La obra maestra de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin: un análisis profundo de la tecnología Taproot Consensus
El 20 de mayo de 2024, un equipo enfocado en el desarrollo de Layer2 de Bitcoin publicó un libro blanco técnico titulado "Taproot Consensus: una solución BTC Layer2 descentralizada". Este documento detalla la forma de implementación de Taproot Consensus y cómo utilizar tecnologías nativas de Bitcoin como las firmas Schnorr, MAST, y nodos SPV de Bitcoin para construir una solución BTC Layer2 completamente descentralizada.
Al leer el texto completo, la impresión que se tiene es que la solución Taproot Consensus propuesta por este equipo es una obra maestra de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin. No se ha modificado el código de Bitcoin, sino que se han integrado de manera ingeniosa varias tecnologías clave de Bitcoin, con una idea clara y una estructura brillante.
Antes de profundizar en el análisis del libro amarillo, es necesario repasar el desarrollo técnico del Bitcoin, lo que ayuda a entender cómo surgió el Consenso Taproot a partir de la evolución del Bitcoin.
Historia breve de la evolución de la tecnología Bitcoin
El 31 de octubre de 2008, Satoshi Nakamoto publicó un artículo titulado "Bitcoin: un sistema de efectivo electrónico peer-to-peer", en el que se expuso por primera vez el plan de implementación técnica de Bitcoin. El capítulo ocho del artículo menciona la solución SPV (Simple Payment Verification), es decir, la verificación de pagos simple, que es un método técnico que permite verificar pagos sin necesidad de ejecutar un nodo completo, solo conservando la cabecera del bloque.
El 3 de enero de 2009, Satoshi Nakamoto minó el bloque génesis en un pequeño servidor en Helsinki, Finlandia, marcando el nacimiento oficial de Bitcoin. Cabe destacar que el código inicial de Bitcoin utilizó la tecnología de firma de curva elíptica (ECDSA), en lugar de la tecnología de firma de Schnorr, que es más adecuada para Bitcoin. Esto se debe a que en ese momento la firma de Schnorr aún no había sido liberada como código abierto y estaba bajo protección de patente.
La firma Schnorr conserva todas las funciones y supuestos de seguridad de la firma de curva elíptica, al mismo tiempo que supera la limitación de que en el marco de firma de curva elíptica, Bitcoin solo puede implementar hasta 15 firmas múltiples, permitiendo finalmente que más de 1000 direcciones gestionen Bitcoin sin afectar la velocidad de firma.
En 2018, después de años de repetidas verificaciones, los desarrolladores principales de Bitcoin propusieron oficialmente la introducción de firmas Schnorr en la red Bitcoin.
El 14 de noviembre de 2021, Bitcoin completó la actualización Taproot, incorporando oficialmente las firmas Schnorr a la red, inaugurando una nueva era de múltiples firmas descentralizadas. Además de las firmas Schnorr, la actualización Taproot también introdujo MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), es decir, árboles de sintaxis abstractos de Merkle, que es una tecnología que permite a Bitcoin tener funciones similares a las de un contrato inteligente.
La firma Schnorr puede expandir las direcciones de múltiples firmas de Bitcoin a más de 1000, y MAST puede impulsar direcciones de firmas Schnorr para múltiples firmas a través de programas de Bitcoin. Por lo tanto, la combinación de firma Schnorr + MAST puede lograr una red de múltiples firmas de Bitcoin descentralizada que no depende de firmas manuales, sino que es impulsada por instrucciones de código de Bitcoin.
Esto significa que Bitcoin puede superar las limitaciones de la primera capa de manera descentralizada, logrando escenarios de negocio más complejos y ricos en la segunda capa. Y la solución Taproot Consensus propuesta por este equipo es, sin duda, la culminación de 13 años de iteración tecnológica de Bitcoin desde 2008 hasta 2021.
Descripción general de la solución de consenso Taproot
El libro blanco de la tecnología Taproot Consensus señala al principio: la naturaleza no turing-completa de la red Bitcoin limita su implementación directa de soluciones de escalado Layer2 similares a Rollup de Ethereum. La capa de contratos de script de la red Bitcoin solo puede realizar operaciones de transferencia simples, no puede soportar funciones de contratos inteligentes más complejas. Por lo tanto, construir una solución de escalado Layer2 únicamente desde la capa de script de Bitcoin no es factible.
Esta descripción resume de manera contundente la no Turing-completitud de la red Bitcoin, así como las características de los contratos de script de Bitcoin que solo pueden ejecutar operaciones de transferencia de Bitcoin. Por lo tanto, la dirección correcta para la expansión de Bitcoin no es trabajar sobre una red de primera capa, sino aprovechar las capacidades existentes de Bitcoin para construir una solución de segunda capa completamente descentralizada.
