Біткойн рідна технологічна інновація: аналіз технологічного рішення BEVM
20 травня 2024 року, певна команда розробників Layer2 Біткойн офіційно випустила технічний жовтий том "Taproot Consnesus - децентралізоване рішення BTC Layer2". У цьому жовтому томі детально викладено механізм реалізації Taproot Consnesus, а також як інтегрувати підписи Шнорра, MAST, монети Біткойн SPV тощо рідні технології для побудови повністю децентралізованої схеми BTC Layer2.
Прочитавши весь текст, можна відчути, що це рішення Taproot Consensus є справжнім досягненням у сфері рідної технології розширення Біткойн. Воно не вносить жодних змін до коду Біткойн, а вміло поєднує кілька рідних технологій Біткойн, маючи чітку концепцію та витончену структуру.
Перед тим, як формально інтерпретувати жовту книгу, необхідно згадати про технічний розвиток Біткойна, що допоможе зрозуміти, як Taproot Consnesus виник у контексті еволюції Біткойна.
Один. Історія розвитку технології Біткойн
31 жовтня 2008 року
Біткойн білий папір "Система електронних грошей рівноправного обміну" офіційно опубліковано, детально викладаючи технічні реалізації Біткойна.
У восьмій главі білого паперу згадується SPV (Simple Payment Verification) рішення, тобто просте підтвердження платежу, яке є технологічним засобом для перевірки платежу без необхідності запуску повного вузла, лише зберігаючи заголовки блоків.
3 січня 2009 року
Біткойн генезис-блок було видобуто на маленькому сервері в Гельсінкі, що ознаменувало офіційне народження Біткойн.
Варто зазначити, що початковий код Біткойн використовував технологію підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA), а не більш відповідну технологію підпису Шнорра. Це сталося тому, що на той час підпис Шнорра ще не був відкритим, він все ще перебував під патентним захистом.
Підпис Шнорра зберігає всі функції та припущення безпеки підпису на основі еліптичних кривих, одночасно обходячи обмеження на 15-кратне багаторазове підписання для Біткойна, що в кінцевому підсумку дозволяє спільно керувати Біткойном з 1000+ адрес, не впливаючи на швидкість підпису.
2018 рік
Після багатьох років перевірки, основні розробники Біткойн офіційно запропонували впровадження підписів Шнорра в мережу Біткойн.
14 листопада 2021 року
Біткойн завершив оновлення Taproot, офіційно впровадивши Schnorr підписи, відкриваючи нову еру децентралізованих мультипідписів.
Оновлення Taproot також представило MAST(Merkelized Abstract Syntax Trees), тобто меркле-абстрактні синтаксичні дерева, ця технологія надала Біткойну функціональність, схожу на смарт-контракти. Вона реалізується шляхом організації логіки контракту з кількома умовними гілками у формі дерева Меркла, що дозволяє коду Біткойна виконувати функціональні вимоги, подібні до смарт-контрактів(, які обмежуються лише перевіркою платежів Біткойна, на відміну від складних смарт-контрактів Ethereum).
Сигнатура Шнорра може розширити мультипідписну адресу Біткойна до 1000+, а MAST може забезпечити мультипідпис через адреси з сигнатурою Шнорра, які керуються програмами Біткойна. Таким чином, поєднання сигнатури Шнорра та MAST дозволяє реалізувати децентралізовану мережу мультипідпису Біткойна, яка не потребує ручного підпису, а керується командами коду Біткойна.
Це означає, що Біткойн може без довіри подолати один рівень обмежень, реалізуючи більш складні та багаті бізнес-сценарії на другому рівні.
А рішення Taproot Consensus, запропоноване певною командою, є втіленням 13-річної технічної еволюції Біткойна з 2008 по 2021 рік.
Два, Огляд рішення Taproot Consnesus
Технічний документ Taproot Consensus на початку зазначає: "Непотужна характеристика мережі Біткойн обмежує її можливість безпосередньо реалізувати рішення для розширення Layer2, подібні до Rollup в ефірі. Шар скриптових контрактів мережі Біткойн може виконувати лише прості операції переказу, не підтримуючи більш складні функції смарт-контрактів. Тому чисто з точки зору скриптової частини Біткойн не є можливим побудувати рішення для розширення Layer2."
