Новий етап рідної технології розширення Біткойн: глибокий аналіз технологічного рішення Taproot Consensus
Вступ
20 травня 2024 року важлива команда розробників Layer2 Біткойн випустила технічний довідник "Taproot Consensus: децентралізоване рішення BTC Layer2". У цьому документі детально описано механізм реалізації Taproot Consensus, а також те, як інтегрувати підписи Шнорра, MAST, ноди SPV Біткойн та інші рідні технології Біткойн для створення повністю децентралізованого рішення BTC Layer2.
Прочитавши весь текст, можна відчути, що запропоноване командою рішення Taproot Consensus є справжнім шедевром нативної технології розширення Біткойна. Воно не вносить жодних змін до коду Біткойна, а навпаки,巧妙но поєднує кілька основних технологій Біткойна, маючи чітку концепцію та витончену структуру.
Перед глибоким аналізом жовтої книги, нам необхідно згадати про технологічний розвиток Біткойну, що допоможе зрозуміти, як Taproot Consensus поступово сформувався з еволюції Біткойну.
Текст
Один. Огляд еволюції технології Біткойн
31 жовтня 2008 року
Сатоші Накамото опублікував статтю під назвою «Біткойн: електронна грошова система рівноправних учасників», в якій вперше повністю виклав технічні способи реалізації Біткойна.
У восьмому розділі роботи Сатоші Накамото було запропоновано рішення під назвою SPV(Simple Payment Verification), тобто просте підтвердження платежів. Це технологічний засіб, який дозволяє перевіряти платежі без необхідності запуску повного вузла Біткойн, потрібно лише зберігати заголовки блоків.
3 січня 2009 року
Сатоші Накамото здобув генезис-блок на невеликому сервері в Гельсінкі, що ознаменувало офіційне народження Біткойна.
Варто зазначити, що в початковому коді Біткойна Сатоші Накамото використовував технологію підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA), а не більш придатну для Біткойна технологію підпису Шнорра. Це не тому, що підпис на основі еліптичних кривих кращий за підпис Шнорра, а тому, що на той час підпис Шнорра ще не був відкритий, перебуваючи під патентним захистом. Тому Сатоші Накамото вибрав вже відкритий підпис на основі еліптичних кривих.
Підпис Шнорра не тільки зберігає всі функції та безпекові припущення підпису еліптичної кривої, але й долає обмеження, що дозволяє Біткойн реалізувати максимум 15 підписів у рамках підпису еліптичної кривої, в результаті чого може бути реалізовано спільне управління Біткойном з 1000+ адрес без впливу на швидкість підпису.
2018 рік
Після багатьох років повторних перевірок деякі основні розробники Біткойн офіційно запропонували BIP, що рекомендує впровадження Schnorr-підписів у мережу Біткойн.
14 листопада 2021 року
Біткойн завершив оновлення Taproot, сигнатури Шнорра офіційно були впроваджені в мережу Біткойн, Біткойн відкрив нову еру децентралізованих мультипідписів.
Окрім Schnorr-підписів, оновлення Taproot також впроваджує MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), тобто меркле-абстрактні синтаксичні дерева. Це технологія, що надає Біткойну подібні функції смарт-контрактів, організовуючи логіку контрактів з кількома умовними гілками у формі дерева Меркле, що дозволяє коду Біткойна відповідати вимогам функціональності, подібним до смарт-контрактів (але лише для перевірки платежів Біткойна, на відміну від складних смарт-контрактів в Ethereum).
Підписи Шнорра можуть розширити мультипідпис адреси Біткойн до 1000+, а MAST може керувати адресою підпису Шнорра для мультипідпису через програму Біткойн. Таким чином, підпис Шнорра + MAST можуть реалізувати децентралізовану мультипідписну мережу Біткойн, що не залежить від ручних підписів, а керується інструкціями коду Біткойн.
Це означає, що Біткойн може без довіри подолати один рівень обмежень, а потім реалізувати більш складні та багаті бізнес-сценарії на другому рівні.
А це рішення Taproot Consensus, запропоноване командою, є втіленням технологічних ітерацій Біткойна з 2008 по 2021 рік.
Два. Огляд рішення Taproot Consensus
У жовтій книзі технології Taproot Consensus зазначається: "Неконкретна природа мережі Біткойн обмежує її можливості безпосередньо реалізувати рішення з розширення Layer2, подібні до Rollup в Ефірі. Рівень скриптових контрактів мережі Біткойн може виконувати лише прості операції переказу, не підтримуючи більш складні функції смарт-контрактів. Тому просто будувати рішення з розширення Layer2 на основі скриптового рівня Біткойн неможливо."
