Công nghệ mở rộng gốc của Bitcoin: Phân tích sâu về tài liệu trắng Taproot Consensus
Vào ngày 20 tháng 5 năm 2024, một tài liệu kỹ thuật có tiêu đề "Taproot Consensus: Giải pháp BTC Layer2 phi tập trung" đã chính thức được phát hành. Tài liệu này đã trình bày chi tiết cách thức thực hiện Taproot Consensus, cũng như cách tích hợp chữ ký Schnorr, MAST, các nút SPV Bitcoin và các công nghệ gốc của Bitcoin khác để xây dựng một giải pháp BTC Layer2 hoàn toàn phi tập trung.
Sau khi đọc toàn bộ văn bản, không khó để nhận ra rằng giải pháp Taproot Consensus là sự kết tinh của công nghệ mở rộng bản địa Bitcoin. Nó không thực hiện bất kỳ sửa đổi nào đối với mã của Bitcoin, mà khéo léo kết hợp một số công nghệ cốt lõi của Bitcoin, thể hiện một ý tưởng đổi mới đơn giản nhưng tinh tế.
Trước khi chính thức phân tích sách vàng, chúng ta cần xem xét lại quá trình phát triển công nghệ của Bitcoin để hiểu rõ hơn về cách mà Taproot Consensus đã xuất hiện từ dòng chảy tiến hóa của Bitcoin.
Một, Tổng quan về sự phát triển công nghệ Bitcoin
Vào ngày 31 tháng 10 năm 2008, Satoshi Nakamoto đã công bố bài báo "Bitcoin: Một hệ thống tiền điện tử ngang hàng", lần đầu tiên đề xuất giải pháp kỹ thuật hoàn chỉnh cho Bitcoin. Chương tám của bài báo đề cập đến giải pháp SPV (Xác minh thanh toán đơn giản), đây là một phương pháp kỹ thuật cho phép xác minh thanh toán mà không cần chạy nút đầy đủ của Bitcoin, chỉ cần lưu trữ tiêu đề khối.
Ngày 3 tháng 1 năm 2009, khối Genesis của Bitcoin ra đời. Đáng chú ý là mã nguồn ban đầu của Bitcoin đã sử dụng công nghệ chữ ký elip (ECDSA), chứ không phải công nghệ chữ ký Schnorr phù hợp hơn. Điều này là do vào thời điểm đó, chữ ký Schnorr vẫn chưa được mã nguồn mở và còn đang trong thời gian bảo vệ bản quyền.
Chữ ký Schnorr giữ lại tất cả các chức năng và giả định an toàn của chữ ký đường cong elip, đồng thời vượt qua giới hạn tối đa 15 chữ ký đa của Bitcoin, cho phép quản lý hơn 1000 địa chỉ Bitcoin mà không ảnh hưởng đến tốc độ ký.
Vào năm 2018, sau nhiều năm xác minh, các nhà phát triển cốt lõi của Bitcoin đã chính thức đề xuất việc đưa chữ ký Schnorr vào mạng Bitcoin.
Vào ngày 14 tháng 11 năm 2021, Bitcoin đã hoàn thành nâng cấp Taproot, chính thức đưa chữ ký Schnorr vào, mở ra kỷ nguyên đa ký phi tập trung mới. Nâng cấp Taproot cũng đã giới thiệu MAST (Cây cú pháp trừu tượng Merkle), mang lại cho Bitcoin các chức năng tương tự như hợp đồng thông minh.
Sự kết hợp giữa chữ ký Schnorr và MAST cho phép Bitcoin được điều khiển bởi các chỉ thị mã, thiết lập nền tảng cho các tình huống kinh doanh phức tạp trên mạng lưới lớp hai của Bitcoin.
Giải pháp đồng thuận Taproot chính là sự tích lũy của 13 năm phát triển công nghệ Bitcoin.
Hai, Tổng quan về giải pháp đồng thuận Taproot
Taproot Consensus công nghệ sách trắng mở đầu chỉ ra rằng, tính chất không hoàn chỉnh Turing của mạng Bitcoin đã hạn chế khả năng thực hiện trực tiếp các giải pháp mở rộng Layer2 giống như Rollup của Ethereum. Lớp hợp đồng kịch bản của mạng Bitcoin chỉ có thể thực hiện các thao tác chuyển tiền đơn giản, không thể hỗ trợ các chức năng hợp đồng thông minh phức tạp. Do đó, việc xây dựng giải pháp mở rộng Layer2 chỉ từ góc độ lớp kịch bản của Bitcoin là không khả thi.