El Consenso Taproot es la fusión de la tecnología Taproot de Bitcoin (firma Schnorr y MAST), nodos ligeros SPV de Bitcoin y el mecanismo de consenso BFT PoS, construyendo así una red Layer2 descentralizada y altamente consistente.
Detalle de la arquitectura de consenso Taproot
El Taproot Consensus propuesto por este equipo se compone de tres partes: Schnorr+Mast, Bitcoin SPV y Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast combina estas dos tecnologías nativas traídas por la actualización de Taproot de Bitcoin, permitiendo la gestión descentralizada de múltiples firmas de Bitcoin, sin necesidad de que una persona firme, sino utilizando el código de Bitcoin para impulsarlo.
Entonces, ¿quién impulsa este código? La respuesta es que se impulsa a través del consenso alcanzado por la red de segunda capa.
¿Cómo alcanzan consenso las redes de segunda capa y cómo se sincronizan esos consensos con el estado de la primera capa de Bitcoin? Esta es la función del consenso Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Bitcoin SPV es un método de verificación de pagos simple propuesto por Satoshi Nakamoto, que permite sincronizar y verificar transacciones de Bitcoin sin necesidad de ejecutar un nodo completo. Esta característica permite que el Consenso Taproot pueda sincronizar el estado de BTC en un entorno completamente descentralizado, sin necesidad de ningún permiso.
Aura+Grandpa es un protocolo de consenso PoS avanzado que implementa de manera más general la tolerancia a fallos bizantinos, asegurando la alta consistencia de los nodos de la red a través de un protocolo distribuido (la mayoría de las blockchains construidas con el marco Substrate utilizan Aura+Grandpa).
Por lo tanto, resumimos el principio de funcionamiento de las tres partes del Consenso Taproot:
En este sistema, cada validador posee una clave privada de BTC para la firma Schnorr. Las características de la firma Schnorr permiten lograr una agregación de firmas eficiente, mejorando así la seguridad y la eficiencia del sistema. La clave pública agregada Pagg generada a través del esquema de firma múltiple Musig2 forma un gran árbol MAST (Merkle Abstract Syntax Tree).
Después de generar el valor hash raíz del árbol MAST, los validadores realizan transferencias de BTC y operaciones de grabado hacia la dirección de firma umbral generada por el árbol MAST, logrando así la función de enviar datos de la red principal de BTC a la red Layer2. Al mismo tiempo, cada validador actúa como un nodo ligero SPV (Verificación Simplificada de Pagos) de Bitcoin, lo que les permite sincronizar de manera segura y sin permisos el estado de la red BTC.
En resumen:
La Consensus Taproot utiliza Schnorr+Mast para construir una gestión descentralizada de múltiples firmas de BTC en la primera capa de Bitcoin, ejecutando una red de nodos SPV de Bitcoin en la segunda capa. Tomando como ejemplo una red Layer2, esta red opera completamente con nodos SPV de Bitcoin, los cuales pueden sincronizar el estado de los datos de la primera capa de Bitcoin, permitiendo así que Layer2 y la primera capa de Bitcoin mantengan la información sincronizada. Para garantizar que la red de la segunda capa sea segura y confiable, esta Layer2 integra la red de nodos SPV de Bitcoin con Aura+Grandpa, lo que otorga a la red de nodos SPV de Bitcoin un nivel de seguridad en el ámbito del consenso BFT. Es decir, la gestión de los activos de la red Layer2 no depende de ciertos firmantes múltiples, sino que se impulsa a través del consenso BFT, logrando así una verdadera descentralización.
Otros detalles técnicos
Además del marco técnico mencionado, el libro blanco de Taproot Consensus también explica en detalle los detalles de implementación de tecnologías como las firmas Schnorr, MAST, nodos ligeros PSV de Bitcoin, Aura+Grandpa, entre otras. Para aquellos que desean aprender y entender las últimas tecnologías de Bitcoin, este libro blanco es un material de estudio muy completo y detallado.
Además, el libro amarillo detalla el proceso de implementación de Musig2 y las diferencias con las soluciones tecnológicas de otros conocidos proyectos de BTC Layer2.
Por ejemplo, la estructura técnica subyacente de un proyecto se basa en el protocolo tBTC. tBTC utiliza firmas múltiples de Bitcoin para construir una red de firmas umbral, y esta estructura tiene una mayor consistencia en comparación con las redes distribuidas tradicionales.