Цей опис високо узагальнює нетюрингову природу мережі Біткойн, а також обмеження скриптових контрактів Біткойн, які можуть виконувати лише операції з переказу. Тому правильний напрямок розширення Біткойн полягає не в маніпуляціях на першому рівні мережі, а в використанні існуючих можливостей Біткойн для створення повністю децентралізованого рішення для другого рівня.
Taproot Consensus об'єднує технологію Taproot Біткойну (Schnorr підпис і MAST), легкі вузли SPV Біткойну та механізм консенсусу BFT PoS, створюючи децентралізовану та високо узгоджену Layer2 мережу.
Три, детальний аналіз архітектури Taproot Consnesus
Консенсус Taproot складається з трьох частин: Schnorr+Mast, Bitcoin SPV та Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast використовують дві рідні технології, які були принесені оновленням Taproot Біткойна, для досягнення децентралізованого управління мультипідписами Біткойна без необхідності в ручному підписанні, а замість цього за допомогою коду Біткойна.
Ці коди керуються консенсусом, досягнутим за допомогою другого рівня мережі. Як другий рівень мережі досягає консенсусу, і як цей консенсус реалізує синхронізацію стану з першою ланкою Біткойн? Ось у чому полягає роль консенсусу Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Біткойн SPV є простим способом підтвердження платежів, який дозволяє синхронізувати та перевіряти Біткойн-транзакції без необхідності запуску повного вузла. Ця особливість дозволяє Taproot Consensus синхронізувати BTC-стан у повністю децентралізованому середовищі без будь-яких дозволів.
Aura+Grandpa є вдосконаленим PoS консенсус-протоколом, що реалізує візантійську стійкість, забезпечуючи високу узгодженість мережевих вузлів за допомогою розподіленого протоколу.
Підсумок принципів роботи трьох частин консенсусу Taproot виглядає наступним чином:
"У цій системі кожен валідатор має BTC приватний ключ для Schnorr підпису. Особливості Schnorr підпису дозволяють реалізувати ефективну агрегацію підписів, що підвищує безпеку та ефективність системи. Агрегований публічний ключ Pagg, сформований за допомогою схеми MuSig2, утворює велику MAST-дерево.
Після генерації кореневого хеш-значення дерева MAST, валідатор здійснює переказ BTC та операції карбування на адресу з пороговим підписом, створеним з дерева MAST, реалізуючи можливість подання даних з основної мережі BTC до другого рівня. При цьому кожен валідатор виступає як легкий вузол Bitcoin SPV, що дозволяє йому безпечно та без дозволів синхронізувати стан мережі BTC.
Коротко кажучи:
Консенсус Taproot використовує Schnorr+Mast для побудови децентралізованого управління BTC мультипідписами на першому рівні біткойна, в той час як на другому рівні працює мережа вузлів Bitcoin SPV. Наприклад, у певному проєкті вся його мережа другого рівня працює на вузлах Bitcoin SPV, які можуть синхронізувати стан даних першого рівня біткойна, забезпечуючи таким чином синхронізацію інформації з першим рівнем біткойна. Щоб забезпечити безпеку та надійність мережі другого рівня, цей проєкт інтегрує мережу вузлів Bitcoin SPV з Aura+Grandpa, надаючи мережі вузлів Bitcoin SPV рівень безпеки на рівні BFT консенсусу. Це означає, що управління мережевими активами здійснюється не певними мультипідписниками, а за допомогою BFT консенсусу, що забезпечує справжню децентралізацію.
Чотири, інші технічні деталі жовтої книги
Окрім вищезазначеної технічної структури, жовта книга консенсусу Taproot також детально пояснює реалізацію таких технологій, як підпис Шнорра, MAST, легкі вузли Біткойн PSV, Aura+Grandpa тощо. Для тих, хто хоче вивчити та зрозуміти останні технології Біткойн, ця жовта книга є всебічним та детальним навчальним матеріалом.
Крім того, жовта книга детально пояснює процес реалізації Musig2, а також відмінності від інших відомих проектів BTC Layer2.