Mô tả này tóm tắt cao độ những giới hạn của mạng Bitcoin, chỉ ra rằng hướng mở rộng đúng đắn của Bitcoin không phải là cải tiến trên một mạng lớp một, mà là sử dụng khả năng hiện có của Bitcoin để xây dựng các giải pháp mở rộng lớp hai hoàn toàn phi tập trung.
Taproot Consensus kết hợp công nghệ Taproot của Bitcoin (chữ ký Schnorr và MAST), nút nhẹ SPV Bitcoin và cơ chế đồng thuận BFT PoS, xây dựng một mạng Layer2 phi tập trung và nhất quán cao.
Ba, Phân tích sâu về kiến trúc đồng thuận Taproot
Taproot Consensus được cấu thành từ ba phần: Schnorr+MAST, Bitcoin SPV và Aura+Grandpa.
Schnorr+MAST sử dụng công nghệ gốc mà nâng cấp Taproot của Bitcoin mang lại, để thực hiện quản lý đa chữ ký phi tập trung của Bitcoin, không cần chữ ký thủ công, mà được điều khiển bởi mã Bitcoin.
Sự đồng thuận đạt được từ mạng lớp hai để điều khiển những mã này. Cách mà mạng lớp hai đạt được sự đồng thuận và thực hiện đồng bộ trạng thái với lớp một của Bitcoin phụ thuộc vào sự đồng thuận Bitcoin SPV+BFT PoS (Aura+Grandpa).
Bitcoin SPV là phương pháp xác thực thanh toán đơn giản do Satoshi Nakamoto đề xuất, không cần chạy nút đầy đủ để đồng bộ và xác thực giao dịch Bitcoin. Điều này cho phép Taproot Consensus đồng bộ trạng thái BTC trong môi trường hoàn toàn phi tập trung.
Aura+Grandpa là giao thức đồng thuận PoS nâng cao đạt được tính nhất quán Byzantine, đảm bảo các nút mạng có độ nhất quán cao.
Nguyên lý hoạt động của Taproot Consensus có thể được tóm tắt như sau: Trong hệ thống lớp hai, mỗi xác thực viên sở hữu khóa riêng BTC dùng cho chữ ký Schnorr. Thông qua kế hoạch chữ ký đa Musig2, khóa công cộng tổng hợp được tạo thành cây MAST lớn. Các xác thực viên thực hiện chuyển BTC và thao tác khắc bằng cách gửi đến địa chỉ chữ ký ngưỡng được tạo ra từ cây MAST, từ đó gửi dữ liệu từ mạng chính BTC sang mạng lớp hai. Đồng thời, mỗi xác thực viên như một nút nhẹ SPV của Bitcoin, đồng bộ hóa trạng thái mạng BTC một cách an toàn và không cần cấp phép.
Nói một cách đơn giản, Taproot Consensus sử dụng Schnorr+MAST để xây dựng quản lý đa chữ ký BTC phi tập trung trên lớp một của Bitcoin, trong khi lớp hai chạy mạng nút SPV Bitcoin đồng bộ trạng thái dữ liệu lớp một của Bitcoin. Để đảm bảo an toàn và đáng tin cậy cho mạng lớp hai, mạng nút SPV Bitcoin được kết hợp với Aura+Grandpa, giúp nó đạt được mức độ an toàn tương đương với đồng thuận BFT. Do đó, việc quản lý tài sản mạng lớp hai không phụ thuộc vào một số người ký đa chữ ký, mà dựa vào sự thúc đẩy của đồng thuận BFT, đạt được sự phi tập trung thực sự.
Bốn, Chi tiết kỹ thuật và Đổi mới
Bản trắng của Taproot Consensus cũng giải thích chi tiết về các kỹ thuật như chữ ký Schnorr, MAST, nút nhẹ PSV Bitcoin, Aura+Grandpa, là tài liệu toàn diện để học hỏi về công nghệ mới nhất của Bitcoin.
