La réalisation ultime de la technologie natale du Bitcoin : Analyse du livre blanc de la technologie Taproot Consensus
Le 20 mai 2024, une équipe de développement Layer2 de Bitcoin a publié un livre blanc technique intitulé "Taproot Consensus : une solution BTC Layer2 décentralisée". Ce livre blanc décrit en détail la manière dont Taproot Consensus est mis en œuvre, ainsi que comment combiner les signatures Schnorr, MAST, les nœuds SPV de Bitcoin et d'autres technologies natives de Bitcoin pour construire une solution BTC Layer2 entièrement décentralisée.
Le Consensus Taproot est la synthèse des technologies d'expansion natives de Bitcoin. Il n'a apporté aucune modification au code de Bitcoin, mais a plutôt tiré parti de plusieurs technologies natives de Bitcoin pour une combinaison innovante, avec une approche simple et une structure astucieuse.
Avant d'interpréter le livre jaune, revenons sur l'évolution technologique de Bitcoin afin de comprendre comment le consensus Taproot est né de l'évolution de Bitcoin.
I. Brève histoire du développement de la technologie Bitcoin
Le 31 octobre 2008, Satoshi Nakamoto a publié le document "Bitcoin : un système de monnaie électronique pair-à-pair", présentant officiellement la solution technique complète pour Bitcoin. Le document mentionne la solution de vérification des paiements simplifiée (SPV), qui est une méthode technique permettant de vérifier les paiements sans avoir à faire fonctionner un nœud complet Bitcoin, en se contentant de conserver l'en-tête du bloc.
Le 3 janvier 2009, Satoshi Nakamoto a miné le bloc de genèse sur un petit serveur à Helsinki, marquant la naissance officielle de Bitcoin. Il convient de noter que Bitcoin a initialement utilisé la technologie de signature à courbe elliptique (ECDSA), plutôt que la technologie de signature de Schnorr, qui serait plus appropriée. Cela est dû au fait que la signature de Schnorr n'avait pas encore été open source et était encore sous protection par brevet.
En 2018, après de nombreuses années de validation, les développeurs principaux de Bitcoin ont officiellement proposé d'introduire les signatures Schnorr dans le réseau Bitcoin.
Le 14 novembre 2021, Bitcoin a achevé la mise à niveau Taproot, intégrant officiellement les signatures Schnorr dans le réseau Bitcoin, marquant le début de l'ère de la multi-signature décentralisée. La mise à niveau Taproot a également introduit MAST (Merkel Abstract Syntax Tree), permettant à Bitcoin de posséder des fonctionnalités similaires à celles des contrats intelligents.
La combinaison de la signature Schnorr et de MAST permet à Bitcoin de surmonter une couche de limitation de manière décentralisée, et d'implémenter des cas d'utilisation plus complexes et plus riches au sein de la couche deux.
II. Aperçu de la solution de consensus Taproot
Le livre blanc sur la technologie Taproot Consensus commence par souligner que la nature non Turing-complete du réseau Bitcoin limite sa capacité à mettre en œuvre directement des solutions d'extension Layer2 similaires aux Rollups d'Ethereum. La couche de contrat script de Bitcoin ne peut effectuer que des opérations de transfert simples et ne prend pas en charge des fonctionnalités de contrats intelligents complexes. Par conséquent, il n'est pas viable de construire des solutions d'extension Layer2 uniquement à partir de la couche de script de Bitcoin.
Le Consensus Taproot intègre la technologie Taproot de Bitcoin (signatures Schnorr et MAST), les nœuds légers SPV de Bitcoin et le mécanisme de consensus BFT PoS, construisant ainsi un réseau Layer2 décentralisé et hautement cohérent.
Trois, explication détaillée de l'architecture du consensus Taproot
Le Consensus Taproot est composé de trois parties : Schnorr+MAST, Bitcoin SPV et Aura+Grandpa.
Schnorr+MAST utilise les technologies natives apportées par la mise à niveau Taproot de Bitcoin pour combiner et réaliser une gestion décentralisée des multisignatures de Bitcoin, sans nécessiter de signatures manuelles, mais plutôt en étant pilotée par le code Bitcoin.
Bitcoin SPV est une méthode de vérification de paiement simple proposée par Satoshi Nakamoto, qui permet de synchroniser et de vérifier les transactions Bitcoin sans avoir besoin d'exécuter un nœud complet. Cela permet à Taproot Consensus de synchroniser l'état de BTC dans un environnement complètement décentralisé, sans autorisation.
