Bitcoin Yerel Genişletme Teknolojisinin Zirvesi: Taproot Konsensüs Teknolojisi Sarı Kitapçığının Derinlemesine İncelenmesi

2024年5月20日，一份题为《Taproot Consensus：去中心化BTC Layer2解决方案》的技术黄皮书正式发布。该文详细阐述了Taproot Consensus的实现方式，以及如何整合施诺尔签名、MAST、Bitcoin SPV节点等Bitcoin原生技术，构建完全去中心化的BTC Layer2解决方案。

Metni baştan sona okuduktan sonra, Taproot Konsensüsü çözümünün Bitcoin'in yerel genişleme teknolojisinin bir sentezi olduğunu görmek zor değildir. Bitcoin'in kodunda herhangi bir değişiklik yapmadan, Bitcoin'in birkaç temel teknolojisini ustaca bir araya getirerek sade ama zekice bir yenilik anlayışı sergiliyor.

Resmi olarak sarı kitabı analiz etmeden önce, Bitcoin'in teknik gelişim sürecini gözden geçirmenin gerekli olduğunu düşünüyorum. Bu sayede Taproot Konsensüs'ün Bitcoin'in evrimsel bağlamından nasıl ortaya çıktığını daha iyi anlayabiliriz.

Bir. Bitcoin Teknoloji Gelişimi İncelemesi

31 Ekim 2008'de, Satoshi Nakamoto "Bitcoin: A Peer-to-Peer Electronic Cash System" başlıklı makaleyi yayımladı ve Bitcoin'in tam teknik uygulama planını ilk kez ortaya koydu. Makalenin sekizinci bölümünde, Bitcoin tam düğümü çalıştırmadan, yalnızca blok başlıklarını saklayarak ödemeleri doğrulamanıza olanak tanıyan SPV (Basit Ödeme Doğrulama) çözümü hakkında bahsedilmektedir.

3 Ocak 2009'da, Bitcoin'in genesis bloğu doğdu. Dikkate değer olan, Bitcoin'in başlangıç kodunun daha uygun olan Schnorr imza tekniği yerine eliptik eğri imza tekniği (ECDSA) kullandığıdır. Bunun nedeni, Schnorr imzasının o zamanlar henüz açık kaynak olmaması ve hala patent koruma süresi içinde olmasıdır.

Schnorr imzası, eliptik eğri imzanın tüm işlevlerini ve güvenlik varsayımlarını korurken, Bitcoin'in maksimum 15 katmanlı çoklu imza kısıtlamasını aşar ve 1000'den fazla adresin Bitcoin'i birlikte yönetmesine olanak tanır ve imza hızını etkilemez.

2018'de, yıllarca süren doğrulamaların ardından, Bitcoin çekirdek geliştiricileri Schnorr imzasının Bitcoin ağına dahil edilmesine dair bir öneri sundular.

14 Kasım 2021 tarihinde, Bitcoin Taproot yükseltmesini tamamladı ve resmi olarak Schnorr imzalarını dahil etti, merkeziyetsiz çoklu imza çağının kapılarını açtı. Taproot yükseltmesi ayrıca MAST (Merkel Abstract Syntax Tree) getirdi ve Bitcoin'e akıllı sözleşmelere benzer işlevsellik kazandırdı.

Schnorr imzaları ve MAST'ın birleşimi, Bitcoin'in kod talimatları ile merkeziyetsiz çoklu imza ağını yönlendirmesine olanak tanır ve Bitcoin'in ikinci katman ağı için karmaşık iş senaryolarının temellerini atar.

Taproot Konsensüs çözümü, Bitcoin'in 13 yıllık teknik evriminin bir özeti olarak karşımıza çıkıyor.

İki, Taproot Konsensüs Çözümü Genel Görünümü

Taproot Konsensüs teknolojisi beyaz kitabının başlangıcında, Bitcoin ağının Turing tamamlayıcı olmayan doğasının, doğrudan Ethereum Rollup'a benzer Layer2 genişletme çözümleri uygulama yeteneğini sınırladığı belirtiliyor. Bitcoin ağının script sözleşme katmanı yalnızca basit transfer işlemlerini gerçekleştirebilir ve karmaşık akıllı sözleşme işlevlerini destekleyemez. Bu nedenle, yalnızca Bitcoin script katmanından Layer2 genişletme çözümü inşa etmek mümkün değildir.

Bu tanım, Bitcoin ağının sınırlılıklarını yüksek düzeyde özetlemekte ve Bitcoin'in ölçeklenmesi için doğru yönün, birinci katman ağında değişiklik yapmak değil, mevcut Bitcoin yeteneklerini tamamen merkeziyetsiz bir ikinci katman genişletme çözümü inşa etmek olduğunu belirtmektedir.

Taproot Konsensüsü, Bitcoin'in Taproot teknolojisini (Schnorr imzaları ve MAST), Bitcoin SPV hafif düğümlerini ve BFT PoS konsensüs mekanizmasını birleştirerek merkeziyetsiz ve yüksek uyumlu bir Layer2 ağı inşa eder.

Üç, Taproot Konsensüs Mimarisi Derin Analizi

Taproot Konsensüsü üç bölümden oluşur: Schnorr+MAST, Bitcoin SPV ve Aura+Grandpa.

