Bậc thầy về công nghệ mở rộng tự nhiên của Bitcoin—Giải thích Sách Vàng Công nghệ BEVM

Lời nói đầu:

Ngày 20 tháng 5 năm 2024, Nhóm phát triển Bitcoin Lớp 2 BEVM chính thức phát hành tài liệu kỹ thuật màu vàng "Taproot Consnesus, giải pháp BTC Layer2 phi tập trung".

Bài viết màu vàng mô tả chi tiết việc triển khai Taproot Consnesus và cách kết hợp các công nghệ Bitcoin gốc như chữ ký Schnorr, nút MAST và Bitcoin SPV để xây dựng một hệ thống hoàn chỉnh hệ thống phi tập trung giải pháp BTC Layer2.

Sau khi đọc toàn bộ bài viết, tác giả cảm thấy rằng giải pháp Taproot Consnesus do nhóm BEVM đề xuất là một bậc thầy thực sự về công nghệ mở rộng vốn có của Bitcoin. Taproot Consnesus đã không thực hiện bất kỳ sửa đổi, bổ sung hoặc xóa mã Bitcoin nào, nhưng đã thực hiện đầy đủ các đổi mới kết hợp trên một số công nghệ Bitcoin gốc, với những ý tưởng ngắn gọn và cấu trúc khéo léo.

Trước khi chính thức diễn giải Sách vàng, chúng ta cần xem lại lịch sử lặp lại kỹ thuật của Bitcoin, để tạo điều kiện cho chúng ta hiểu rõ hơn về sự phát triển của Đồng thuận Taproot từ đó. sự phát triển của Bitcoin từng bước.

Văn bản:

1. của sự lặp lại công nghệ

Ngày 31 tháng 10 năm 2008

Satoshi Nakamoto đã xuất bản một bài báo có tiêu đề "Bitcoin: Hệ thống tiền mặt điện tử ngang hàng", chính thức đề xuất triển khai kỹ thuật hoàn chỉnh cho Bitcoin.

Trong Chương 8 của bài viết, Satoshi Nakamoto đã đề cập đến một giải pháp có tên SPV (Xác minh thanh toán đơn giản), đó là một xác minh thanh toán đơn giản. phương tiện kỹ thuật không cần chạy nút Bitcoin đầy đủ mà chỉ cần lưu tiêu đề khối và xác minh thanh toán.

Ngày 3 tháng 1 năm 2009

Satoshi Nakamoto đã khai thác khối Genesis trên một máy chủ nhỏ ở Helsinki, đánh dấu sự ra đời chính thức của Bitcoin.

Điều đáng nói là trong mã chính thức của Bitcoin, Satoshi Nakamoto đã sử dụng Thuật toán chữ ký số đường cong Elliptic, được gọi là ECDSA), nhưng đã làm như vậy không áp dụng công nghệ chữ ký Schnorr (Chữ ký Schnorr) phù hợp hơn với Bitcoin. Lý do không phải là chữ ký đường cong elip tốt hơn công nghệ chữ ký Schnorr mà là chữ ký Schnorr không phải là nguồn mở vào thời điểm đó. , vì vậy Satoshi Nakamoto đã quyết định điều tốt nhất tiếp theo là chọn chữ ký đường cong elip vốn đã là nguồn mở.

Chữ ký Schnorr giữ lại tất cả các chức năng và giả định bảo mật của chữ ký đường cong elip, đồng thời, nó có thể vượt qua khuôn khổ kỹ thuật của chữ ký đường cong elip mà Bitcoin có thể làm được. chỉ đạt được tốt nhất. 15 lớp ràng buộc đa chữ ký cuối cùng cho phép hơn 1.000 địa chỉ cùng quản lý Bitcoin mà không ảnh hưởng đến tốc độ chữ ký.

2018

Sau nhiều năm xác minh nhiều lần,< strong >Nhà phát triển cốt lõi Bitcoin, Gregory Maxwell và những người khác đã chính thức đề xuất BIP, đề xuất đưa chữ ký Schnorr vào mạng Bitcoin.

Ngày 14 tháng 11 năm 2021 

< strong>Bitcoin đã chính thức hoàn thành nâng cấp Taproot, chữ ký Schnorr đã chính thức được đưa vào mạng Bitcoin và Bitcoin đã mở ra một kỷ nguyên mới về đa chữ ký phi tập trung.

Ngoài chữ ký Schnorr, bản nâng cấp Taproot còn giới thiệu MAST (Cây cú pháp trừu tượng Merkelized), là một cây cú pháp trừu tượng của Merkel. cho phép Bitcoin có các chức năng tương tự như hợp đồng thông minh. Nó được thực hiện bằng cách tổ chức logic hợp đồng của nhiều nhánh có điều kiện thành dạng cây Merkle, cho phép mã Bitcoin thực hiện các yêu cầu chức năng tương tự như hợp đồng thông minh (tuy nhiên, nó bị hạn chế). xác minh thanh toán Bitcoin khác với các hợp đồng thông minh phức tạp của Ethereum).

