників, є втіленням усіх технологічних ітерацій Біткойна з 2008 по 2021 рік.
Два, огляд рішення консенсусу Taproot
На початку жовтої книги про технологію Taproot Consensus зазначається: «Нетюрінгова природа мережі Біткойн обмежує її можливість безпосередньо реалізувати рішення для розширення Layer2, подібні до Rollup Ethereum. Шар скриптових контрактів мережі Біткойн може виконувати лише прості операції переказу, не підтримуючи більш складні функції смарт-контрактів. Тому просто з точки зору скриптового рівня Біткойн неможливо побудувати рішення для розширення Layer2.»
Цей опис високо узагальнює нетюрингову природу мережі Біткойн та особливості, що скриптові контракти Біткойн можуть виконувати лише операції з переказу Біткойн. Отже, правильний напрямок розширення Біткойн полягає не в маніпуляціях на першому рівні мережі, а в тому, щоб використати наявні можливості Біткойн для створення повністю децентралізованого рішення для розширення другого рівня.
Taproot Consensus - це поєднання технології Taproot Біткойну (підписи Schnorr та MAST), легких вузлів SPV Біткойну та механізму консенсусу BFT PoS, що створює децентралізовану та високоузгоджену мережу Layer2.
Три. Детальний аналіз архітектури консенсусу Taproot
Консенсус Taproot складається з трьох частин: Schnorr+MAST, Bitcoin SPV та Aura+Grandpa.
Комбінація Schnorr+MAST може забезпечити децентралізоване управління мультипідписами Біткойна, і для цього не потрібно використовувати людей для підписання, а замість цього використовується код Біткойна.
Ці коди керуються консенсусом, досягнутим за допомогою другого рівня мережі. А як другий рівень мережі досягає консенсусу, і як цей консенсус реалізується через синхронізацію стану з першим рівнем Біткойн, досягається за допомогою консенсусу Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Біткойн SPV є простим способом верифікації платежів, запропонованим Сатоші Накамото, який дозволяє синхронізувати та перевіряти біткойн-транзакції без необхідності запуску повного вузла. Ця особливість дозволяє Taproot Consensus синхронізувати стан BTC у повністю децентралізованому середовищі без будь-яких дозволів.
Aura+Grandpa є загальнозрозумілим високим PoS консенсусним протоколом, який реалізує байєнтинську стійкість, забезпечуючи високу узгодженість мережевих вузлів через розподілений протокол.
Підсумок роботи трьох частин Taproot Consensus:
У цій системі кожен перевіряючий має BTC приватний ключ для підпису Schnorr. Особливості підпису Schnorr дозволяють реалізувати ефективну агрегацію підписів, що підвищує безпеку та ефективність системи. Агрегований відкритий ключ Pagg, згенерований за допомогою схеми мультипідпису Musig2, утворює велику дерево MAST.
Після генерації кореневого хеш-значення дерева MAST, валідатор здійснює переказ BTC та операції гравіювання на адресу порогового підпису, створеного деревом MAST, реалізуючи функцію подачі даних з основної мережі BTC до другого рівня мережі. Одночасно кожен валідатор виступає як легкий вузол Bitcoin SPV, що дозволяє безпечно та без дозволу синхронізувати стан мережі BTC.
Коротко кажучи, консенсус Taproot використовує Schnorr+MAST для побудови децентралізованого управління BTC мультипідписами на першому рівні Біткойна, а на другому рівні працює мережа вузлів SPV Біткойна. Наприклад, у певному проєкті вся мережа другого рівня працює на вузлах SPV Біткойна, які можуть синхронізувати стан даних першого рівня Біткойна, що дозволяє другому рівню та першому рівню Біткойна синхронізувати інформацію. Щоб забезпечити безпеку та надійність мережі другого рівня, цей проєкт об'єднує мережу вузлів SPV Біткойна з Aura+Grandpa, тобто надає мережі вузлів SPV Біткойна рівень безпеки в аспекті BFT консенсусу. Це означає, що управління активами мережі другого рівня не здійснюється певними мультипідписниками, а покладається на BFT консенсус для досягнення справжньої децентралізації.