Деяка інша проектна технологічна структура базується на протоколі tBTC. tBTC використовує багатопідпис Біткойн для створення мережі порогового підпису, ця структура має більш високу узгодженість у порівнянні з традиційними розподіленими мережами.
Однак tBTC все ще є мультипідписною мережею, яка потребує підпису 9 осіб. Щоб справді реалізувати механізм, що не залежить від людей, а керується консенсусом, потрібно поєднати мультипідписну мережу з механізмом консенсусу BFT PoS. Це також є різницею між розподіленими мережами та блокчейном: перші підкреслюють розподіленість, але їм бракує консенсусу з байєрською толерантністю до помилок, тоді як останні також є розподіленими мережами, але залежать від консенсусу з байєрською толерантністю до помилок для управління, отже, є справді децентралізованими мережами.
Taproot Consensus пропонує більш просунуту конструкцію. Поєднуючи підписи Schnorr, MAST, SPV-легкі вузли Біткойн, а також механізми консенсусу Aura і Grandpa з байєціанською стійкістю, створено високозгуртовану та безпечну децентралізовану Layer2 рішення для розширення. Це злиття не лише підвищує масштабованість і доступність мережі Біткойн, але й забезпечує безпеку та узгодженість другого рівня мережі.
Підсумок
Технічний білл, опублікований певною командою, всебічно описує реалізацію Taproot Consensus та технічні деталі, демонструючи повністю побудоване на основі Біткойн рідної технології рішення другого рівня.
Taproot Consensus не тільки поважає та успадковує попередні технічні напрямки Біткойна, але й поєднує технології, що виникли в результаті різних оновлень Біткойна, здійснюючи комбіновані інновації. Це справжній шедевр нативних технологій розширення Біткойна.
З розвитком екосистеми Біткойн люди поступово усвідомлять, що справжні децентралізовані рішення другого рівня Біткойн є невід'ємною частиною розвитку екосистеми Біткойн, і такі рішення, як Taproot Consensus, будуть яскраво сяяти.
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.
BEVM: Біткойн оригінальна технологічна інновація, що є підсумком досягнень
Біткойн рідна технологічна інновація: аналіз технологічного рішення BEVM
20 травня 2024 року, певна команда розробників Layer2 Біткойн офіційно випустила технічний жовтий том "Taproot Consnesus - децентралізоване рішення BTC Layer2". У цьому жовтому томі детально викладено механізм реалізації Taproot Consnesus, а також як інтегрувати підписи Шнорра, MAST, монети Біткойн SPV тощо рідні технології для побудови повністю децентралізованої схеми BTC Layer2.
Прочитавши весь текст, можна відчути, що це рішення Taproot Consensus є справжнім досягненням у сфері рідної технології розширення Біткойн. Воно не вносить жодних змін до коду Біткойн, а вміло поєднує кілька рідних технологій Біткойн, маючи чітку концепцію та витончену структуру.
Перед тим, як формально інтерпретувати жовту книгу, необхідно згадати про технічний розвиток Біткойна, що допоможе зрозуміти, як Taproot Consnesus виник у контексті еволюції Біткойна.
Один. Історія розвитку технології Біткойн
31 жовтня 2008 року
Біткойн білий папір "Система електронних грошей рівноправного обміну" офіційно опубліковано, детально викладаючи технічні реалізації Біткойна.
У восьмій главі білого паперу згадується SPV (Simple Payment Verification) рішення, тобто просте підтвердження платежу, яке є технологічним засобом для перевірки платежу без необхідності запуску повного вузла, лише зберігаючи заголовки блоків.
3 січня 2009 року
Біткойн генезис-блок було видобуто на маленькому сервері в Гельсінкі, що ознаменувало офіційне народження Біткойн.
Варто зазначити, що початковий код Біткойн використовував технологію підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA), а не більш відповідну технологію підпису Шнорра. Це сталося тому, що на той час підпис Шнорра ще не був відкритим, він все ще перебував під патентним захистом.