Chữ ký Schnorr có thể tăng số lượng địa chỉ đa chữ ký Bitcoin lên hơn 1000 và MAST có thể thúc đẩy địa chỉ chữ ký Schnorr cho đa chữ ký thông qua chương trình Bitcoin, vì vậy, chữ ký Schnorr + MAST có thể tạo ra một mạng đa chữ ký Bitcoin phi tập trung không yêu cầu mọi người ký mà được điều khiển bởi các hướng dẫn mã Bitcoin.

Điều này có nghĩa là Bitcoin có thể loại bỏ các ràng buộc của lớp đầu tiên theo cách không đáng tin cậy, sau đó chuyển sang lớp Bitcoin thứ hai để triển khai phức tạp hơn và kịch bản kinh doanh phong phú hơn.

Giải pháp Taproot Consnesus do nhóm BEVM đề xuất là đỉnh cao của 13 năm lặp lại kỹ thuật của Bitcoin từ 2008 đến 2021.

2. Tổng quan về giải pháp Taproot Consnesus:

Sách vàng kỹ thuật của Taproot Consnesus bắt đầu bằng việc đề cập: "Bản chất hoàn chỉnh không có Turing của mạng Bitcoin hạn chế việc triển khai trực tiếp các giải pháp mở rộng Lớp 2 tương tự như Ethereum Rollup. Lớp hợp đồng tập lệnh của mạng Bitcoin chỉ có thể thực hiện chuyển khoản đơn giản. hoạt động. Nó không thể hỗ trợ các chức năng hợp đồng thông minh phức tạp hơn, do đó, việc xây dựng giải pháp mở rộng Lớp 2 hoàn toàn từ cấp độ tập lệnh Bitcoin là không khả thi."

Mô tả ở phần đầu rất chung chung, chỉ ra sự hoàn hảo không phải Turing của mạng Bitcoin và hợp đồng tập lệnh Bitcoin chỉ có thể thực hiện các hoạt động chuyển Bitcoin. Do đó, hướng đi đúng đắn cho việc mở rộng Bitcoin không phải là gây ồn ào về mạng lớp 1 của Bitcoin mà là sử dụng khả năng hiện có của Bitcoin để xây dựng một giải pháp mở rộng lớp 2 Bitcoin hoàn toàn phi tập trung.

Taproot Consensus tích hợp công nghệ Taproot của Bitcoin (chữ ký Schnorr và MAST), nút ánh sáng Bitcoin SPV và cơ chế đồng thuận BFT PoS để xây dựng mạng Lớp 2 phi tập trung và có tính nhất quán cao.

3. Giải thích chi tiết về kiến ​​trúc Taproot Consnesus

Sự đồng thuận Taproot do nhóm BEVM đề xuất bao gồm Schnorr+ Mast, Bitcoin SPV Nó bao gồm ba phần: Aura+Grandpa.

Schnorr+MastChúng tôi đã đề cập trong bài viết trước rằng hai tính năng gốc này do bản nâng cấp Bitcoin Taproot mang lại Sự kết hợp của các công nghệ có thể hiện thực hóa việc quản lý đa chữ ký phi tập trung của Bitcoin và nó không cần phải có chữ ký của con người mà được điều khiển bởi mã Bitcoin.

Vậy ai sẽ điều khiển những mã này? Nó được thúc đẩy bởi sự đồng thuận đạt được thông qua mạng lớp thứ hai.

Vậy, làm cách nào để mạng lớp thứ hai đạt được sự đồng thuận và sự đồng thuận này đồng bộ hóa với trạng thái triển khai lớp thứ nhất của Bitcoin như thế nào?

Đây là hiệu quả củasự đồng thuận Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).

Bitcoin SPV là một phương thức xác minh thanh toán đơn giản do Satoshi Nakamoto đề xuất mà không cần chạy nút đầy đủ, các giao dịch Bitcoin có thể được thực hiện. cũng được đồng bộ hóa và xác minh. Tính năng này cho phép Đồng thuận Taproot đồng bộ hóa trạng thái BTC trong môi trường phi tập trung hoàn toàn mà không có bất kỳ quyền nào.

Aura+Grandpa là một giao thức đồng thuận PoS tiên tiến tương đối phổ biến, triển khai khả năng chịu lỗi Byzantine. Nó đảm bảo mức độ nhất quán cao của mạng. các nút thông qua các giao thức phân tán (Blockchain được xây dựng bằng khung Substrate về cơ bản sử dụng Aura+Grandpa).

Vậy tóm lại nguyên tắc hoạt động của 3 phần của sự đồng thuận Taproot:

“Trong hệ thống BEVM, mỗi trình xác minh giữ một khóa riêng BTC được sử dụng cho chữ ký Schnorr. Các đặc điểm của chữ ký Schnorr cho phép tổng hợp chữ ký hiệu quả, từ đó cải thiện tính bảo mật và hiệu quả của hệ thống. . Khóa công khai tổng hợp Pagg được tạo bởi sơ đồ đa chữ ký Musig2 tạo thành một cây MAST (Cây cú pháp trừu tượng Merkle) lớn

Sau giá trị băm gốc của cây MAST được tạo, trình xác minh thực hiện các hoạt động chuyển và khắc BTC đến địa chỉ chữ ký ngưỡng do cây MAST tạo ra để nhận ra chức năng của mạng chính BTC gửi dữ liệu đến mạng BEVM cùng một lúc. trình xác minh hoạt động như nút ánh sáng SPV (Xác minh thanh toán đơn giản hóa) cho phép nó đồng bộ hóa trạng thái mạng BTC một cách an toàn và không cần được phép.”

