La synthèse de la technologie native de Bitcoin : Analyse complète de la solution Taproot Consensus
Le 20 mai 2024, une équipe de développement de Layer2 Bitcoin a publié un livre blanc technique intitulé « Taproot Consensus : une solution BTC Layer2 décentralisée ». Ce livre blanc détaille la manière dont Taproot Consensus est mis en œuvre, ainsi que la façon d'intégrer les signatures Schnorr, MAST, les nœuds SPV Bitcoin et d'autres technologies natives de Bitcoin pour construire une solution BTC Layer2 entièrement décentralisée.
En lisant tout le texte, il n'est pas difficile de constater que le plan de consensus Taproot est l'aboutissement de la technologie d'extension native de Bitcoin. Il n'apporte aucune modification au code de Bitcoin, mais combine habilement plusieurs technologies clés de Bitcoin, avec une pensée claire et une structure ingénieuse.
Avant d'analyser en profondeur le livre jaune, il est nécessaire de passer en revue l'évolution technique du Bitcoin afin de mieux comprendre comment le Consensus Taproot est né de l'évolution du Bitcoin.
I. Revue du développement technologique de Bitcoin
Le 31 octobre 2008, Satoshi Nakamoto a publié le document "Bitcoin : un système de monnaie électronique peer-to-peer", présentant pour la première fois le plan technique complet de Bitcoin. Dans le chapitre huit du document, Satoshi Nakamoto mentionne une solution appelée SPV(Simple Payment Verification), c'est-à-dire la vérification simple des paiements, qui est un moyen technique permettant de vérifier les paiements sans exécuter un nœud complet de Bitcoin, en ne conservant que les en-têtes de bloc.
Le 3 janvier 2009, Satoshi Nakamoto a miné le bloc génésique sur un petit serveur à Helsinki, marquant la naissance officielle de Bitcoin. Il convient de noter que dans le code initial de Bitcoin, Satoshi Nakamoto a utilisé la technologie de signature à courbe elliptique (ECDSA), plutôt que la technologie de signature de Schnorr qui serait plus adaptée à Bitcoin. Cela s'explique par le fait que la signature de Schnorr n'était pas encore open source à l'époque et était toujours protégée par un brevet.
La signature Schnorr conserve toutes les fonctionnalités et les hypothèses de sécurité de la signature par courbe elliptique, tout en contournant la limitation de la signature par courbe elliptique qui permet au maximum 15 signatures multiples pour Bitcoin, permettant finalement la gestion de plus de 1000 adresses pour Bitcoin sans affecter la vitesse de signature.
En 2018, après des années de validation, les développeurs principaux de Bitcoin ont officiellement proposé d'introduire la signature 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, ouvrant ainsi une nouvelle ère de signatures multiples décentralisées. En plus des signatures Schnorr, la mise à niveau Taproot a également introduit MAST( arbres de syntaxe abstraite de Merkel), c'est-à-dire les arbres de syntaxe abstraite de Merkel, une technologie conférant à Bitcoin des fonctionnalités similaires à celles des contrats intelligents.
La combinaison de la signature Schnorr et de MAST permet à Bitcoin de réaliser un réseau multisignature décentralisé grâce à des instructions codées, jetant ainsi les bases pour que Bitcoin dépasse une certaine limite et mette en œuvre des scénarios commerciaux plus complexes et riches au niveau 2.
Deuxième, aperçu du plan de consensus Taproot
Le livre blanc sur la technologie Consensus Taproot commence par indiquer que la nature non Turing-complete du réseau Bitcoin limite sa capacité à mettre en œuvre directement des solutions d'extension de Layer2 similaires à Rollup d'Ethereum. Le niveau des contrats scriptuels du réseau Bitcoin ne peut effectuer que des opérations de transfert simples, et ne peut pas prendre en charge des fonctions de contrats intelligents plus complexes. Par conséquent, il n'est pas viable de construire une solution d'extension Layer2 uniquement à partir du niveau des scripts Bitcoin.
Cette description résume fortement les limites du réseau Bitcoin, indiquant que la bonne direction pour l'expansion de Bitcoin n'est pas d'agir sur une couche de réseau, mais d'utiliser les capacités existantes de Bitcoin pour construire une solution d'extension de deuxième couche entièrement décentralisée.
Le Consensus Taproot est précisément l'intégration de la technologie Taproot de Bitcoin, des signatures Schnorr (, du MAST ), des nœuds légers SPV de Bitcoin et du mécanisme de consensus BFT PoS, permettant de construire un réseau Layer2 décentralisé et hautement cohérent.