Підпис Шнорра зберігає всі функції та припущення безпеки підпису на основі еліптичних кривих, одночасно обходячи обмеження на 15-кратне багаторазове підписання для Біткойна, що в кінцевому підсумку дозволяє спільно керувати Біткойном з 1000+ адрес, не впливаючи на швидкість підпису.
2018 рік
Після багатьох років перевірки, основні розробники Біткойн офіційно запропонували впровадження підписів Шнорра в мережу Біткойн.
14 листопада 2021 року
Біткойн завершив оновлення Taproot, офіційно впровадивши Schnorr підписи, відкриваючи нову еру децентралізованих мультипідписів.
Оновлення Taproot також представило MAST(Merkelized Abstract Syntax Trees), тобто меркле-абстрактні синтаксичні дерева, ця технологія надала Біткойну функціональність, схожу на смарт-контракти. Вона реалізується шляхом організації логіки контракту з кількома умовними гілками у формі дерева Меркла, що дозволяє коду Біткойна виконувати функціональні вимоги, подібні до смарт-контрактів(, які обмежуються лише перевіркою платежів Біткойна, на відміну від складних смарт-контрактів Ethereum).
Сигнатура Шнорра може розширити мультипідписну адресу Біткойна до 1000+, а MAST може забезпечити мультипідпис через адреси з сигнатурою Шнорра, які керуються програмами Біткойна. Таким чином, поєднання сигнатури Шнорра та MAST дозволяє реалізувати децентралізовану мережу мультипідпису Біткойна, яка не потребує ручного підпису, а керується командами коду Біткойна.
Це означає, що Біткойн може без довіри подолати один рівень обмежень, реалізуючи більш складні та багаті бізнес-сценарії на другому рівні.
А рішення Taproot Consensus, запропоноване певною командою, є втіленням 13-річної технічної еволюції Біткойна з 2008 по 2021 рік.
Два, Огляд рішення Taproot Consnesus
Технічний документ Taproot Consensus на початку зазначає: "Непотужна характеристика мережі Біткойн обмежує її можливість безпосередньо реалізувати рішення для розширення Layer2, подібні до Rollup в ефірі. Шар скриптових контрактів мережі Біткойн може виконувати лише прості операції переказу, не підтримуючи більш складні функції смарт-контрактів. Тому чисто з точки зору скриптової частини Біткойн не є можливим побудувати рішення для розширення Layer2."
Цей опис високо узагальнює нетюрингову природу мережі Біткойн, а також обмеження скриптових контрактів Біткойн, які можуть виконувати лише операції з переказу. Тому правильний напрямок розширення Біткойн полягає не в маніпуляціях на першому рівні мережі, а в використанні існуючих можливостей Біткойн для створення повністю децентралізованого рішення для другого рівня.
Taproot Consensus об'єднує технологію Taproot Біткойну (Schnorr підпис і MAST), легкі вузли SPV Біткойну та механізм консенсусу BFT PoS, створюючи децентралізовану та високо узгоджену Layer2 мережу.
Три, детальний аналіз архітектури Taproot Consnesus
Консенсус Taproot складається з трьох частин: Schnorr+Mast, Bitcoin SPV та Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast використовують дві рідні технології, які були принесені оновленням Taproot Біткойна, для досягнення децентралізованого управління мультипідписами Біткойна без необхідності в ручному підписанні, а замість цього за допомогою коду Біткойна.
Ці коди керуються консенсусом, досягнутим за допомогою другого рівня мережі. Як другий рівень мережі досягає консенсусу, і як цей консенсус реалізує синхронізацію стану з першою ланкою Біткойн? Ось у чому полягає роль консенсусу Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Біткойн SPV є простим способом підтвердження платежів, який дозволяє синхронізувати та перевіряти Біткойн-транзакції без необхідності запуску повного вузла. Ця особливість дозволяє Taproot Consensus синхронізувати BTC-стан у повністю децентралізованому середовищі без будь-яких дозволів.
Aura+Grandpa є вдосконаленим PoS консенсус-протоколом, що реалізує візантійську стійкість, забезпечуючи високу узгодженість мережевих вузлів за допомогою розподіленого протоколу.