Sin embargo, tBTC sigue siendo una red de múltiples firmas que requiere 9 firmas. Para lograr realmente un sistema que no dependa de personas sino que se base en el consenso, es necesario combinar la red de múltiples firmas con el mecanismo de consenso BFT PoS (Prueba de Participación Bizantina Tolerante a Fallos). (Esta también es la diferencia entre las redes distribuidas y la blockchain, ya que la red distribuida enfatiza la distribución, pero carece de un consenso tolerante a fallos bizantinos, mientras que la blockchain, aunque también es una red distribuida, se basa en el consenso tolerante a fallos bizantinos para funcionar, por lo tanto, es una red verdaderamente descentralizada.)
El plan de consenso de Taproot adopta un diseño más avanzado. Al combinar firmas Schnorr, MAST, nodos ligeros SPV de Bitcoin y los mecanismos de consenso tolerantes a fallos bizantinos Aura y Grandpa, se construye una solución de escalado descentralizada de Layer2 con alta consistencia y seguridad. Esta fusión no solo mejora la escalabilidad y la usabilidad de la red de Bitcoin, sino que también garantiza la seguridad y la consistencia de la red Layer2.
Conclusión
Este libro blanco técnico describe de manera sistemática y completa el plan de implementación y los detalles técnicos del Consenso Taproot, mostrándonos una solución de segunda capa de Bitcoin construida completamente sobre la tecnología nativa de Bitcoin.
Taproot Consensus no solo respeta y hereda la dirección técnica original de Bitcoin, sino que también combina las innovaciones tecnológicas traídas por las actualizaciones de Bitcoin a lo largo del tiempo, siendo una verdadera obra maestra de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin.
Con el continuo desarrollo del ecosistema Bitcoin, la gente comenzará a darse cuenta de que las verdaderas soluciones de segunda capa descentralizadas son el camino inevitable para el desarrollo del ecosistema Bitcoin, y soluciones como Taproot Consensus brillarán verdaderamente.
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BlockchainGriller
· 07-31 20:25
Bitcoin又要 To the moon 了
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MEVSandwichVictim
· 07-29 02:14
Otra vez, otra vez~ otro L2 resuelto.
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HackerWhoCares
· 07-29 01:57
¿A quién le importa que L2 esté tan frío?
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DaoDeveloper
· 07-29 01:54
enfoque brillante para la escalabilidad nativa de btc... profundizando en el libro blanco rn tbh
Taproot Consensus: la obra maestra de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin
La obra maestra de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin: un análisis profundo de la tecnología Taproot Consensus
El 20 de mayo de 2024, un equipo enfocado en el desarrollo de Layer2 de Bitcoin publicó un libro blanco técnico titulado "Taproot Consensus: una solución BTC Layer2 descentralizada". Este documento detalla la forma de implementación de Taproot Consensus y cómo utilizar tecnologías nativas de Bitcoin como las firmas Schnorr, MAST, y nodos SPV de Bitcoin para construir una solución BTC Layer2 completamente descentralizada.
Al leer el texto completo, la impresión que se tiene es que la solución Taproot Consensus propuesta por este equipo es una obra maestra de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin. No se ha modificado el código de Bitcoin, sino que se han integrado de manera ingeniosa varias tecnologías clave de Bitcoin, con una idea clara y una estructura brillante.
Antes de profundizar en el análisis del libro amarillo, es necesario repasar el desarrollo técnico del Bitcoin, lo que ayuda a entender cómo surgió el Consenso Taproot a partir de la evolución del Bitcoin.
Historia breve de la evolución de la tecnología Bitcoin
El 31 de octubre de 2008, Satoshi Nakamoto publicó un artículo titulado "Bitcoin: un sistema de efectivo electrónico peer-to-peer", en el que se expuso por primera vez el plan de implementación técnica de Bitcoin. El capítulo ocho del artículo menciona la solución SPV (Simple Payment Verification), es decir, la verificación de pagos simple, que es un método técnico que permite verificar pagos sin necesidad de ejecutar un nodo completo, solo conservando la cabecera del bloque.
El 3 de enero de 2009, Satoshi Nakamoto minó el bloque génesis en un pequeño servidor en Helsinki, Finlandia, marcando el nacimiento oficial de Bitcoin. Cabe destacar que el código inicial de Bitcoin utilizó la tecnología de firma de curva elíptica (ECDSA), en lugar de la tecnología de firma de Schnorr, que es más adecuada para Bitcoin. Esto se debe a que en ese momento la firma de Schnorr aún no había sido liberada como código abierto y estaba bajo protección de patente.