Schnorr+MAST, Bitcoin Taproot yükseltmesinin getirdiği yerel teknolojiyi kullanarak Bitcoin'in merkeziyetsiz çoklu imza yönetimini sağlar, manuel imza gerektirmeden, Bitcoin kodu ile yönlendirilir.

İkinci katman ağlarının bu kodları çalıştırmak için konsensüs sağlaması gerekmektedir. İkinci katman ağlarının nasıl konsensüs sağladığı ve Bitcoin birinci katman ile durum senkronizasyonunu nasıl gerçekleştirdiği ise Bitcoin SPV+BFT PoS konsensüsüne (Aura+Grandpa) dayanır.

Bitcoin SPV, Satoshi Nakamoto tarafından önerilen basit bir ödeme doğrulama yöntemidir; tam bir düğüm çalıştırmaya gerek kalmadan Bitcoin işlemlerini senkronize edip doğrulamanızı sağlar. Bu, Taproot Konsensüsü'nün tamamen merkeziyetsiz bir ortamda BTC durumunu senkronize etmesine olanak tanır.

Aura+Grandpa, ağ düğümlerinin yüksek derecede tutarlılığını sağlamak için Bizans hata toleransı sağlayan gelişmiş bir PoS konsensüs protokolüdür.

Taproot Konsensüs'ün çalışma prensibi şunlarla özetlenebilir: İkinci katman sisteminde, her doğrulayıcı Schnorr imzası için BTC özel anahtarına sahiptir. Musig2 çoklu imza protokolü ile oluşturulan toplam kamu anahtarı büyük bir MAST ağacı oluşturur. Doğrulayıcılar, MAST ağacı tarafından üretilen eşik imza adresine BTC transferi ve kazıma işlemleri gerçekleştirerek BTC ana ağına ikinci katman ağa veri gönderir. Aynı zamanda, her doğrulayıcı bir Bitcoin SPV hafif düğümü olarak, BTC ağ durumunu güvenli ve izinsiz bir şekilde senkronize eder.

Kısacası, Taproot Konsensüsü Bitcoin biriminde Schnorr+MAST kullanarak merkeziyetsiz BTC çoklu imza yönetimi inşa eder, ikinci katmanda Bitcoin SPV düğüm ağı Bitcoin birim veri durumunu senkronize eder. İkinci katman ağının güvenli ve güvenilir olmasını sağlamak için Bitcoin SPV düğüm ağı Aura+Grandpa ile birleştirilir, böylece BFT konsensüs seviyesinde güvenlik sağlar. Bu nedenle, ikinci katman ağındaki varlıkların yönetimi belirli bir çoklu imza sahibine bağımlı değildir, bunun yerine BFT konsensüsüne dayanarak gerçek bir merkeziyetsizlik sağlanır.

Dört, Teknik Detaylar ve Yenilikler

Taproot Konsensüs Sarı Kitabı, Schnorr imzaları, MAST, Bitcoin PSV hafif düğümleri, Aura+Grandpa gibi teknolojilerin uygulanma detaylarını da ayrıntılı bir şekilde açıklamaktadır ve Bitcoin'in en son teknolojilerini öğrenmek için kapsamlı bir kaynaktır.

Sarı kitap ayrıca Musig2'nin uygulama sürecini ve Mezo projesi ile olan farklarını açıklamaktadır. Mezo, tBTC protokolüne dayanarak, Bitcoin çok imzalı yapı ile eşik imza ağı kurmakta ve güçlü bir tutarlılığa sahip olmaktadır. Ancak tBTC, hala 9 kişinin imzasını gerektiren çok imzalı bir ağa ihtiyaç duymakta ve tamamen konsensüse dayalı bir yapı oluşturamamaktadır.

Taproot Konsensüsü, Schnorr imzası, MAST, Bitcoin SPV hafif düğümleri ile Aura ve Grandpa Bizans hata toleransı konsensüs mekanizmasını birleştirerek yüksek bir tutarlılık ve güvenlikte merkeziyetsiz Layer2 genişleme çözümü inşa etmek için daha gelişmiş bir tasarım benimsemektedir. Bu entegrasyon, sadece Bitcoin ağının ölçeklenebilirliğini ve kullanılabilirliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda ikinci katman ağının güvenliğini ve tutarlılığını da sağlar.

Özet

Taproot Konsensüs teknolojisi beyaz kitabı, tamamen Bitcoin'in yerel teknolojisi üzerine inşa edilmiş bir ikinci katman çözümünü kapsamlı bir şekilde tanımlamaktadır. Bu çözüm, sadece Bitcoin'in teknik yönünü saygı ile karşılamakla kalmaz, aynı zamanda Bitcoin yükseltmeleri ile gelen yeni teknolojileri yenilikçi bir şekilde birleştirerek, Bitcoin'in yerel genişleme teknolojisinin bir sentezini oluşturur.

Bitcoin ekosisteminin gelişimiyle birlikte, gerçekten merkeziyetsiz ikinci katman çözümleri Bitcoin'in gelişimi için kaçınılmaz bir yol haline gelecektir ve Taproot Consensus gibi çözümler parlayacaktır.