سيد تقنية التوسع الأصلية للبيتكوين — تفسير الورقة الصفراء لتقنية BEVM

المقدمة:

20 مايو 2024، فريق تطوير Bitcoin Layer 2 BEVM أصدرت رسميًا الورقة الصفراء الفنية "Taproot Consnesus، حل BTC Layer2 اللامركزي".

تصف الورقة الصفراء بالتفصيل تنفيذ Taproot Consnesus وكيفية الجمع بين تقنيات Bitcoin الأصلية مثل توقيعات Schnorr وMAST وعقد Bitcoin SPV لبناء شبكة كاملة نظام لا مركزي. حل BTC Layer2.

بعد قراءة المقال بأكمله، يشعر المؤلف أن حل Taproot Consnesus الذي اقترحه فريق BEVM هو سيد حقيقي لتقنية التوسع الأصلية للبيتكوين. لم يقم Taproot Consnesus بإجراء أي تعديلات أو إضافات أو حذف على كود Bitcoin، ولكنه نفذ بالكامل ابتكارات مجمعة على العديد من تقنيات Bitcoin الأصلية، مع أفكار موجزة وبنية بارعة.

قبل التفسير الرسمي للورقة الصفراء، من الضروري بالنسبة لنا مراجعة تاريخ التكرارات الفنية للبيتكوين، وذلك لتسهيل فهمنا لكيفية تطور Taproot Consnesus من تطور البيتكوين خطوة بخطوة.

النص:

1 تكرار التكنولوجيا

31 أكتوبر 2008

نشر ساتوشي ناكاموتو ورقة بحثية بعنوان "البيتكوين: نظام نقدي إلكتروني من نظير إلى نظير"، يقترح رسميًا التنفيذ الفني الكامل للبيتكوين.

في الفصل الثامن من الورقة، ذكر ساتوشي ناكاموتو حلاً يسمى SPV (التحقق البسيط من الدفع)، وهو عبارة عن التحقق البسيط من الدفع وسيلة تقنية لا تحتاج إلى تشغيل عقدة Bitcoin كاملة، ولكنها تحتاج فقط إلى حفظ رأس الكتلة والتحقق من الدفع.

3 يناير 2009

ساتوشي ناكاموتو قام بتعدين كتلة التكوين على خادم صغير في هلسنكي، مما يمثل الميلاد الرسمي للبيتكوين.

من الجدير بالذكر أنه في الكود الرسمي للبيتكوين، استخدم ساتوشي ناكاموتو خوارزمية التوقيع الرقمي ذات المنحنى الإهليلجي، والمشار إليها باسم ECDSA)، لكنه فعل ذلك عدم اعتماد تقنية توقيع شنور (توقيع شنور) الأكثر ملاءمة لبيتكوين، والسبب ليس أن توقيعات المنحنى الإهليلجي أفضل من تقنية توقيع شنور، ولكن توقيعات شنور لم تكن مفتوحة المصدر في ذلك الوقت لذلك استقر ساتوشي ناكاموتو على الخيار الأفضل التالي واختار توقيع المنحنى الناقص الذي كان مفتوح المصدر بالفعل.

يحتفظ توقيع Schnorr بجميع الوظائف والافتراضات الأمنية لتوقيعات المنحنى الإهليلجي، وفي الوقت نفسه، يمكنه اختراق الإطار الفني لتوقيعات المنحنى الإهليلجي التي تستطيع Bitcoin القيام بها لا يمكن تحقيق سوى 15 طبقة من قيود التوقيع المتعدد في نهاية المطاف لأكثر من 1000 عنوان لإدارة Bitcoin بشكل مشترك دون التأثير على سرعة التوقيع.

2018

بعد سنوات من التحقق المتكرر،< قوي >اقترح مطور البيتكوين الأساسي غريغوري ماكسويل وآخرون BIP رسميًا، واقترحوا إدخال توقيع Schnorr في شبكة Bitcoin.

14 نوفمبر 2021

< strong>بيتكوين أكملت رسميًا ترقية Taproot، وتم تضمين توقيع Schnorr رسميًا في شبكة Bitcoin، وفتحت Bitcoin حقبة جديدة من التوقيعات المتعددة اللامركزية.

بالإضافة إلى توقيع Schnorr، تقدم ترقية Taproot أيضًا MAST (أشجار بناء الجملة المجردة Merkelized)، وهي شجرة بناء جملة مجردة من Merkel التكنولوجيا التي تسمح للبيتكوين بأن يكون لها وظائف مشابهة للعقود الذكية، ويتم تنفيذها من خلال تنظيم منطق العقد للفروع المشروطة المتعددة في شكل شجرة ميركل، والتي تسمح لكود البيتكوين بتنفيذ متطلبات وظيفية مشابهة للعقود الذكية (ومع ذلك، فهي كذلك). يقتصر على التحقق من دفع Bitcoin عن العقود الذكية المعقدة لـ Ethereum).