Чотири, Інші технічні деталі жовтої книги
Окрім зазначеної технологічної структури, жовта книга Taproot Consensus також детально пояснює реалізаційні деталі таких технологій, як підписи Шнорра, MAST, легкі вузли SPV Біткойн, Aura+Grandpa. Для тих, хто хоче вивчити та зрозуміти останні технології Біткойн, ця жовта книга є дуже всебічним і детальним навчальним матеріалом.
Крім того, жовта книга також детально пояснює процес реалізації Musig2 та відмінності від іншого відомого проекту BTC Layer2.
Ця технологічна структура проекту базується на протоколі tBTC. tBTC використовує мультипідпис Біткойн для створення мережі порогових підписів, що забезпечує більшу узгодженість у порівнянні з традиційними розподіленими мережами.
Проте, tBTC все ще є мережею багатопідпису, для якої потрібні підписи 9 осіб. Щоб насправді реалізувати механізм, що не залежить від людей, а базується на консенсусі, потрібно поєднати мережу багатопідпису з механізмом консенсусу BFT PoS (бізантійське стійке доказування частки). Це також є різницею між розподіленою мережею та блокчейном: розподілена мережа підкреслює розподіл, але їй не вистачає консенсусу з бізнес-стійкістю, тоді як блокчейн, хоч і є розподіленою мережею, базується на бізнес-стійкому консенсусі, тому є справді децентралізованою мережею.
Рішення Taproot Consensus впроваджує цей більш просунутий дизайн. Завдяки поєднанню підписів Schnorr, MAST, легких вузлів SPV Біткойн та механізмів безвідмовності Aura і Grandpa, було створено високо узгоджене та безпечне децентралізоване рішення для розширення Layer2. Це злиття не лише підвищує масштабованість та зручність 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 нам повністю побудоване на рідних технологіях Біткойна рішення другого рівня для Біткойна.
Taproot Consensus не лише поважає і успадковує оригінальний технологічний напрямок Біткойн, але також поєднує технології, що виникли внаслідок численних оновлень Біткойн, для комбінаційного інноваційного підходу, що є справжнім шедевром рідної технології розширення Біткойн.
З розвитком екосистеми Біткойн люди поступово усвідомлять, що справжні децентралізовані рішення другого рівня для Біткойн є обов'язковими для розвитку екосистеми Біткойн, і такі рішення, як Taproot Consensus, у майбутньому засяють.
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.
13 лайків
Нагородити
13
4
Репост
Поділіться
Прокоментувати
0/400
FlashLoanLord
· 20год тому
Надійно! Цей спосіб гри TC дійсно має дещо особливе.
Taproot Consensus: Layer2 рішення, що є кульмінацією рідної технології Біткойн.
Біткойн технологічний прогрес та повний аналіз рішення Taproot Consensus
20 травня 2024 року команда розробників Layer2 Біткойн випустила технічний довідник під назвою «Taproot Consensus: децентралізоване рішення BTC Layer2». У документі детально викладено механізм реалізації Taproot Consensus, а також як інтегрувати сигнатури Шнорра, MAST, вузли SPV Біткойн та інші нативні технології Біткойн для створення повністю децентралізованого рішення BTC Layer2.
Прочитавши текст, можна відчути, що запропонований командою план Taproot Consensus є підсумком рідної технології розширення Біткойн. Він не вносить жодних змін у код Біткойн, а майстерно поєднує кілька основних технологій Біткойн, з чітким мисленням і витонченими структурами.
Перед тим, як глибше проаналізувати жовту книгу, нам необхідно ознайомитися з технічним розвитком Біткойна, щоб зрозуміти, як Taproot Consensus виник у процесі еволюції Біткойна.
Один. Історія розвитку технології Біткойн
31 жовтня 2008 року Сатоші Накамото опублікував статтю під назвою «Біткойн: електронна грошова система з рівноправними учасниками», у якій вперше повністю представив технічну реалізацію Біткойна. У восьмому розділі Накамото представив рішення під назвою SPV (Simple Payment Verification), тобто просту перевірку платежів, яка є технологічним засобом для верифікації платежів без необхідності запуску повного вузла Біткойна, досить зберігати заголовки блоків.
3 січня 2009 року на малому сервері в Гельсінкі Сатоші Накамото видобув генезис-блок, що ознаменувало офіційне народження Біткойна. Варто зазначити, що в офіційному коді Біткойна Сатоші Накамото використав технологію підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA), а не більш підходящу для Біткойна технологію підпису Шнорра. Це сталося тому, що на той час технологія підпису Шнорра ще не була відкритим кодом і залишалася під патентним захистом, тому Сатоші Накамото міг вибрати лише вже відкриту технологію підпису на основі еліптичних кривих.