Aura+Grandpa est un protocole de consensus PoS avancé qui réalise la tolérance aux pannes de type byzantin, garantissant une haute cohérence des nœuds du réseau.
Le principe de fonctionnement de Taproot Consensus est le suivant :
Dans le système, chaque validateur détient une clé privée BTC pour la signature Schnorr. La clé publique agrégée Pagg, générée par le schéma de signature multiple Musig2, forme un grand arbre MAST. Les validateurs effectuent des transferts de BTC et des opérations de gravure vers l'adresse de signature de seuil générée par l'arbre MAST, réalisant la fonction de soumission de données du réseau principal BTC vers le réseau de deuxième couche. En même temps, chaque validateur agit en tant que nœud léger SPV Bitcoin, capable de synchroniser en toute sécurité et sans autorisation l'état du réseau BTC.
En résumé, le consensus Taproot utilise Schnorr+MAST pour construire une gestion décentralisée des multi-signatures BTC au niveau de la couche Bitcoin, tandis que la deuxième couche exécute un réseau de nœuds SPV Bitcoin. Le réseau de la deuxième couche fonctionne entièrement avec des nœuds SPV Bitcoin, capables de synchroniser l'état des données de la couche Bitcoin. Pour garantir la sécurité et la fiabilité du réseau de la deuxième couche, le réseau de nœuds SPV Bitcoin est intégré avec Aura+Grandpa, lui conférant un niveau de sécurité au niveau du consensus BFT. La gestion des actifs du réseau de la deuxième couche n'est pas assurée par certains multi-signataires, mais repose plutôt sur un consensus BFT, réalisant ainsi une véritable décentralisation.
Quatrième, autres détails techniques
En plus du cadre technologique susmentionné, le livre blanc du consensus Taproot explique également en détail les détails de mise en œuvre des technologies telles que les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers SPV Bitcoin, Aura+Grandpa, constituant ainsi une ressource complète pour apprendre les dernières technologies de Bitcoin.
Le livre blanc explique également en détail le processus de mise en œuvre de Musig2, ainsi que les différences avec d'autres projets BTC Layer2 connus. Par exemple, l'architecture technique sous-jacente d'un certain projet est basée sur le protocole tBTC, utilisant la multi-signature Bitcoin pour construire un réseau de signatures de seuil. Mais c'est toujours un réseau de multi-signataires nécessitant la signature de 9 personnes. Pour vraiment réaliser un système qui ne repose pas sur des individus mais sur un consensus, il est nécessaire de combiner le réseau de multi-signatures avec un mécanisme de consensus BFT PoS.
Le Consensus Taproot adopte un design plus avancé, en combinant les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers SPV de Bitcoin ainsi que les mécanismes de consensus Byzantine Aura et Grandpa, pour construire une solution d'extension décentralisée Layer2 hautement cohérente et sécurisée. Cette fusion améliore non seulement l'évolutivité et l'utilisabilité du réseau Bitcoin, mais elle garantit également la sécurité et la cohérence du réseau de deuxième couche.
Résumé
Ce livre blanc technique décrit de manière systématique le plan de mise en œuvre et les détails techniques du Consensus Taproot, présentant une solution de deuxième couche Bitcoin entièrement construite sur la technologie native de Bitcoin.
Taproot Consensus non seulement respecte et hérite de l'orientation technique originale de Bitcoin, mais combine également les innovations apportées par les mises à jour successives de Bitcoin, constituant ainsi une véritable œuvre maîtresse de la technologie d'expansion native de Bitcoin.
Avec le développement constant de l'écosystème Bitcoin, les solutions de deuxième couche véritablement décentralisées deviendront une voie incontournable pour le développement de l'écosystème Bitcoin, et des solutions comme Taproot Consensus devraient briller à l'avenir.
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GasOptimizer
· 07-13 18:00
Enfin, nous avons enfin la solution de couche 2 native pour Bitcoin.
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OnChainDetective
· 07-13 16:11
hmm, l'analyse des modèles montre une autre solution l2... voyons si celle-ci résiste à l'examen statistique
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FloorSweeper
· 07-10 19:01
C'est vraiment un chef-d'œuvre.