يمكن لتوقيع Schnorr زيادة عدد عناوين Bitcoin المتعددة التوقيع إلى أكثر من 1000 عنوان، ويمكن لـ MAST دفع عنوان توقيع Schnorr للتوقيع المتعدد من خلال برنامج Bitcoin. لذلك، يمكن لتوقيع Schnorr + MAST تحقيق شبكة Bitcoin متعددة التوقيع لا مركزية لا تتطلب من الأشخاص التوقيع ولكنها مدفوعة بتعليمات رمز Bitcoin.

وهذا يعني أن البيتكوين يمكنها التخلص من قيود الطبقة الأولى بطريقة غير موثوقة، ومن ثم الانتقال إلى الطبقة الثانية من البيتكوين لتنفيذ المزيد من التعقيد والبساطة. سيناريوهات الأعمال الأكثر ثراءً.

يعد حل Taproot Consnesus الذي اقترحه فريق BEVM تتويجًا لـ 13 عامًا من التكرارات الفنية لبيتكوين من عام 2008 إلى عام 2021.

2. نظرة عامة على حل Taproot Consnesus:

تبدأ الورقة الصفراء الفنية لـ Taproot Consnesus بالإشارة إلى: "إن الطبيعة الكاملة غير التورينجية لشبكة Bitcoin تحد من تنفيذها المباشر لحلول تمديد الطبقة الثانية المشابهة لـ Ethereum Rollup. يمكن لطبقة عقد البرنامج النصي لشبكة Bitcoin إجراء نقل بسيط فقط العمليات. لا يمكنها دعم وظائف العقود الذكية الأكثر تعقيدًا، لذلك، ليس من الممكن إنشاء حل تمديد من الطبقة الثانية فقط من مستوى البرنامج النصي للبيتكوين."

الوصف في البداية عام للغاية، ويشير إلى الكمال غير التورينجي لشبكة Bitcoin، ولا يمكن لعقد Bitcoin النصي سوى إجراء عمليات نقل Bitcoin. لذلك، فإن الاتجاه الصحيح لتوسيع Bitcoin ليس إثارة ضجة حول شبكة Bitcoin Layer 1، ولكن استخدام إمكانات Bitcoin الحالية لبناء حل توسيع Bitcoin اللامركزي بالكامل.

يدمج إجماع Taproot تقنية Taproot الخاصة بـ Bitcoin (توقيع Schnorr وMAST)، وعقدة Bitcoin SPV الخفيفة وآلية إجماع BFT PoS لبناء شبكة لا مركزية ومتسقة للغاية من الطبقة الثانية.

3. شرح تفصيلي لبنية Taproot Consnesus

يتكون إجماع Taproot الذي اقترحه فريق BEVM من Schnorr+ Mast، Bitcoin SPV ويتكون من ثلاثة أجزاء: Aura+Grandpa.

Schnorr+Mastلقد ذكرنا بالفعل في المقالة السابقة أن هاتين الميزتين الأصليتين جلبتهما ترقية Bitcoin Taproot يمكن لمجموعة التقنيات تحقيق الإدارة اللامركزية متعددة التوقيعات للبيتكوين، ولا تحتاج إلى توقيع من قبل البشر، ولكنها مدفوعة بكود البيتكوين.

فمن سيقود هذه الرموز؟ إنه مدفوع بالإجماع الذي تم التوصل إليه من خلال شبكة الطبقة الثانية.

إذًا، كيف تصل شبكة الطبقة الثانية إلى الإجماع، وكيف يتزامن هذا الإجماع مع حالة تنفيذ الطبقة الأولى للبيتكوين؟

هذه هي فعاليةإجماع Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).

Bitcoin SPV هي طريقة بسيطة للتحقق من الدفع اقترحها ساتوشي ناكاموتو بدون تشغيل عقدة كاملة، يمكن إجراء معاملات Bitcoin كما تتم مزامنتها والتحقق منها. تتيح هذه الميزة لـ Taproot Consensus مزامنة حالة BTC في بيئة لا مركزية تمامًا دون أي أذونات.

Aura+Grandpa هو بروتوكول إجماع متقدم شائع نسبيًا لـ PoS ينفذ التسامح مع الأخطاء البيزنطية ويضمن درجة عالية من اتساق الشبكة العقد من خلال البروتوكولات الموزعة (تستخدم سلاسل الكتل المبنية باستخدام إطار عمل Substrate بشكل أساسي Aura+Grandpa).

لذلك، باختصار، مبدأ تشغيل الأجزاء الثلاثة لإجماع Taproot:

"في نظام BEVM، يحمل كل مدقق مفتاح BTC خاصًا يستخدم لتوقيعات شنور. تتيح خصائص توقيعات شنور تجميع التوقيعات بكفاءة، وبالتالي تحسين أمان وكفاءة النظام. . يشكل المفتاح العام المجمع Pagg الذي تم إنشاؤه بواسطة نظام Musig2 متعدد التوقيع شجرة MAST (شجرة تركيب خلاصة Merkle) كبيرة

بعد يتم إنشاء قيمة التجزئة الجذرية لشجرة MAST، ويقوم جهاز التحقق بإجراء عمليات نقل ونقش BTC إلى عنوان توقيع العتبة الذي تم إنشاؤه بواسطة شجرة MAST لتحقيق وظيفة شبكة BTC الرئيسية التي ترسل البيانات إلى شبكة BEVM في نفس الوقت تعمل أداة التحقق كعقدة ضوئية لـ Bitcoin SPV (التحقق من الدفع المبسط) تمكنها من مزامنة حالة شبكة BTC بشكل آمن ودون إذن."