Цей опис висвітлює недосяжність Тюрінга мережі Біткойн та обмеження, що скрипт-контракти Біткойна можуть виконувати лише операції з переказу біткоїнів. Тому правильний напрямок розширення Біткойна полягає не в поліпшенні першого рівня мережі Біткойн, а в тому, щоб використовувати існуючі можливості Біткойна для побудови повністю децентралізованого рішення для другого рівня розширення Біткойн.
Taproot Consensus саме поєднує технологію Taproot Біткойна (Schnorr підписи та MAST), легкі вузли SPV Біткойна та механізм консенсусу BFT PoS, створюючи децентралізовану та високоузгоджену мережу Layer2.
Три. Докладний опис архітектури консенсусу Taproot
Консенсус Taproot складається з трьох частин: Schnorr+Mast, Bitcoin SPV та Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast використовує ці дві основні технології, які були впроваджені оновленням Taproot для Біткойна, для реалізації децентралізованого управління мультипідписами Біткойна, без необхідності в ручному підписанні, а замість цього використовуючи код Біткойна для управління.
Отже, хто керує цими кодами? Це здійснюється через консенсус, досягнутий за допомогою другого рівня мережі.
Як другий рівень мережі досягає консенсусу, і як цей консенсус реалізує синхронізацію стану з першим рівнем Біткойну?
Це роль консенсусу Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Bitcoin SPV є простим способом перевірки 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 досить універсальним реалізацією байєсівського толерантного консенсус-протоколу PoS, який забезпечує високий рівень узгодженості мережевих вузлів через розподілений протокол (блокчейни, побудовані на базі фреймворку Substrate, зазвичай використовують Aura+Grandpa).
Отже, підсумовуючи принцип роботи трьох частин консенсусу Taproot:
"У системі кожен валідатор має BTC приватний ключ, що використовується для Schnorr підписів. Особливості Schnorr підписів дозволяють досягти ефективної агрегації підписів, що підвищує безпеку та ефективність системи. Агрегований публічний ключ Pagg, згенерований за допомогою схеми Musig2 мультипідпису, формує велику MAST (Merkle Abstract Syntax Tree) дерево.
Після генерації кореневого хешу дерева MAST, валідатор здійснює переказ BTC та операції гравіювання на адреси порогових підписів, створених деревом MAST, реалізуючи функцію подачі даних з основної мережі BTC до другого рівня. Водночас кожен валідатор виступає як легкий вузол Bitcoin SPV (Спрощена Підтвердження Платежів), що дозволяє йому безпечно та без дозволу синхронізувати стан мережі BTC.
Коротко кажучи:
Taproot Consensus використовує Schnorr+Mast для побудови децентралізованого управління BTC мультипідписами на першому рівні Біткойна і працює на другому рівні в мережі Bitcoin SPV вузлів. Наприклад, у певному проєкті вся мережа другого рівня працює на базі вузлів Bitcoin SPV, які можуть синхронізувати стан даних першого рівня Біткойна, що дозволяє забезпечити синхронізацію інформації між другим рівнем і першим рівнем Біткойна. Для забезпечення безпеки і надійності мережі другого рівня, цей проєкт об'єднав мережу вузлів Bitcoin SPV з Aura+Grandpa, тобто надав мережі вузлів Bitcoin SPV рівень безпеки BFT консенсусу. Іншими словами, управління активами мережі другого рівня здійснюється не певними мультипідписниками, а за допомогою BFT консенсусу, що дозволяє досягти справжньої децентралізації.
Чотири, інші технічні деталі жовтої книги
Окрім вищезгаданих технічних рамок, жовта книга Taproot Consensus також детально пояснює реалізаційні деталі таких технологій, як підписи Шнорра, MAST, SPV-легкі вузли Біткойн, Aura+Grandpa. Для тих, хто хоче вивчити та зрозуміти новітні технології Біткойна, ця жовта книга є всеосяжним та детальним навчальним матеріалом.
Крім того, жовта книга детально пояснює процес реалізації Musig2 та відмінності від інших відомих проектів BTC Layer2.
Наприклад, базова технологічна структура певного проєкту заснована на протоколі tBTC. tBTC використовує багатопідпис для створення мережі з пороговими підписами, яка має вищу узгодженість у порівнянні з традиційними розподіленими мережами.
