عملة بيتكوين الأصلية: تحليل وثيقة تقنية Taproot Consensus

في 20 مايو 2024، أصدرت فريق تطوير Layer2 لبيتكوين كتابًا تقنيًا بعنوان "Taproot Consensus: حل BTC Layer2 لامركزي". يصف هذا الكتاب كيفية تنفيذ Taproot Consensus، وكيفية دمج تقنيات بيتكوين الأصلية مثل توقيع شنوور، MAST، وعقد SPV لبيتكوين لبناء حل BTC Layer2 لامركزي تمامًا.

توافق Taproot هو تجميع للتقنيات الأصلية الخاصة ببيتكوين. لم يتم إجراء أي تعديلات على كود بيتكوين، بل تم الاستفادة بشكل كامل من عدة تقنيات أصلية في بيتكوين لتكوين ابتكارات، بفكر بسيط وبنية ذكية.

قبل تفسير الكتاب الأصفر، دعونا نراجع تاريخ التطور التكنولوجي لبيتكوين، لفهم كيف نشأ إجماع Taproot من سياق تطور بيتكوين.

! Bitcoin Native Scaling Technology Collection: تفسير شامل للكتاب الأصفر لتقنية BEVM

أ. تاريخ تطور تقنية البيتكوين

في 31 أكتوبر 2008، نشر ساتوشي ناكاموتو ورقة بعنوان "بيتكوين: نظام نقدي إلكتروني نظير إلى نظير"، حيث اقترح رسميًا خطة التنفيذ التقنية الكاملة لبيتكوين. وقد ذكرت الورقة حل التحقق من الدفع البسيط (SPV)، وهو وسيلة تقنية للتحقق من المدفوعات دون الحاجة لتشغيل عقدة كاملة لبيتكوين، بل يكفي حفظ رؤوس الكتل.

في 3 يناير 2009، قام ساتوشي ناكاموتو بالتعدين على الكتلة الجذرية على خادم صغير في هلسنكي، مما يمثل ولادة بيتكوين رسميًا. من الجدير بالذكر أن بيتكوين استخدمت في البداية تقنية توقيع المنحنيات البيضاوية (ECDSA)، بدلاً من تقنية توقيع شينور الأكثر ملاءمة. وكان ذلك لأن تقنية توقيع شينور لم تكن قد أصبحت مفتوحة المصدر بعد، وكانت لا تزال تحت حماية براءة الاختراع.

في عام 2018، وبعد سنوات من التحقق، اقترح مطورو بيتكوين الرئيسيون رسميًا إدخال توقيع شنوور إلى شبكة بيتكوين.

في 14 نوفمبر 2021، أكملت بيتكوين ترقية Taproot، وتم إدخال توقيع شينور رسميًا في شبكة بيتكوين، مما أطلق عصر التوقيع المتعدد اللامركزي. كما أدت ترقية Taproot إلى إدخال MAST (شجرة التركيب ميركل)، مما يمنح بيتكوين ميزات مشابهة للعقود الذكية.

يجمع توقيع شينور وMAST، مما يسمح لـبيتكوين بتجاوز مستوى معين بطريقة غير موثوقة، وتحقيق سيناريوهات أعمال أكثر تعقيدًا وغنى في الطبقة الثانية.

٢. نظرة عامة على حل إجماع Taproot

أشار المقدمة في وثيقة Taproot Consensus الفنية إلى أن الطبيعة غير القابلة للحوسبة الكاملة لشبكة بيتكوين تحد من قدرتها على تنفيذ حلول التوسع Layer2 المماثلة لـ Rollup الخاصة بالإيثريوم مباشرةً. يمكن لطبقة عقود بيتكوين النصية إجراء عمليات تحويل بسيطة فقط، ولا يمكنها دعم وظائف العقود الذكية المعقدة. لذلك، فإن بناء حلول التوسع Layer2 من مجرد مستوى نصوص بيتكوين غير ممكن.

تجمع توافق Taproot بين تقنية Taproot الخاصة بـ بيتكوين (توقيعات Schnorr و MAST)، وعقد SPV الخفيفة في بيتكوين، وآلية توافق BFT PoS لبناء شبكة Layer2 لامركزية ومتسقة للغاية.

ثلاثة، شرح مفصل لبنية توافق Taproot

يتكون توافق Taproot من ثلاثة أجزاء: Schnorr+MAST، Bitcoin SPV وAura+Grandpa.

تستخدم Schnorr+MAST التقنية الأصلية التي يوفرها ترقية بيتكوين Taproot لتحقيق إدارة متعددة التوقيعات اللامركزية لبيتكوين، دون الحاجة إلى توقيع يدوي، بل يتم ذلك من خلال كود بيتكوين.