Сигнатура Шнорра зберігає всі функції та безпекові припущення підпису на основі еліптичних кривих, водночас долаючи обмеження еліптичних підписів, згідно з якими Біткойн може реалізувати максимум 15 підписів. В результаті можна реалізувати спільне управління Біткойном з 1000+ адресами без впливу на швидкість підпису.
У 2018 році, після багатьох років повторних перевірок, основні розробники Біткойн, такі як Грегорі Максвелл, офіційно запропонували BIP, що передбачає впровадження підпису Шнорра в мережу Біткойн.
14 листопада 2021 року Біткойн завершив оновлення Taproot, сигнатури Шнорра були офіційно інтегровані в мережу Біткойн, Біткойн розпочав нову епоху децентралізованого мультипідпису.
Окрім Schnorr-підписів, оновлення Taproot також впроваджує MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), тобто меркле-абстрактні синтаксичні дерева, які є технологією, що надає Біткойну функції, схожі на смарт-контракти. Це реалізується шляхом організації логіки контракту з кількома умовними гілками у формі дерева Меркла, що дозволяє коду Біткойна задовольняти вимоги функцій, подібних до смарт-контрактів (але лише для верифікації платежів Біткойна, на відміну від складних смарт-контрактів в Ethereum).
Підпис Шнорра може збільшити кількість мульти-підписів адрес для Біткойн до 1000+, а MAST може керувати адресами підпису Шнорра для мульти-підпису через програми Біткойн. Отже, підпис Шнорра + MAST можуть реалізувати децентралізовану мережу мульти-підпису Біткойн, яка не потребує участі людей для підпису, а керується інструкціями коду Біткойн.
Це означає, що Біткойн може без довіри подолати обмеження першого рівня, а потім реалізувати більш складні та багаті бізнес-сценарії на другому рівні.
А це рішення Taproot Consensus, запропоноване цією командою розробників, є втіленням усіх технологічних ітерацій Біткойна з 2008 по 2021 рік.
Два, огляд рішення консенсусу Taproot
На початку жовтої книги про технологію Taproot Consensus зазначається: «Нетюрінгова природа мережі Біткойн обмежує її можливість безпосередньо реалізувати рішення для розширення Layer2, подібні до Rollup Ethereum. Шар скриптових контрактів мережі Біткойн може виконувати лише прості операції переказу, не підтримуючи більш складні функції смарт-контрактів. Тому просто з точки зору скриптового рівня Біткойн неможливо побудувати рішення для розширення Layer2.»
Цей опис високо узагальнює нетюрингову природу мережі Біткойн та особливості, що скриптові контракти Біткойн можуть виконувати лише операції з переказу Біткойн. Отже, правильний напрямок розширення Біткойн полягає не в маніпуляціях на першому рівні мережі, а в тому, щоб використати наявні можливості Біткойн для створення повністю децентралізованого рішення для розширення другого рівня.
Taproot Consensus - це поєднання технології Taproot Біткойну (підписи Schnorr та MAST), легких вузлів SPV Біткойну та механізму консенсусу BFT PoS, що створює децентралізовану та високоузгоджену мережу Layer2.
Три. Детальний аналіз архітектури консенсусу Taproot
Консенсус Taproot складається з трьох частин: Schnorr+MAST, Bitcoin SPV та Aura+Grandpa.
Комбінація Schnorr+MAST може забезпечити децентралізоване управління мультипідписами Біткойна, і для цього не потрібно використовувати людей для підписання, а замість цього використовується код Біткойна.
Ці коди керуються консенсусом, досягнутим за допомогою другого рівня мережі. А як другий рівень мережі досягає консенсусу, і як цей консенсус реалізується через синхронізацію стану з першим рівнем Біткойн, досягається за допомогою консенсусу Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Біткойн SPV є простим способом верифікації платежів, запропонованим Сатоші Накамото, який дозволяє синхронізувати та перевіряти біткойн-транзакції без необхідності запуску повного вузла. Ця особливість дозволяє Taproot Consensus синхронізувати стан BTC у повністю децентралізованому середовищі без будь-яких дозволів.