Однак tBTC все ще є мультипідписною мережею, що потребує підписів 9 осіб. Щоб реально досягти незалежності від людей і покладатися на консенсус, необхідно поєднати мультипідписну мережу з механізмом консенсусу BFT PoS (байєсівський толерантний до помилок доказ частки). Це також є відмінністю між розподіленими мережами та блокчейном: розподілені мережі акцентують увагу на розподіленості, але їм бракує консенсусу, стійкого до байєсівських помилок, тоді як блокчейн, хоча також є розподіленою мережею, покладається на консенсус, стійкий до байєсівських помилок, для свого функціонування, отже, є справді децентралізованою мережею.
Рішення Taproot Consensus впроваджує це більш просунуте проєктування. Поєднуючи підписи Schnorr, MAST, SPV-легкі вузли Біткойна, а також механізми консенсусу Aura та Grandpa з байєсантинською стійкістю, створюється високо узгоджене і безпечне децентралізоване рішення Layer2 для розширення. Це злиття не лише підвищує масштабованість і зручність мережі Біткойн, а й забезпечує безпеку та узгодженість другої мережі.
Підсумок
Цей технічний жовтий документ систематично та всебічно описує реалізацію Taproot Consensus та технічні деталі, демонструючи нам повністю побудоване на рідній технології Біткойн рішення другого рівня для Біткойн.
Taproot Consensus не лише поважає та успадковує оригінальний технічний напрямок Біткойну, але й поєднує технології, що виникли внаслідок численних оновлень Біткойну, для здійснення комбінованих інновацій. Це справжній шедевр рідної технології розширення Біткойну.
З розвитком екосистеми Біткойн люди поступово усвідомлять, що справжнє децентралізоване рішення другого рівня для Біткойн є обов'язковим етапом розвитку екосистеми Біткойн, а рішення Taproot Consensus справді сяятиме.
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.
10 лайків
Нагородити
10
5
Поділіться
Прокоментувати
0/400
RugpullSurvivor
· 6год тому
Собака навіть не дивиться на l2, зростання буде лише наступного року.
Переглянути оригіналвідповісти на0
MEVHunterBearish
· 22год тому
Все ще стара пастка, втомився, нічим не відрізняється від roll up.
Переглянути оригіналвідповісти на0
Ser_This_Is_A_Casino
· 22год тому
Знову розігрівають старі страви.
Переглянути оригіналвідповісти на0
probably_nothing_anon
· 22год тому
Незрозуміло бик а
Переглянути оригіналвідповісти на0
YieldHunter
· 22год тому
meh... ще одна обіцяюча децентралізація l2. покажіть мені tvl спочатку, чесно кажучи
Taproot Consensus: Біткойн рідна технологія розширення віхи
Новий етап рідної технології розширення Біткойн: глибокий аналіз технологічного рішення Taproot Consensus
Вступ
20 травня 2024 року важлива команда розробників Layer2 Біткойн випустила технічний довідник "Taproot Consensus: децентралізоване рішення BTC Layer2". У цьому документі детально описано механізм реалізації Taproot Consensus, а також те, як інтегрувати підписи Шнорра, MAST, ноди SPV Біткойн та інші рідні технології Біткойн для створення повністю децентралізованого рішення BTC Layer2.
Прочитавши весь текст, можна відчути, що запропоноване командою рішення Taproot Consensus є справжнім шедевром нативної технології розширення Біткойна. Воно не вносить жодних змін до коду Біткойна, а навпаки,巧妙но поєднує кілька основних технологій Біткойна, маючи чітку концепцію та витончену структуру.
Перед глибоким аналізом жовтої книги, нам необхідно згадати про технологічний розвиток Біткойну, що допоможе зрозуміти, як Taproot Consensus поступово сформувався з еволюції Біткойну.
Текст
Один. Огляд еволюції технології Біткойн
31 жовтня 2008 року
Сатоші Накамото опублікував статтю під назвою «Біткойн: електронна грошова система рівноправних учасників», в якій вперше повністю виклав технічні способи реалізації Біткойна.
У восьмому розділі роботи Сатоші Накамото було запропоновано рішення під назвою SPV(Simple Payment Verification), тобто просте підтвердження платежів. Це технологічний засіб, який дозволяє перевіряти платежі без необхідності запуску повного вузла Біткойн, потрібно лише зберігати заголовки блоків.
3 січня 2009 року
Сатоші Накамото здобув генезис-блок на невеликому сервері в Гельсінкі, що ознаменувало офіційне народження Біткойна.