La firma Schnorr conserva todas las funciones y supuestos de seguridad de la firma de curva elíptica, al mismo tiempo que supera la limitación de que en el marco de firma de curva elíptica, Bitcoin solo puede implementar hasta 15 firmas múltiples, permitiendo finalmente que más de 1000 direcciones gestionen Bitcoin sin afectar la velocidad de firma.
En 2018, después de años de repetidas verificaciones, los desarrolladores principales de Bitcoin propusieron oficialmente la introducción de firmas Schnorr en la red Bitcoin.
El 14 de noviembre de 2021, Bitcoin completó la actualización Taproot, incorporando oficialmente las firmas Schnorr a la red, inaugurando una nueva era de múltiples firmas descentralizadas. Además de las firmas Schnorr, la actualización Taproot también introdujo MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), es decir, árboles de sintaxis abstractos de Merkle, que es una tecnología que permite a Bitcoin tener funciones similares a las de un contrato inteligente.
La firma Schnorr puede expandir las direcciones de múltiples firmas de Bitcoin a más de 1000, y MAST puede impulsar direcciones de firmas Schnorr para múltiples firmas a través de programas de Bitcoin. Por lo tanto, la combinación de firma Schnorr + MAST puede lograr una red de múltiples firmas de Bitcoin descentralizada que no depende de firmas manuales, sino que es impulsada por instrucciones de código de Bitcoin.
Esto significa que Bitcoin puede superar las limitaciones de la primera capa de manera descentralizada, logrando escenarios de negocio más complejos y ricos en la segunda capa. Y la solución Taproot Consensus propuesta por este equipo es, sin duda, la culminación de 13 años de iteración tecnológica de Bitcoin desde 2008 hasta 2021.
Descripción general de la solución de consenso Taproot
El libro blanco de la tecnología Taproot Consensus señala al principio: la naturaleza no turing-completa de la red Bitcoin limita su implementación directa de soluciones de escalado Layer2 similares a Rollup de Ethereum. La capa de contratos de script de la red Bitcoin solo puede realizar operaciones de transferencia simples, no puede soportar funciones de contratos inteligentes más complejas. Por lo tanto, construir una solución de escalado Layer2 únicamente desde la capa de script de Bitcoin no es factible.
Esta descripción resume de manera contundente la no Turing-completitud de la red Bitcoin, así como las características de los contratos de script de Bitcoin que solo pueden ejecutar operaciones de transferencia de Bitcoin. Por lo tanto, la dirección correcta para la expansión de Bitcoin no es trabajar sobre una red de primera capa, sino aprovechar las capacidades existentes de Bitcoin para construir una solución de segunda capa completamente descentralizada.
El Consenso Taproot es la fusión de la tecnología Taproot de Bitcoin (firma Schnorr y MAST), nodos ligeros SPV de Bitcoin y el mecanismo de consenso BFT PoS, construyendo así una red Layer2 descentralizada y altamente consistente.
Detalle de la arquitectura de consenso Taproot
El Taproot Consensus propuesto por este equipo se compone de tres partes: Schnorr+Mast, Bitcoin SPV y Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast combina estas dos tecnologías nativas traídas por la actualización de Taproot de Bitcoin, permitiendo la gestión descentralizada de múltiples firmas de Bitcoin, sin necesidad de que una persona firme, sino utilizando el código de Bitcoin para impulsarlo.
Entonces, ¿quién impulsa este código? La respuesta es que se impulsa a través del consenso alcanzado por la red de segunda capa.
¿Cómo alcanzan consenso las redes de segunda capa y cómo se sincronizan esos consensos con el estado de la primera capa de Bitcoin? Esta es la función del consenso Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Bitcoin SPV es un método de verificación de pagos simple propuesto por Satoshi Nakamoto, que permite sincronizar y verificar transacciones de Bitcoin sin necesidad de ejecutar un nodo completo. Esta característica permite que el Consenso Taproot pueda sincronizar el estado de BTC en un entorno completamente descentralizado, sin necesidad de ningún permiso.
Aura+Grandpa es un protocolo de consenso PoS avanzado que implementa de manera más general la tolerancia a fallos bizantinos, asegurando la alta consistencia de los nodos de la red a través de un protocolo distribuido (la mayoría de las blockchains construidas con el marco Substrate utilizan Aura+Grandpa).