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BlockchainFoodie
· 07-10 18:55
a le goût d'un mécanisme de consensus parfaitement mariné... une technologie juteuse empilée juste comme il faut
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ZKSherlock
· 07-10 18:51
en fait... une utilisation assez élégante des primitives crypto natives, mais où est le composant de connaissance nulle ? smh
Taproot Consensus : une solution décentralisée Layer2 construite sur la technologie native de Bitcoin
La réalisation ultime de la technologie natale du Bitcoin : Analyse du livre blanc de la technologie Taproot Consensus
Le 20 mai 2024, une équipe de développement Layer2 de Bitcoin a publié un livre blanc technique intitulé "Taproot Consensus : une solution BTC Layer2 décentralisée". Ce livre blanc décrit en détail la manière dont Taproot Consensus est mis en œuvre, ainsi que comment combiner les signatures Schnorr, MAST, les nœuds SPV de Bitcoin et d'autres technologies natives de Bitcoin pour construire une solution BTC Layer2 entièrement décentralisée.
Le Consensus Taproot est la synthèse des technologies d'expansion natives de Bitcoin. Il n'a apporté aucune modification au code de Bitcoin, mais a plutôt tiré parti de plusieurs technologies natives de Bitcoin pour une combinaison innovante, avec une approche simple et une structure astucieuse.
Avant d'interpréter le livre jaune, revenons sur l'évolution technologique de Bitcoin afin de comprendre comment le consensus Taproot est né de l'évolution de Bitcoin.
I. Brève histoire du développement de la technologie Bitcoin
Le 31 octobre 2008, Satoshi Nakamoto a publié le document "Bitcoin : un système de monnaie électronique pair-à-pair", présentant officiellement la solution technique complète pour Bitcoin. Le document mentionne la solution de vérification des paiements simplifiée (SPV), qui est une méthode technique permettant de vérifier les paiements sans avoir à faire fonctionner un nœud complet Bitcoin, en se contentant de conserver l'en-tête du bloc.
Le 3 janvier 2009, Satoshi Nakamoto a miné le bloc de genèse sur un petit serveur à Helsinki, marquant la naissance officielle de Bitcoin. Il convient de noter que Bitcoin a initialement utilisé la technologie de signature à courbe elliptique (ECDSA), plutôt que la technologie de signature de Schnorr, qui serait plus appropriée. Cela est dû au fait que la signature de Schnorr n'avait pas encore été open source et était encore sous protection par brevet.
En 2018, après de nombreuses années de validation, les développeurs principaux de Bitcoin ont officiellement proposé d'introduire les signatures Schnorr dans le réseau Bitcoin.
Le 14 novembre 2021, Bitcoin a achevé la mise à niveau Taproot, intégrant officiellement les signatures Schnorr dans le réseau Bitcoin, marquant le début de l'ère de la multi-signature décentralisée. La mise à niveau Taproot a également introduit MAST (Merkel Abstract Syntax Tree), permettant à Bitcoin de posséder des fonctionnalités similaires à celles des contrats intelligents.
La combinaison de la signature Schnorr et de MAST permet à Bitcoin de surmonter une couche de limitation de manière décentralisée, et d'implémenter des cas d'utilisation plus complexes et plus riches au sein de la couche deux.
II. Aperçu de la solution de consensus Taproot
Le livre blanc sur la technologie Taproot Consensus commence par souligner que la nature non Turing-complete du réseau Bitcoin limite sa capacité à mettre en œuvre directement des solutions d'extension Layer2 similaires aux Rollups d'Ethereum. La couche de contrat script de Bitcoin ne peut effectuer que des opérations de transfert simples et ne prend pas en charge des fonctionnalités de contrats intelligents complexes. Par conséquent, il n'est pas viable de construire des solutions d'extension Layer2 uniquement à partir de la couche de script de Bitcoin.
Le Consensus Taproot intègre la technologie Taproot de Bitcoin (signatures Schnorr et MAST), les nœuds légers SPV de Bitcoin et le mécanisme de consensus BFT PoS, construisant ainsi un réseau Layer2 décentralisé et hautement cohérent.
Trois, explication détaillée de l'architecture du consensus Taproot
Le Consensus Taproot est composé de trois parties : Schnorr+MAST, Bitcoin SPV et Aura+Grandpa.