Варто зазначити, що в початковому коді Біткойна Сатоші Накамото використовував технологію підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA), а не більш придатну для Біткойна технологію підпису Шнорра. Це не тому, що підпис на основі еліптичних кривих кращий за підпис Шнорра, а тому, що на той час підпис Шнорра ще не був відкритий, перебуваючи під патентним захистом. Тому Сатоші Накамото вибрав вже відкритий підпис на основі еліптичних кривих.
Підпис Шнорра не тільки зберігає всі функції та безпекові припущення підпису еліптичної кривої, але й долає обмеження, що дозволяє Біткойн реалізувати максимум 15 підписів у рамках підпису еліптичної кривої, в результаті чого може бути реалізовано спільне управління Біткойном з 1000+ адрес без впливу на швидкість підпису.
2018 рік
Після багатьох років повторних перевірок деякі основні розробники Біткойн офіційно запропонували BIP, що рекомендує впровадження Schnorr-підписів у мережу Біткойн.
14 листопада 2021 року
Біткойн завершив оновлення Taproot, сигнатури Шнорра офіційно були впроваджені в мережу Біткойн, Біткойн відкрив нову еру децентралізованих мультипідписів.
Окрім Schnorr-підписів, оновлення Taproot також впроваджує MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), тобто меркле-абстрактні синтаксичні дерева. Це технологія, що надає Біткойну подібні функції смарт-контрактів, організовуючи логіку контрактів з кількома умовними гілками у формі дерева Меркле, що дозволяє коду Біткойна відповідати вимогам функціональності, подібним до смарт-контрактів (але лише для перевірки платежів Біткойна, на відміну від складних смарт-контрактів в Ethereum).
Підписи Шнорра можуть розширити мультипідпис адреси Біткойн до 1000+, а MAST може керувати адресою підпису Шнорра для мультипідпису через програму Біткойн. Таким чином, підпис Шнорра + MAST можуть реалізувати децентралізовану мультипідписну мережу Біткойн, що не залежить від ручних підписів, а керується інструкціями коду Біткойн.
Це означає, що Біткойн може без довіри подолати один рівень обмежень, а потім реалізувати більш складні та багаті бізнес-сценарії на другому рівні.
А це рішення Taproot Consensus, запропоноване командою, є втіленням технологічних ітерацій Біткойна з 2008 по 2021 рік.
Два. Огляд рішення Taproot Consensus
У жовтій книзі технології Taproot Consensus зазначається: "Неконкретна природа мережі Біткойн обмежує її можливості безпосередньо реалізувати рішення з розширення Layer2, подібні до Rollup в Ефірі. Рівень скриптових контрактів мережі Біткойн може виконувати лише прості операції переказу, не підтримуючи більш складні функції смарт-контрактів. Тому просто будувати рішення з розширення Layer2 на основі скриптового рівня Біткойн неможливо."
Цей опис висвітлює недосяжність Тюрінга мережі Біткойн та обмеження, що скрипт-контракти Біткойна можуть виконувати лише операції з переказу біткоїнів. Тому правильний напрямок розширення Біткойна полягає не в поліпшенні першого рівня мережі Біткойн, а в тому, щоб використовувати існуючі можливості Біткойна для побудови повністю децентралізованого рішення для другого рівня розширення Біткойн.
Taproot Consensus саме поєднує технологію Taproot Біткойна (Schnorr підписи та MAST), легкі вузли SPV Біткойна та механізм консенсусу BFT PoS, створюючи децентралізовану та високоузгоджену мережу Layer2.
Три. Докладний опис архітектури консенсусу Taproot
Консенсус Taproot складається з трьох частин: Schnorr+Mast, Bitcoin SPV та Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast використовує ці дві основні технології, які були впроваджені оновленням Taproot для Біткойна, для реалізації децентралізованого управління мультипідписами Біткойна, без необхідності в ручному підписанні, а замість цього використовуючи код Біткойна для управління.
Отже, хто керує цими кодами? Це здійснюється через консенсус, досягнутий за допомогою другого рівня мережі.
Як другий рівень мережі досягає консенсусу, і як цей консенсус реалізує синхронізацію стану з першим рівнем Біткойну?
Це роль консенсусу Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Bitcoin SPV є простим способом перевірки 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 досить універсальним реалізацією байєсівського толерантного консенсус-протоколу PoS, який забезпечує високий рівень узгодженості мережевих вузлів через розподілений протокол (блокчейни, побудовані на базі фреймворку Substrate, зазвичай використовують Aura+Grandpa).