Por lo tanto, resumimos el principio de funcionamiento de las tres partes del Consenso Taproot:
En este sistema, cada validador posee una clave privada de BTC para la firma Schnorr. Las características de la firma Schnorr permiten lograr una agregación de firmas eficiente, mejorando así la seguridad y la eficiencia del sistema. La clave pública agregada Pagg generada a través del esquema de firma múltiple Musig2 forma un gran árbol MAST (Merkle Abstract Syntax Tree).
Después de generar el valor hash raíz del árbol MAST, los validadores realizan transferencias de BTC y operaciones de grabado hacia la dirección de firma umbral generada por el árbol MAST, logrando así la función de enviar datos de la red principal de BTC a la red Layer2. Al mismo tiempo, cada validador actúa como un nodo ligero SPV (Verificación Simplificada de Pagos) de Bitcoin, lo que les permite sincronizar de manera segura y sin permisos el estado de la red BTC.
En resumen:
La Consensus Taproot utiliza Schnorr+Mast para construir una gestión descentralizada de múltiples firmas de BTC en la primera capa de Bitcoin, ejecutando una red de nodos SPV de Bitcoin en la segunda capa. Tomando como ejemplo una red Layer2, esta red opera completamente con nodos SPV de Bitcoin, los cuales pueden sincronizar el estado de los datos de la primera capa de Bitcoin, permitiendo así que Layer2 y la primera capa de Bitcoin mantengan la información sincronizada. Para garantizar que la red de la segunda capa sea segura y confiable, esta Layer2 integra la red de nodos SPV de Bitcoin con Aura+Grandpa, lo que otorga a la red de nodos SPV de Bitcoin un nivel de seguridad en el ámbito del consenso BFT. Es decir, la gestión de los activos de la red Layer2 no depende de ciertos firmantes múltiples, sino que se impulsa a través del consenso BFT, logrando así una verdadera descentralización.
Otros detalles técnicos
Además del marco técnico mencionado, el libro blanco de Taproot Consensus también explica en detalle los detalles de implementación de tecnologías como las firmas Schnorr, MAST, nodos ligeros PSV de Bitcoin, Aura+Grandpa, entre otras. Para aquellos que desean aprender y entender las últimas tecnologías de Bitcoin, este libro blanco es un material de estudio muy completo y detallado.
Además, el libro amarillo detalla el proceso de implementación de Musig2 y las diferencias con las soluciones tecnológicas de otros conocidos proyectos de BTC Layer2.
Por ejemplo, la estructura técnica subyacente de un proyecto se basa en el protocolo tBTC. tBTC utiliza firmas múltiples de Bitcoin para construir una red de firmas umbral, y esta estructura tiene una mayor consistencia en comparación con las redes distribuidas tradicionales.
Sin embargo, tBTC sigue siendo una red de múltiples firmas que requiere 9 firmas. Para lograr realmente un sistema que no dependa de personas sino que se base en el consenso, es necesario combinar la red de múltiples firmas con el mecanismo de consenso BFT PoS (Prueba de Participación Bizantina Tolerante a Fallos). (Esta también es la diferencia entre las redes distribuidas y la blockchain, ya que la red distribuida enfatiza la distribución, pero carece de un consenso tolerante a fallos bizantinos, mientras que la blockchain, aunque también es una red distribuida, se basa en el consenso tolerante a fallos bizantinos para funcionar, por lo tanto, es una red verdaderamente descentralizada.)
El plan de consenso de Taproot adopta un diseño más avanzado. Al combinar firmas Schnorr, MAST, nodos ligeros SPV de Bitcoin y los mecanismos de consenso tolerantes a fallos bizantinos Aura y Grandpa, se construye una solución de escalado descentralizada de Layer2 con alta consistencia y seguridad. Esta fusión no solo mejora la escalabilidad y la usabilidad de la red de Bitcoin, sino que también garantiza la seguridad y la consistencia de la red Layer2.
Conclusión
Este libro blanco técnico describe de manera sistemática y completa el plan de implementación y los detalles técnicos del Consenso Taproot, mostrándonos una solución de segunda capa de Bitcoin construida completamente sobre la tecnología nativa de Bitcoin.
Taproot Consensus no solo respeta y hereda la dirección técnica original de Bitcoin, sino que también combina las innovaciones tecnológicas traídas por las actualizaciones de Bitcoin a lo largo del tiempo, siendo una verdadera obra maestra de la tecnología de expansión nativa de Bitcoin.
Con el continuo desarrollo del ecosistema Bitcoin, la gente comenzará a darse cuenta de que las verdaderas soluciones de segunda capa descentralizadas son el camino inevitable para el desarrollo del ecosistema Bitcoin, y soluciones como Taproot Consensus brillarán verdaderamente.