Trois, explication détaillée de l'architecture du consensus Taproot
Le consensus Taproot est principalement composé de trois parties : Schnorr+Mast, Bitcoin SPV et Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast utilise les deux technologies natives apportées par la mise à niveau Taproot de Bitcoin pour réaliser la gestion décentralisée des signatures multiples de Bitcoin, sans nécessiter de signature manuelle, mais plutôt en étant piloté 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. Cette caractéristique permet à Taproot Consensus de synchroniser l'état de BTC dans un environnement entièrement décentralisé et sans autorisation.
Aura+Grandpa est un protocole de consensus PoS avancé qui réalise la tolérance aux pannes byzantines, garantissant une haute cohérence des nœuds du réseau.
Le principe de fonctionnement du Consensus Taproot peut être résumé comme suit : dans un système de deuxième couche, chaque validateur détient une clé privée BTC utilisée pour la signature Schnorr. Grâce au schéma de signature multiple Musig2, une clé publique agrégée Pagg est générée, formant un grand arbre MAST. Les validateurs effectuent des transferts BTC et des opérations de gravure à l'adresse de signature seuil générée par l'arbre MAST, réalisant ainsi la fonctionnalité de soumission de données du réseau principal BTC vers le réseau de deuxième couche. En même temps, chaque validateur agit comme un nœud léger SPV Bitcoin, capable de synchroniser l'état du réseau BTC de manière sécurisée et sans autorisation.
En résumé, le Consensus Taproot utilise Schnorr+Mast pour construire une gestion décentralisée des multisignatures BTC au niveau de la couche Bitcoin, tandis que la couche deux exécute un réseau de nœuds SPV Bitcoin, synchronisant l'état des données de la couche Bitcoin. Pour garantir la sécurité et la fiabilité du réseau de couche deux, le réseau de nœuds SPV Bitcoin est fusionné avec Aura+Grandpa, lui conférant un niveau de sécurité au niveau du consensus BFT. Ainsi, la gestion des actifs du réseau de couche deux n'est pas assurée par certains multisignataires, mais repose sur un consensus BFT, réalisant ainsi une véritable décentralisation.
Quatre, discussion des détails techniques
Le livre blanc de Taproot Consensus explique également en détail les réalisations techniques des signatures Schnorr, MAST, des nœuds légers SPV Bitcoin, Aura+Grandpa, etc., fournissant des ressources d'apprentissage complètes et détaillées pour ceux qui souhaitent apprendre et comprendre les dernières technologies de Bitcoin.
De plus, le livre blanc décrit le processus de mise en œuvre de Musig2, ainsi que les différences avec le projet BTC Layer2 connu, Mezo. Mezo est basé sur le protocole tBTC, utilisant la multi-signature de Bitcoin pour construire un réseau de signatures de seuil, offrant une forte cohérence. Cependant, tBTC reste un réseau de multi-signataires nécessitant 9 signatures, pour atteindre un fonctionnement sans dépendance humaine mais basé sur le consensus, il est nécessaire de combiner le réseau de multi-signatures avec le mécanisme de consensus BFT PoS.
Le Consensus Taproot a adopté ce design plus avancé, en combinant les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers SPV de Bitcoin ainsi que les mécanismes de consensus byzantin 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 garantit également la sécurité et la cohérence du réseau de deuxième couche.
Résumé
La documentation technique de Taproot Consensus décrit de manière exhaustive son schéma de mise en œuvre et ses détails techniques, présentant une solution de deuxième couche entièrement construite sur la technologie native de Bitcoin. Elle respecte et hérite non seulement de la direction technologique originale de Bitcoin, mais combine également les innovations combinées apportées par les mises à niveau successives de Bitcoin, constituant ainsi un chef-d'œuvre de la technologie d'extension native de Bitcoin.
Avec le développement continu de l'écosystème Bitcoin, de véritables solutions de deuxième couche décentralisées deviendront un passage obligé pour le développement de l'écosystème Bitcoin, et des solutions comme Taproot Consensus brilleront à l'avenir.
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LiquidityHunter
· Il y a 12h
Le BTC est prêt à décoller.
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LiquidityNinja
· Il y a 12h
Les sécheresses tuent les plantes, les inondations tuent aussi l2.
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AirdropHuntress
· Il y a 12h
Ne pas entrer dans le code BTC et se lancer dans L2, il faut vérifier l'équipe derrière.