Отже, підсумовуючи принцип роботи трьох частин консенсусу Taproot:
"У системі кожен валідатор має BTC приватний ключ, що використовується для Schnorr підписів. Особливості Schnorr підписів дозволяють досягти ефективної агрегації підписів, що підвищує безпеку та ефективність системи. Агрегований публічний ключ Pagg, згенерований за допомогою схеми Musig2 мультипідпису, формує велику MAST (Merkle Abstract Syntax Tree) дерево.
Після генерації кореневого хешу дерева MAST, валідатор здійснює переказ BTC та операції гравіювання на адреси порогових підписів, створених деревом MAST, реалізуючи функцію подачі даних з основної мережі BTC до другого рівня. Водночас кожен валідатор виступає як легкий вузол Bitcoin SPV (Спрощена Підтвердження Платежів), що дозволяє йому безпечно та без дозволу синхронізувати стан мережі BTC.
Коротко кажучи:
Taproot Consensus використовує Schnorr+Mast для побудови децентралізованого управління BTC мультипідписами на першому рівні Біткойна і працює на другому рівні в мережі Bitcoin SPV вузлів. Наприклад, у певному проєкті вся мережа другого рівня працює на базі вузлів Bitcoin SPV, які можуть синхронізувати стан даних першого рівня Біткойна, що дозволяє забезпечити синхронізацію інформації між другим рівнем і першим рівнем Біткойна. Для забезпечення безпеки і надійності мережі другого рівня, цей проєкт об'єднав мережу вузлів Bitcoin SPV з Aura+Grandpa, тобто надав мережі вузлів Bitcoin SPV рівень безпеки BFT консенсусу. Іншими словами, управління активами мережі другого рівня здійснюється не певними мультипідписниками, а за допомогою BFT консенсусу, що дозволяє досягти справжньої децентралізації.
Чотири, інші технічні деталі жовтої книги
Окрім вищезгаданих технічних рамок, жовта книга Taproot Consensus також детально пояснює реалізаційні деталі таких технологій, як підписи Шнорра, MAST, SPV-легкі вузли Біткойн, Aura+Grandpa. Для тих, хто хоче вивчити та зрозуміти новітні технології Біткойна, ця жовта книга є всеосяжним та детальним навчальним матеріалом.
Крім того, жовта книга детально пояснює процес реалізації Musig2 та відмінності від інших відомих проектів BTC Layer2.
Наприклад, базова технологічна структура певного проєкту заснована на протоколі tBTC. tBTC використовує багатопідпис для створення мережі з пороговими підписами, яка має вищу узгодженість у порівнянні з традиційними розподіленими мережами.
Однак tBTC все ще є мультипідписною мережею, що потребує підписів 9 осіб. Щоб реально досягти незалежності від людей і покладатися на консенсус, необхідно поєднати мультипідписну мережу з механізмом консенсусу BFT PoS (байєсівський толерантний до помилок доказ частки). Це також є відмінністю між розподіленими мережами та блокчейном: розподілені мережі акцентують увагу на розподіленості, але їм бракує консенсусу, стійкого до байєсівських помилок, тоді як блокчейн, хоча також є розподіленою мережею, покладається на консенсус, стійкий до байєсівських помилок, для свого функціонування, отже, є справді децентралізованою мережею.
Рішення Taproot Consensus впроваджує це більш просунуте проєктування. Поєднуючи підписи Schnorr, MAST, SPV-легкі вузли Біткойна, а також механізми консенсусу Aura та Grandpa з байєсантинською стійкістю, створюється високо узгоджене і безпечне децентралізоване рішення Layer2 для розширення. Це злиття не лише підвищує масштабованість і зручність мережі Біткойн, а й забезпечує безпеку та узгодженість другої мережі.
Підсумок
Цей технічний жовтий документ систематично та всебічно описує реалізацію Taproot Consensus та технічні деталі, демонструючи нам повністю побудоване на рідній технології Біткойн рішення другого рівня для Біткойн.
Taproot Consensus не лише поважає та успадковує оригінальний технічний напрямок Біткойну, але й поєднує технології, що виникли внаслідок численних оновлень Біткойну, для здійснення комбінованих інновацій. Це справжній шедевр рідної технології розширення Біткойну.
З розвитком екосистеми Біткойн люди поступово усвідомлять, що справжнє децентралізоване рішення другого рівня для Біткойн є обов'язковим етапом розвитку екосистеми Біткойн, а рішення Taproot Consensus справді сяятиме.