Sách vàng cũng giải thích quá trình thực hiện Musig2, cũng như sự khác biệt với dự án Mezo. Mezo dựa trên giao thức tBTC, sử dụng đa ký Bitcoin để xây dựng mạng chữ ký ngưỡng, có tính nhất quán mạnh mẽ. Tuy nhiên, tBTC vẫn cần mạng đa ký với 9 người ký, không thể hoàn toàn dựa vào cơ chế đồng thuận.
Taproot Consensus áp dụng thiết kế tiên tiến hơn, kết hợp chữ ký Schnorr, MAST, nút nhẹ SPV Bitcoin với cơ chế đồng thuận Byzantine Fault Tolerance Aura và Grandpa, xây dựng giải pháp mở rộng Layer2 phi tập trung với tính nhất quán và an toàn cao. Sự kết hợp này không chỉ nâng cao khả năng mở rộng và tính khả dụng của mạng Bitcoin mà còn đảm bảo tính an toàn và nhất quán của mạng lớp hai.
Tóm tắt
Taproot Consensus công nghệ sách vàng mô tả toàn diện một giải pháp lớp hai hoàn toàn dựa trên công nghệ gốc của Bitcoin. Nó không chỉ tôn trọng và kế thừa hướng kỹ thuật của Bitcoin, mà còn sáng tạo kết hợp các công nghệ mới mang lại từ các nâng cấp của Bitcoin, trở thành sự kết hợp tối ưu của công nghệ mở rộng gốc của Bitcoin.
Với sự phát triển của hệ sinh thái Bitcoin, các giải pháp lớp hai thực sự phi tập trung sẽ trở thành con đường cần thiết cho sự phát triển của Bitcoin, và các giải pháp như Taproot Consensus sẽ tỏa sáng.
Trang này có thể chứa nội dung của bên thứ ba, được cung cấp chỉ nhằm mục đích thông tin (không phải là tuyên bố/bảo đảm) và không được coi là sự chứng thực cho quan điểm của Gate hoặc là lời khuyên về tài chính hoặc chuyên môn. Xem Tuyên bố từ chối trách nhiệm để biết chi tiết.
15 thích
Phần thưởng
15
5
Chia sẻ
Bình luận
0/400
LittleMoneyFan001
· 07-24 08:24
vẽ bánh
Xem bản gốcTrả lời0
LiquidatedNotStirred
· 07-24 06:17
Lại đang chơi khái niệm à? Hehe
Xem bản gốcTrả lời0
SerumSquirrel
· 07-24 06:14
Một Layer2 nữa? Thế giới tiền điện tử bẫy quá nhiều
Taproot Consensus dẫn dắt kỷ nguyên Layer2 mới của Bitcoin: Tích hợp công nghệ gốc để đạt được Phi tập trung hoàn toàn
Công nghệ mở rộng gốc của Bitcoin: Phân tích sâu về tài liệu trắng Taproot Consensus
Vào ngày 20 tháng 5 năm 2024, một tài liệu kỹ thuật có tiêu đề "Taproot Consensus: Giải pháp BTC Layer2 phi tập trung" đã chính thức được phát hành. Tài liệu này đã trình bày chi tiết cách thức thực hiện Taproot Consensus, cũng như cách tích hợp chữ ký Schnorr, MAST, các nút SPV Bitcoin và các công nghệ gốc của Bitcoin khác để xây dựng một giải pháp BTC Layer2 hoàn toàn phi tập trung.
Sau khi đọc toàn bộ văn bản, không khó để nhận ra rằng giải pháp Taproot Consensus là sự kết tinh của công nghệ mở rộng bản địa Bitcoin. Nó không thực hiện bất kỳ sửa đổi nào đối với mã của Bitcoin, mà khéo léo kết hợp một số công nghệ cốt lõi của Bitcoin, thể hiện một ý tưởng đổi mới đơn giản nhưng tinh tế.
Trước khi chính thức phân tích sách vàng, chúng ta cần xem xét lại quá trình phát triển công nghệ của Bitcoin để hiểu rõ hơn về cách mà Taproot Consensus đã xuất hiện từ dòng chảy tiến hóa của Bitcoin.