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WhaleWatcher
· Il y a 12h
L2 complètement neutre en attente ～
Voir l'originalRépondre0
BearMarketSurvivor
· Il y a 12h
bull et ours, un vétéran de dix ans, le Réapprovisionnement de la marge est la clé de la survie.
Taproot Consensus : solution décentralisée Layer2 créée par la technologie native de Bitcoin
La synthèse de la technologie native de Bitcoin : Analyse complète de la solution Taproot Consensus
Le 20 mai 2024, une équipe de développement de Layer2 Bitcoin a publié un livre blanc technique intitulé « Taproot Consensus : une solution BTC Layer2 décentralisée ». Ce livre blanc détaille la manière dont Taproot Consensus est mis en œuvre, ainsi que la façon d'intégrer les signatures Schnorr, MAST, les nœuds SPV Bitcoin et d'autres technologies natives de Bitcoin pour construire une solution BTC Layer2 entièrement décentralisée.
En lisant tout le texte, il n'est pas difficile de constater que le plan de consensus Taproot est l'aboutissement de la technologie d'extension native de Bitcoin. Il n'apporte aucune modification au code de Bitcoin, mais combine habilement plusieurs technologies clés de Bitcoin, avec une pensée claire et une structure ingénieuse.
Avant d'analyser en profondeur le livre jaune, il est nécessaire de passer en revue l'évolution technique du Bitcoin afin de mieux comprendre comment le Consensus Taproot est né de l'évolution du Bitcoin.
I. Revue du développement technologique de Bitcoin
Le 31 octobre 2008, Satoshi Nakamoto a publié le document "Bitcoin : un système de monnaie électronique peer-to-peer", présentant pour la première fois le plan technique complet de Bitcoin. Dans le chapitre huit du document, Satoshi Nakamoto mentionne une solution appelée SPV(Simple Payment Verification), c'est-à-dire la vérification simple des paiements, qui est un moyen technique permettant de vérifier les paiements sans exécuter un nœud complet de Bitcoin, en ne conservant que les en-têtes de bloc.
Le 3 janvier 2009, Satoshi Nakamoto a miné le bloc génésique sur un petit serveur à Helsinki, marquant la naissance officielle de Bitcoin. Il convient de noter que dans le code initial de Bitcoin, Satoshi Nakamoto a utilisé la technologie de signature à courbe elliptique (ECDSA), plutôt que la technologie de signature de Schnorr qui serait plus adaptée à Bitcoin. Cela s'explique par le fait que la signature de Schnorr n'était pas encore open source à l'époque et était toujours protégée par un brevet.
La signature Schnorr conserve toutes les fonctionnalités et les hypothèses de sécurité de la signature par courbe elliptique, tout en contournant la limitation de la signature par courbe elliptique qui permet au maximum 15 signatures multiples pour Bitcoin, permettant finalement la gestion de plus de 1000 adresses pour Bitcoin sans affecter la vitesse de signature.
En 2018, après des années de validation, les développeurs principaux de Bitcoin ont officiellement proposé d'introduire la signature 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, ouvrant ainsi une nouvelle ère de signatures multiples décentralisées. En plus des signatures Schnorr, la mise à niveau Taproot a également introduit MAST( arbres de syntaxe abstraite de Merkel), c'est-à-dire les arbres de syntaxe abstraite de Merkel, une technologie conférant à Bitcoin des fonctionnalités similaires à celles des contrats intelligents.
La combinaison de la signature Schnorr et de MAST permet à Bitcoin de réaliser un réseau multisignature décentralisé grâce à des instructions codées, jetant ainsi les bases pour que Bitcoin dépasse une certaine limite et mette en œuvre des scénarios commerciaux plus complexes et riches au niveau 2.
Deuxième, aperçu du plan de consensus Taproot
Le livre blanc sur la technologie Consensus Taproot commence par indiquer que la nature non Turing-complete du réseau Bitcoin limite sa capacité à mettre en œuvre directement des solutions d'extension de Layer2 similaires à Rollup d'Ethereum. Le niveau des contrats scriptuels du réseau Bitcoin ne peut effectuer que des opérations de transfert simples, et ne peut pas prendre en charge des fonctions de contrats intelligents plus complexes. Par conséquent, il n'est pas viable de construire une solution d'extension Layer2 uniquement à partir du niveau des scripts Bitcoin.