Підсумок принципів роботи трьох частин консенсусу Taproot виглядає наступним чином:
"У цій системі кожен валідатор має BTC приватний ключ для Schnorr підпису. Особливості Schnorr підпису дозволяють реалізувати ефективну агрегацію підписів, що підвищує безпеку та ефективність системи. Агрегований публічний ключ Pagg, сформований за допомогою схеми MuSig2, утворює велику MAST-дерево.
Після генерації кореневого хеш-значення дерева MAST, валідатор здійснює переказ BTC та операції карбування на адресу з пороговим підписом, створеним з дерева MAST, реалізуючи можливість подання даних з основної мережі BTC до другого рівня. При цьому кожен валідатор виступає як легкий вузол Bitcoin SPV, що дозволяє йому безпечно та без дозволів синхронізувати стан мережі BTC.
Коротко кажучи:
Консенсус Taproot використовує Schnorr+Mast для побудови децентралізованого управління BTC мультипідписами на першому рівні біткойна, в той час як на другому рівні працює мережа вузлів Bitcoin SPV. Наприклад, у певному проєкті вся його мережа другого рівня працює на вузлах Bitcoin SPV, які можуть синхронізувати стан даних першого рівня біткойна, забезпечуючи таким чином синхронізацію інформації з першим рівнем біткойна. Щоб забезпечити безпеку та надійність мережі другого рівня, цей проєкт інтегрує мережу вузлів Bitcoin SPV з Aura+Grandpa, надаючи мережі вузлів Bitcoin SPV рівень безпеки на рівні BFT консенсусу. Це означає, що управління мережевими активами здійснюється не певними мультипідписниками, а за допомогою BFT консенсусу, що забезпечує справжню децентралізацію.
Чотири, інші технічні деталі жовтої книги
Окрім вищезазначеної технічної структури, жовта книга консенсусу Taproot також детально пояснює реалізацію таких технологій, як підпис Шнорра, MAST, легкі вузли Біткойн PSV, Aura+Grandpa тощо. Для тих, хто хоче вивчити та зрозуміти останні технології Біткойн, ця жовта книга є всебічним та детальним навчальним матеріалом.
Крім того, жовта книга детально пояснює процес реалізації Musig2, а також відмінності від інших відомих проектів BTC Layer2.
Деяка інша проектна технологічна структура базується на протоколі tBTC. tBTC використовує багатопідпис Біткойн для створення мережі порогового підпису, ця структура має більш високу узгодженість у порівнянні з традиційними розподіленими мережами.
Однак tBTC все ще є мультипідписною мережею, яка потребує підпису 9 осіб. Щоб справді реалізувати механізм, що не залежить від людей, а керується консенсусом, потрібно поєднати мультипідписну мережу з механізмом консенсусу BFT PoS. Це також є різницею між розподіленими мережами та блокчейном: перші підкреслюють розподіленість, але їм бракує консенсусу з байєрською толерантністю до помилок, тоді як останні також є розподіленими мережами, але залежать від консенсусу з байєрською толерантністю до помилок для управління, отже, є справді децентралізованими мережами.
Taproot Consensus пропонує більш просунуту конструкцію. Поєднуючи підписи Schnorr, MAST, SPV-легкі вузли Біткойн, а також механізми консенсусу Aura і Grandpa з байєціанською стійкістю, створено високозгуртовану та безпечну децентралізовану Layer2 рішення для розширення. Це злиття не лише підвищує масштабованість і доступність мережі Біткойн, але й забезпечує безпеку та узгодженість другого рівня мережі.
Підсумок
Технічний білл, опублікований певною командою, всебічно описує реалізацію Taproot Consensus та технічні деталі, демонструючи повністю побудоване на основі Біткойн рідної технології рішення другого рівня.
Taproot Consensus не тільки поважає та успадковує попередні технічні напрямки Біткойна, але й поєднує технології, що виникли в результаті різних оновлень Біткойна, здійснюючи комбіновані інновації. Це справжній шедевр нативних технологій розширення Біткойна.
З розвитком екосистеми Біткойн люди поступово усвідомлять, що справжні децентралізовані рішення другого рівня Біткойн є невід'ємною частиною розвитку екосистеми Біткойн, і такі рішення, як Taproot Consensus, будуть яскраво сяяти.