Schnorr+MAST utilise les technologies natives apportées par la mise à niveau Taproot de Bitcoin pour combiner et réaliser une gestion décentralisée des multisignatures de Bitcoin, sans nécessiter de signatures manuelles, mais plutôt en étant pilotée par le code Bitcoin.
Bitcoin SPV est une méthode de vérification de paiement simple proposée par Satoshi Nakamoto, qui permet de synchroniser et de vérifier les transactions Bitcoin sans avoir besoin d'exécuter un nœud complet. Cela permet à Taproot Consensus de synchroniser l'état de BTC dans un environnement complètement décentralisé, sans autorisation.
Aura+Grandpa est un protocole de consensus PoS avancé qui réalise la tolérance aux pannes de type byzantin, garantissant une haute cohérence des nœuds du réseau.
Le principe de fonctionnement de Taproot Consensus est le suivant :
Dans le système, chaque validateur détient une clé privée BTC pour la signature Schnorr. La clé publique agrégée Pagg, générée par le schéma de signature multiple Musig2, forme un grand arbre MAST. Les validateurs effectuent des transferts de BTC et des opérations de gravure vers l'adresse de signature de seuil générée par l'arbre MAST, réalisant la fonction de soumission de données du réseau principal BTC vers le réseau de deuxième couche. En même temps, chaque validateur agit en tant que nœud léger SPV Bitcoin, capable de synchroniser en toute sécurité et sans autorisation l'état du réseau BTC.
En résumé, le consensus Taproot utilise Schnorr+MAST pour construire une gestion décentralisée des multi-signatures BTC au niveau de la couche Bitcoin, tandis que la deuxième couche exécute un réseau de nœuds SPV Bitcoin. Le réseau de la deuxième couche fonctionne entièrement avec des nœuds SPV Bitcoin, capables de synchroniser l'état des données de la couche Bitcoin. Pour garantir la sécurité et la fiabilité du réseau de la deuxième couche, le réseau de nœuds SPV Bitcoin est intégré avec Aura+Grandpa, lui conférant un niveau de sécurité au niveau du consensus BFT. La gestion des actifs du réseau de la deuxième couche n'est pas assurée par certains multi-signataires, mais repose plutôt sur un consensus BFT, réalisant ainsi une véritable décentralisation.
Quatrième, autres détails techniques
En plus du cadre technologique susmentionné, le livre blanc du consensus Taproot explique également en détail les détails de mise en œuvre des technologies telles que les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers SPV Bitcoin, Aura+Grandpa, constituant ainsi une ressource complète pour apprendre les dernières technologies de Bitcoin.
Le livre blanc explique également en détail le processus de mise en œuvre de Musig2, ainsi que les différences avec d'autres projets BTC Layer2 connus. Par exemple, l'architecture technique sous-jacente d'un certain projet est basée sur le protocole tBTC, utilisant la multi-signature Bitcoin pour construire un réseau de signatures de seuil. Mais c'est toujours un réseau de multi-signataires nécessitant la signature de 9 personnes. Pour vraiment réaliser un système qui ne repose pas sur des individus mais sur un consensus, il est nécessaire de combiner le réseau de multi-signatures avec un mécanisme de consensus BFT PoS.
Le Consensus Taproot adopte un design plus avancé, en combinant les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers SPV de Bitcoin ainsi que les mécanismes de consensus Byzantine Aura et Grandpa, pour construire une solution d'extension décentralisée Layer2 hautement cohérente et sécurisée. Cette fusion améliore non seulement l'évolutivité et l'utilisabilité du réseau Bitcoin, mais elle garantit également la sécurité et la cohérence du réseau de deuxième couche.
Résumé
Ce livre blanc technique décrit de manière systématique le plan de mise en œuvre et les détails techniques du Consensus Taproot, présentant une solution de deuxième couche Bitcoin entièrement construite sur la technologie native de Bitcoin.
Taproot Consensus non seulement respecte et hérite de l'orientation technique originale de Bitcoin, mais combine également les innovations apportées par les mises à jour successives de Bitcoin, constituant ainsi une véritable œuvre maîtresse de la technologie d'expansion native de Bitcoin.
Avec le développement constant de l'écosystème Bitcoin, les solutions de deuxième couche véritablement décentralisées deviendront une voie incontournable pour le développement de l'écosystème Bitcoin, et des solutions comme Taproot Consensus devraient briller à l'avenir.