Một, Tổng quan về sự phát triển công nghệ Bitcoin
Vào ngày 31 tháng 10 năm 2008, Satoshi Nakamoto đã công bố bài báo "Bitcoin: Một hệ thống tiền điện tử ngang hàng", lần đầu tiên đề xuất giải pháp kỹ thuật hoàn chỉnh cho Bitcoin. Chương tám của bài báo đề cập đến giải pháp SPV (Xác minh thanh toán đơn giản), đây là một phương pháp kỹ thuật cho phép xác minh thanh toán mà không cần chạy nút đầy đủ của Bitcoin, chỉ cần lưu trữ tiêu đề khối.
Ngày 3 tháng 1 năm 2009, khối Genesis của Bitcoin ra đời. Đáng chú ý là mã nguồn ban đầu của Bitcoin đã sử dụng công nghệ chữ ký elip (ECDSA), chứ không phải công nghệ chữ ký Schnorr phù hợp hơn. Điều này là do vào thời điểm đó, chữ ký Schnorr vẫn chưa được mã nguồn mở và còn đang trong thời gian bảo vệ bản quyền.
Chữ ký Schnorr giữ lại tất cả các chức năng và giả định an toàn của chữ ký đường cong elip, đồng thời vượt qua giới hạn tối đa 15 chữ ký đa của Bitcoin, cho phép quản lý hơn 1000 địa chỉ Bitcoin mà không ảnh hưởng đến tốc độ ký.
Vào năm 2018, sau nhiều năm xác minh, các nhà phát triển cốt lõi của Bitcoin đã chính thức đề xuất việc đưa chữ ký Schnorr vào mạng Bitcoin.
Vào ngày 14 tháng 11 năm 2021, Bitcoin đã hoàn thành nâng cấp Taproot, chính thức đưa chữ ký Schnorr vào, mở ra kỷ nguyên đa ký phi tập trung mới. Nâng cấp Taproot cũng đã giới thiệu MAST (Cây cú pháp trừu tượng Merkle), mang lại cho Bitcoin các chức năng tương tự như hợp đồng thông minh.
Sự kết hợp giữa chữ ký Schnorr và MAST cho phép Bitcoin được điều khiển bởi các chỉ thị mã, thiết lập nền tảng cho các tình huống kinh doanh phức tạp trên mạng lưới lớp hai của Bitcoin.
Giải pháp đồng thuận Taproot chính là sự tích lũy của 13 năm phát triển công nghệ Bitcoin.
Hai, Tổng quan về giải pháp đồng thuận Taproot
Taproot Consensus công nghệ sách trắng mở đầu chỉ ra rằng, tính chất không hoàn chỉnh Turing của mạng Bitcoin đã hạn chế khả năng thực hiện trực tiếp các giải pháp mở rộng Layer2 giống như Rollup của Ethereum. Lớp hợp đồng kịch bản của mạng Bitcoin chỉ có thể thực hiện các thao tác chuyển tiền đơn giản, không thể hỗ trợ các chức năng hợp đồng thông minh phức tạp. Do đó, việc xây dựng giải pháp mở rộng Layer2 chỉ từ góc độ lớp kịch bản của Bitcoin là không khả thi.
Mô tả này tóm tắt cao độ những giới hạn của mạng Bitcoin, chỉ ra rằng hướng mở rộng đúng đắn của Bitcoin không phải là cải tiến trên một mạng lớp một, mà là sử dụng khả năng hiện có của Bitcoin để xây dựng các giải pháp mở rộng lớp hai hoàn toàn phi tập trung.
Taproot Consensus kết hợp công nghệ Taproot của Bitcoin (chữ ký Schnorr và MAST), nút nhẹ SPV Bitcoin và cơ chế đồng thuận BFT PoS, xây dựng một mạng Layer2 phi tập trung và nhất quán cao.
Ba, Phân tích sâu về kiến trúc đồng thuận Taproot
Taproot Consensus được cấu thành từ ba phần: Schnorr+MAST, Bitcoin SPV và Aura+Grandpa.
Schnorr+MAST sử dụng công nghệ gốc mà nâng cấp Taproot của Bitcoin mang lại, để thực hiện quản lý đa chữ ký phi tập trung của Bitcoin, không cần chữ ký thủ công, mà được điều khiển bởi mã Bitcoin.
Sự đồng thuận đạt được từ mạng lớp hai để điều khiển những mã này. Cách mà mạng lớp hai đạt được sự đồng thuận và thực hiện đồng bộ trạng thái với lớp một của Bitcoin phụ thuộc vào sự đồng thuận Bitcoin SPV+BFT PoS (Aura+Grandpa).