باختصار:

الجذر الرئيسي يتم استخدام Schnorr+Mast على الطبقة الأولى من Bitcoin لبناء إدارة لامركزية متعددة التوقيعات لـ BTC، وتقوم الطبقة الثانية بتشغيل شبكة عقدة Bitcoin SPV يمكن للعقد مزامنة Bitcoin One. وبالتالي، يمكن لحالة بيانات الطبقة مزامنة معلومات طبقة BEVM وBitcoin. من أجل ضمان أن تكون شبكة الطبقة الثانية آمنة وجديرة بالثقة، تقوم BEVM بدمج شبكة عقدة Bitcoin SPV وAura+Grandpa، مما يعني أن شبكة عقدة Bitcoin SPV تتمتع بمستوى الأمان لمستوى إجماع BFT. أي أن أصول شبكة BEVM لا تتم إدارتها من قبل بعض الموقعين المتعددين ولكنها مدفوعة بإجماع BFT، وبالتالي تحقيق اللامركزية الحقيقية.

4. تفاصيل فنية أخرى للكتاب الأصفر

بالإضافة إلى التقنيات المذكورة أعلاه بالإضافة إلى إطار العمل، تشرح الورقة الصفراء المتوافقة على Taproot أيضًا بالتفصيل تفاصيل تنفيذ توقيع Schnorr وMAST وBitcoin PSV Light Node وAura+Grandpa وغيرها من التقنيات. بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في تعلم وفهم أحدث تقنيات Bitcoin، فإن الورقة الصفراء المتفق عليها Taproot والتي أنتجها فريق BEVM هي مادة تعليمية شاملة ومفصلة للغاية.

ليس هذا فحسب، فالورقة الصفراء تشرح أيضًا بالتفصيل عملية تنفيذ Musig2، بالإضافة إلى الفرق بين مشروع BTC Layer2 الشهير Mezo وTaproot إجماع.

يعتمد الهيكل الفني الأساسي لـ Mezo على بروتوكول tBTC. تستخدم tBTC التوقيع المتعدد للبيتكوين لبناء شبكة توقيع العتبة. يتمتع هذا الهيكل بتناسق أقوى من الشبكات الموزعة التقليدية.

ومع ذلك، لا تزال tBTC شبكة متعددة التوقيع وتتطلب توقيع 9 أشخاص إذا كنت تريد أن تدرك حقًا أنها لا تعتمد على الأشخاص ولكنها تعتمد عليهم بناءً على الإجماع، تحتاج إلى دمج شبكة التوقيع مع آلية الإجماع BFT PoS (إثبات الحصة البيزنطية). (وهذا هو أيضًا الفرق بين الشبكات الموزعة وسلاسل الكتل. تؤكد الشبكات الموزعة على التوزيع، ولكنها تفتقر إلى الإجماع البيزنطي المتسامح مع الأخطاء. على الرغم من أن blockchain هي أيضًا شبكة موزعة، إلا أنها تعتمد على الإجماع البيزنطي المتسامح مع الأخطاء لدفعها. لذلك، فهي حقًا الشبكة اللامركزية).

يعتمد حل Taproot Consensus هذا التصميم الأكثر تقدمًا. من خلال الجمع بين توقيعات Schnorr، وMAST، وعقد Bitcoin SPV الخفيفة، وآليات الإجماع المتسامحة مع الأخطاء Aura وGrandpa Byzantine، تم إنشاء حل توسيع لامركزي من الطبقة الثانية متسق وآمن للغاية. لا يعمل هذا التكامل على تحسين قابلية التوسع وتوافر شبكة Bitcoin فحسب، بل يضمن أيضًا أمان واتساق شبكة BEVM.

الملخص:

الورقة الصفراء الفنية الصادرة عن BEVM الفريق، يصف بشكل منهجي وشامل خطة التنفيذ والتفاصيل الفنية لتوافق Taproot، ويبين لنا حل Bitcoin من الطبقة الثانية مبني بالكامل على تقنية Bitcoin الأصلية.

لا يحترم تطبيق Taproot الاتجاه الفني الأصلي للبيتكوين ويرثه فحسب، بل يجمع أيضًا بين التقنيات التي جلبتها الترقيات السابقة للبيتكوين لتنفيذ ابتكار مشترك حقيقي ماجستير في تقنيات التوسع الأصلية للبيتكوين.

مع التطوير المستمر لنظام Bitcoin البيئي، سيدرك الناس تدريجيًا أن حل الطبقة الثانية اللامركزية حقًا من Bitcoin هو تطوير نظام Bitcoin البيئي طريق طويل، والحلول مثل Taproot Consensus سوف تتألق حقًا.