Cette description résume fortement les limites du réseau Bitcoin, indiquant que la bonne direction pour l'expansion de Bitcoin n'est pas d'agir sur une couche de réseau, mais d'utiliser les capacités existantes de Bitcoin pour construire une solution d'extension de deuxième couche entièrement décentralisée.
Le Consensus Taproot est précisément l'intégration de la technologie Taproot de Bitcoin, des signatures Schnorr (, du MAST ), des nœuds légers SPV de Bitcoin et du mécanisme de consensus BFT PoS, permettant de construire un réseau Layer2 décentralisé et hautement cohérent.
Trois, explication détaillée de l'architecture du consensus Taproot
Le consensus Taproot est principalement composé de trois parties : Schnorr+Mast, Bitcoin SPV et Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast utilise les deux technologies natives apportées par la mise à niveau Taproot de Bitcoin pour réaliser la gestion décentralisée des signatures multiples de Bitcoin, sans nécessiter de signature manuelle, mais plutôt en étant piloté 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. Cette caractéristique permet à Taproot Consensus de synchroniser l'état de BTC dans un environnement entièrement décentralisé et sans autorisation.
Aura+Grandpa est un protocole de consensus PoS avancé qui réalise la tolérance aux pannes byzantines, garantissant une haute cohérence des nœuds du réseau.
Le principe de fonctionnement du Consensus Taproot peut être résumé comme suit : dans un système de deuxième couche, chaque validateur détient une clé privée BTC utilisée pour la signature Schnorr. Grâce au schéma de signature multiple Musig2, une clé publique agrégée Pagg est générée, formant un grand arbre MAST. Les validateurs effectuent des transferts BTC et des opérations de gravure à l'adresse de signature seuil générée par l'arbre MAST, réalisant ainsi la fonctionnalité de soumission de données du réseau principal BTC vers le réseau de deuxième couche. En même temps, chaque validateur agit comme un nœud léger SPV Bitcoin, capable de synchroniser l'état du réseau BTC de manière sécurisée et sans autorisation.
En résumé, le Consensus Taproot utilise Schnorr+Mast pour construire une gestion décentralisée des multisignatures BTC au niveau de la couche Bitcoin, tandis que la couche deux exécute un réseau de nœuds SPV Bitcoin, synchronisant l'état des données de la couche Bitcoin. Pour garantir la sécurité et la fiabilité du réseau de couche deux, le réseau de nœuds SPV Bitcoin est fusionné avec Aura+Grandpa, lui conférant un niveau de sécurité au niveau du consensus BFT. Ainsi, la gestion des actifs du réseau de couche deux n'est pas assurée par certains multisignataires, mais repose sur un consensus BFT, réalisant ainsi une véritable décentralisation.
Quatre, discussion des détails techniques
Le livre blanc de Taproot Consensus explique également en détail les réalisations techniques des signatures Schnorr, MAST, des nœuds légers SPV Bitcoin, Aura+Grandpa, etc., fournissant des ressources d'apprentissage complètes et détaillées pour ceux qui souhaitent apprendre et comprendre les dernières technologies de Bitcoin.
De plus, le livre blanc décrit le processus de mise en œuvre de Musig2, ainsi que les différences avec le projet BTC Layer2 connu, Mezo. Mezo est basé sur le protocole tBTC, utilisant la multi-signature de Bitcoin pour construire un réseau de signatures de seuil, offrant une forte cohérence. Cependant, tBTC reste un réseau de multi-signataires nécessitant 9 signatures, pour atteindre un fonctionnement sans dépendance humaine mais basé sur le consensus, il est nécessaire de combiner le réseau de multi-signatures avec le mécanisme de consensus BFT PoS.
Le Consensus Taproot a adopté ce design plus avancé, en combinant les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers SPV de Bitcoin ainsi que les mécanismes de consensus byzantin 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 garantit également la sécurité et la cohérence du réseau de deuxième couche.
Résumé
La documentation technique de Taproot Consensus décrit de manière exhaustive son schéma de mise en œuvre et ses détails techniques, présentant une solution de deuxième couche entièrement construite sur la technologie native de Bitcoin. Elle respecte et hérite non seulement de la direction technologique originale de Bitcoin, mais combine également les innovations combinées apportées par les mises à niveau successives de Bitcoin, constituant ainsi un chef-d'œuvre de la technologie d'extension native de Bitcoin.
Avec le développement continu de l'écosystème Bitcoin, de véritables solutions de deuxième couche décentralisées deviendront un passage obligé pour le développement de l'écosystème Bitcoin, et des solutions comme Taproot Consensus brilleront à l'avenir.