Bitcoin SPV là phương pháp xác thực thanh toán đơn giản do Satoshi Nakamoto đề xuất, không cần chạy nút đầy đủ để đồng bộ và xác thực giao dịch Bitcoin. Điều này cho phép Taproot Consensus đồng bộ trạng thái BTC trong môi trường hoàn toàn phi tập trung.
Aura+Grandpa là giao thức đồng thuận PoS nâng cao đạt được tính nhất quán Byzantine, đảm bảo các nút mạng có độ nhất quán cao.
Nguyên lý hoạt động của Taproot Consensus có thể được tóm tắt như sau: Trong hệ thống lớp hai, mỗi xác thực viên sở hữu khóa riêng BTC dùng cho chữ ký Schnorr. Thông qua kế hoạch chữ ký đa Musig2, khóa công cộng tổng hợp được tạo thành cây MAST lớn. Các xác thực viên thực hiện chuyển BTC và thao tác khắc bằng cách gửi đến địa chỉ chữ ký ngưỡng được tạo ra từ cây MAST, từ đó gửi dữ liệu từ mạng chính BTC sang mạng lớp hai. Đồng thời, mỗi xác thực viên như một nút nhẹ SPV của Bitcoin, đồng bộ hóa trạng thái mạng BTC một cách an toàn và không cần cấp phép.
Nói một cách đơn giản, Taproot Consensus sử dụng Schnorr+MAST để xây dựng quản lý đa chữ ký BTC phi tập trung trên lớp một của Bitcoin, trong khi lớp hai chạy mạng nút SPV Bitcoin đồng bộ trạng thái dữ liệu lớp một của Bitcoin. Để đảm bảo an toàn và đáng tin cậy cho mạng lớp hai, mạng nút SPV Bitcoin được kết hợp với Aura+Grandpa, giúp nó đạt được mức độ an toàn tương đương với đồng thuận BFT. Do đó, việc quản lý tài sản mạng lớp hai không phụ thuộc vào một số người ký đa chữ ký, mà dựa vào sự thúc đẩy của đồng thuận BFT, đạt được sự phi tập trung thực sự.
Bốn, Chi tiết kỹ thuật và Đổi mới
Bản trắng của Taproot Consensus cũng giải thích chi tiết về các kỹ thuật như chữ ký Schnorr, MAST, nút nhẹ PSV Bitcoin, Aura+Grandpa, là tài liệu toàn diện để học hỏi về công nghệ mới nhất của Bitcoin.
Sách vàng cũng giải thích quá trình thực hiện Musig2, cũng như sự khác biệt với dự án Mezo. Mezo dựa trên giao thức tBTC, sử dụng đa ký Bitcoin để xây dựng mạng chữ ký ngưỡng, có tính nhất quán mạnh mẽ. Tuy nhiên, tBTC vẫn cần mạng đa ký với 9 người ký, không thể hoàn toàn dựa vào cơ chế đồng thuận.
Taproot Consensus áp dụng thiết kế tiên tiến hơn, kết hợp chữ ký Schnorr, MAST, nút nhẹ SPV Bitcoin với cơ chế đồng thuận Byzantine Fault Tolerance Aura và Grandpa, xây dựng giải pháp mở rộng Layer2 phi tập trung với tính nhất quán và an toàn cao. Sự kết hợp này không chỉ nâng cao khả năng mở rộng và tính khả dụng của mạng Bitcoin mà còn đảm bảo tính an toàn và nhất quán của mạng lớp hai.
Tóm tắt
Taproot Consensus công nghệ sách vàng mô tả toàn diện một giải pháp lớp hai hoàn toàn dựa trên công nghệ gốc của Bitcoin. Nó không chỉ tôn trọng và kế thừa hướng kỹ thuật của Bitcoin, mà còn sáng tạo kết hợp các công nghệ mới mang lại từ các nâng cấp của Bitcoin, trở thành sự kết hợp tối ưu của công nghệ mở rộng gốc của Bitcoin.
Với sự phát triển của hệ sinh thái Bitcoin, các giải pháp lớp hai thực sự phi tập trung sẽ trở thành con đường cần thiết cho sự phát triển của Bitcoin, và các giải pháp như Taproot Consensus sẽ tỏa sáng.