Tóm lại:

Taproot sự đồng thuận Schnorr+Mast được sử dụng trên lớp Bitcoin đầu tiên để xây dựng quản lý đa chữ ký BTC phi tập trung và lớp thứ hai chạy mạng nút Bitcoin SPV làm ví dụ, tất cả các mạng lớp thứ hai BEVM đều chạy các nút Bitcoin SPV. các nút có thể đồng bộ hóa Bitcoin. Do đó, trạng thái dữ liệu của lớp có thể đồng bộ hóa thông tin lớp BEVM và Bitcoin. Để đảm bảo mạng lớp thứ hai an toàn và đáng tin cậy, BEVM tích hợp mạng nút Bitcoin SPV và Aura+Grandpa, có nghĩa là mạng nút Bitcoin SPV có mức độ bảo mật ở cấp độ đồng thuận BFT. Nghĩa là, tài sản mạng BEVM không được quản lý bởi một số người ký tên mà được thúc đẩy bởi sự đồng thuận BFT, từ đó đạt được sự phân cấp thực sự.

4. Các chi tiết kỹ thuật khác của Sách Vàng

Ngoài các công nghệ trên Ngoài khuôn khổ, giấy vàng đồng thuận Taproot còn giải thích chi tiết chi tiết triển khai chữ ký Schnorr, MAST, nút ánh sáng Bitcoin PSV, Aura+Grandpa và các công nghệ khác. Đối với những người muốn tìm hiểu và hiểu công nghệ Bitcoin mới nhất, giấy vàng đồng thuận Taproot do nhóm BEVM sản xuất là một tài liệu học tập rất toàn diện và chi tiết.

Không chỉ vậy, tờ giấy vàng còn giải thích chi tiết về quy trình triển khai Musig2, cũng như sự khác biệt giữa dự án BTC Layer2 nổi tiếng Mezo và Taproot đoàn kết.

Cấu trúc kỹ thuật cơ bản của Mezo dựa trên giao thức tBTC. tBTC sử dụng đa chữ ký Bitcoin để xây dựng mạng chữ ký ngưỡng này có tính nhất quán mạnh hơn các mạng phân tán truyền thống.

Tuy nhiên, tBTC vẫn là mạng đa chữ ký yêu cầu 9 người ký. Nếu bạn muốn thực sự nhận ra rằng nó không dựa vào con người mà dựa vào. dựa trên sự đồng thuận, bạn cần Mạng chữ ký được kết hợp với cơ chế đồng thuận BFT PoS (Byzantine Fault Tolerant Proof of Stake). (Đây cũng là điểm khác biệt giữa mạng phân tán và chuỗi khối. Mạng phân tán nhấn mạnh đến phân phối, nhưng thiếu sự đồng thuận chịu lỗi của Byzantine. Mặc dù chuỗi khối cũng là một mạng phân tán nhưng nó dựa vào sự đồng thuận có khả năng chịu lỗi của Byzantine để thúc đẩy nó. Vì vậy, nó thực sự là mạng phi tập trung).

Giải pháp đồng thuận Taproot áp dụng thiết kế tiên tiến hơn này. Bằng cách kết hợp chữ ký Schnorr, MAST, nút ánh sáng Bitcoin SPV và cơ chế đồng thuận chịu lỗi Aura và Grandpa Byzantine, một giải pháp mở rộng Lớp 2 phi tập trung có tính nhất quán và an toàn cao sẽ được xây dựng. Sự tích hợp này không chỉ cải thiện khả năng mở rộng và tính sẵn có của mạng Bitcoin mà còn đảm bảo tính bảo mật và tính nhất quán của mạng BEVM.

Tóm tắt:

Sách màu vàng kỹ thuật do BEVM phát hành nhóm, Nó mô tả một cách có hệ thống và toàn diện kế hoạch triển khai và các chi tiết kỹ thuật của Đồng thuận Taproot, cho chúng ta thấy giải pháp lớp thứ hai của Bitcoin được xây dựng hoàn toàn dựa trên công nghệ gốc của Bitcoin.

Taproot Consensus không chỉ tôn trọng và kế thừa hướng kỹ thuật ban đầu của Bitcoin mà còn kết hợp các công nghệ do các bản nâng cấp Bitcoin trước đây mang lại để thực hiện sự đổi mới tổng hợp. bậc thầy về công nghệ mở rộng vốn có của Bitcoin.

Với sự phát triển không ngừng của hệ sinh thái Bitcoin, mọi người sẽ dần dần nhận ra rằng giải pháp lớp thứ hai Bitcoin phi tập trung thực sự là sự phát triển của hệ sinh thái Bitcoin là giải pháp duy nhất. con đường để đi và các giải pháp như Taproot Consensus sẽ thực sự tỏa sáng.