Aura+Grandpa є загальнозрозумілим високим PoS консенсусним протоколом, який реалізує байєнтинську стійкість, забезпечуючи високу узгодженість мережевих вузлів через розподілений протокол.
Підсумок роботи трьох частин Taproot Consensus:
У цій системі кожен перевіряючий має BTC приватний ключ для підпису Schnorr. Особливості підпису Schnorr дозволяють реалізувати ефективну агрегацію підписів, що підвищує безпеку та ефективність системи. Агрегований відкритий ключ Pagg, згенерований за допомогою схеми мультипідпису Musig2, утворює велику дерево MAST.
Після генерації кореневого хеш-значення дерева MAST, валідатор здійснює переказ BTC та операції гравіювання на адресу порогового підпису, створеного деревом MAST, реалізуючи функцію подачі даних з основної мережі BTC до другого рівня мережі. Одночасно кожен валідатор виступає як легкий вузол Bitcoin SPV, що дозволяє безпечно та без дозволу синхронізувати стан мережі BTC.
Коротко кажучи, консенсус Taproot використовує Schnorr+MAST для побудови децентралізованого управління BTC мультипідписами на першому рівні Біткойна, а на другому рівні працює мережа вузлів SPV Біткойна. Наприклад, у певному проєкті вся мережа другого рівня працює на вузлах SPV Біткойна, які можуть синхронізувати стан даних першого рівня Біткойна, що дозволяє другому рівню та першому рівню Біткойна синхронізувати інформацію. Щоб забезпечити безпеку та надійність мережі другого рівня, цей проєкт об'єднує мережу вузлів SPV Біткойна з Aura+Grandpa, тобто надає мережі вузлів SPV Біткойна рівень безпеки в аспекті BFT консенсусу. Це означає, що управління активами мережі другого рівня не здійснюється певними мультипідписниками, а покладається на BFT консенсус для досягнення справжньої децентралізації.
Чотири, Інші технічні деталі жовтої книги
Окрім зазначеної технологічної структури, жовта книга Taproot Consensus також детально пояснює реалізаційні деталі таких технологій, як підписи Шнорра, MAST, легкі вузли SPV Біткойн, Aura+Grandpa. Для тих, хто хоче вивчити та зрозуміти останні технології Біткойн, ця жовта книга є дуже всебічним і детальним навчальним матеріалом.
Крім того, жовта книга також детально пояснює процес реалізації Musig2 та відмінності від іншого відомого проекту BTC Layer2.
Ця технологічна структура проекту базується на протоколі tBTC. tBTC використовує мультипідпис Біткойн для створення мережі порогових підписів, що забезпечує більшу узгодженість у порівнянні з традиційними розподіленими мережами.
Проте, tBTC все ще є мережею багатопідпису, для якої потрібні підписи 9 осіб. Щоб насправді реалізувати механізм, що не залежить від людей, а базується на консенсусі, потрібно поєднати мережу багатопідпису з механізмом консенсусу BFT PoS (бізантійське стійке доказування частки). Це також є різницею між розподіленою мережею та блокчейном: розподілена мережа підкреслює розподіл, але їй не вистачає консенсусу з бізнес-стійкістю, тоді як блокчейн, хоч і є розподіленою мережею, базується на бізнес-стійкому консенсусі, тому є справді децентралізованою мережею.
Рішення Taproot Consensus впроваджує цей більш просунутий дизайн. Завдяки поєднанню підписів Schnorr, MAST, легких вузлів SPV Біткойн та механізмів безвідмовності Aura і Grandpa, було створено високо узгоджене та безпечне децентралізоване рішення для розширення Layer2. Це злиття не лише підвищує масштабованість та зручність 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 нам повністю побудоване на рідних технологіях Біткойна рішення другого рівня для Біткойна.
Taproot Consensus не лише поважає і успадковує оригінальний технологічний напрямок Біткойн, але також поєднує технології, що виникли внаслідок численних оновлень Біткойн, для комбінаційного інноваційного підходу, що є справжнім шедевром рідної технології розширення Біткойн.
З розвитком екосистеми Біткойн люди поступово усвідомлять, що справжні децентралізовані рішення другого рівня для Біткойн є обов'язковими для розвитку екосистеми Біткойн, і такі рішення, як Taproot Consensus, у майбутньому засяють.