بيتكوين SPV هو أسلوب تحقق من الدفع البسيط الذي اقترحه ساتوشي ناكاموتو، حيث لا يلزم تشغيل عقدة كاملة لتزامن والتحقق من معاملات بيتكوين. وهذا يجعل Taproot Consensus قادرًا على تزامن حالة BTC في بيئة لامركزية بالكامل دون الحاجة إلى إذن.

Aura+Grandpa هو بروتوكول توافق متقدم لـPoS يحقق التسامح البيزنطي للأخطاء، مما يضمن توافُقًا عاليًا بين عقد الشبكة.

مبدأ تشغيل Taproot Consensus هو كما يلي:

في النظام، يحتفظ كل مصدق بمفتاح BTC الخاص المستخدم في توقيع Schnorr. يتم تشكيل مفتاح التجميع Pagg الناتج عن مخطط التوقيع المتعدد Musig2 شجرة MAST كبيرة. يقوم المصدّقون بتحويل BTC إلى عنوان التوقيع الحدّي الناتج عن شجرة MAST وإجراء عمليات النقش، مما يحقق وظيفة إرسال البيانات من شبكة BTC الرئيسية إلى الشبكة من الطبقة الثانية. في الوقت نفسه، يعمل كل مصدق كنقطة خفيفة SPV لبيتكوين، مما يتيح له مزامنة حالة شبكة BTC بشكل آمن وبدون إذن.

باختصار، يستخدم إجماع Taproot في الطبقة الأولى من بيتكوين Schnorr+MAST لبناء إدارة متعددة التوقيعات لبيتكوين BTC بطريقة لامركزية، بينما تعمل الطبقة الثانية على شبكة عقد SPV لبيتكوين. تعمل شبكة الطبقة الثانية بالكامل على عقد SPV لبيتكوين، ويمكنها مزامنة حالة بيانات الطبقة الأولى من بيتكوين. لضمان أمان وموثوقية شبكة الطبقة الثانية، تم دمج شبكة عقد SPV لبيتكوين مع Aura+Grandpa، مما يمنحها مستوى الأمان من حيث إجماع BFT. ليست بعض التوقيعات المتعددة هي التي تدير أصول شبكة الطبقة الثانية، بل يعتمد الأمر على إجماع BFT لتحقيق لامركزية حقيقية.

أربعة، تفاصيل تقنية أخرى

بالإضافة إلى إطار العمل الفني المذكور أعلاه، يشرح الكتاب الأصفر الخاص بـ Taproot Consensus أيضًا بالتفصيل تفاصيل تنفيذ تقنيات مثل توقيع شينور، MAST، عقدة SPV الخفيفة لبيتكوين، Aura + Grandpa، وهو مادة شاملة لتعلم أحدث تقنيات بيتكوين.

تشرح الورقة الصفراء أيضًا بالتفصيل عملية تنفيذ Musig2 ، بالإضافة إلى الاختلافات بينها وبين مشاريع BTC Layer2 المعروفة الأخرى. على سبيل المثال ، تعتمد بنية التقنية الأساسية لمشروع معين على بروتوكول tBTC ، والذي يستخدم توقيع متعدد للبيتكوين لبناء شبكة توقيع عتبة. لكن لا يزال هذا شبكة توقيع متعددة تحتاج إلى 9 أشخاص للتوقيع ، لتحقيق ذلك حقًا دون الاعتماد على الأفراد ولكن بالاعتماد على القيادة من خلال الإجماع ، من الضروري دمج شبكة التوقيع المتعددة مع آلية إجماع BFT PoS.

توافق Taproot采用 تصميمًا أكثر تقدمًا من خلال دمج توقيعات Schnorr، وMAST، وعقد SPV خفيفة من بيتكوين، وآليات توافق بايزيان Aura وGrandpa، مما أسس خطة توسيع لطبقة 2 لامركزية بموثوقية وأمان عاليين. لا يعزز هذا الدمج فقط قابلية توسيع شبكة بيتكوين وملاءمتها، بل يضمن أيضًا أمان وتناسق الشبكة من الطبقة الثانية.

ملخص

تصف هذه الوثيقة التقنية الشاملة نظامياً خطة تنفيذ Taproot Consensus والتفاصيل الفنية، وتعرض حلاً طبقيًا ثانويًا لبيتكوين مبنيًا بالكامل على تقنية بيتكوين الأصلية.

توافق Taproot لا يحترم فقط ويعتمد على الاتجاه التكنولوجي الأصلي لبيتكوين، بل يجمع أيضًا الابتكارات الناتجة عن التحديثات المختلفة لبيتكوين، وهو عمل تجميعي حقيقي لتقنية التوسع الأصلية لبيتكوين.

مع استمرار تطوير بيئة بيتكوين، ستصبح الحلول من المستوى الثاني اللامركزية حقًا مسارًا ضروريًا لتطوير بيئة بيتكوين، ومن المتوقع أن تبرز حلول مثل Taproot Consensus في المستقبل.