卡迪夫，英國，2024 年 5 月 26 日，Chainwire
2024年5月20日，比特幣Layer2開發團隊BEVM發佈了題爲《Taproot共識：一種去中心化的BTC Layer2解決方案》的技術黃皮書。該論文詳細介紹了Taproot共識的實現，利用Schnorr簽名、MAST和比特幣SPV節點等比特幣原生技術，構建完全去中心化的BTC Layer2解決方案。Taproot共識代表了比特幣原生可擴展性的重大飛躍，創新性地結合了現有的比特幣技術，而無需修改比特幣的核心代碼。
一、比特幣技術迭代史
- 2008年10月31日，中本聰發表《比特幣：一種點對點的電子現金系統》，介紹了比特幣和SPV（簡單支付驗證）的概念。
- 2009 年 1 月 3 日：中本聰挖出創世區塊，推出比特幣。原始代碼使用 ECDSA 進行數字簽名，而不是當時受專利保護的更合適的 Schnorr 簽名。Schnorr 簽名保留了 ECDSA 的所有功能和安全假設，並且可以超越 ECDSA 的 15 個簽名限制，從而可以管理具有數千個地址的比特幣，而不會影響簽名速度。
- 2018 年：比特幣核心開發人員提議將 Schnorr 簽名集成到比特幣網絡中。
- 2021 年 11 月 14 日： Taproot 升級集成了 Schnorr 簽名並引入了 MAST（默克爾化抽象語法樹），實現了類似智能合約的功能和去中心化的多重簽名管理。
- BEVM 的 Taproot 共識解決方案以這些進步爲基礎，結合 Schnorr 簽名和 MAST 來管理多重簽名地址並在比特幣 Layer2 中實現複雜的業務場景。
二、Taproot共識方案概述：
黃皮書開篇強調了比特幣的非圖靈完備性以及智能合約功能有限，主張利用比特幣現有的能力構建去中心化的Layer2解決方案，而不是修改比特幣Layer1。
BEVM 的 Taproot 共識結合了比特幣的 Taproot 技術（Schnorr 簽名和 MAST）、比特幣 SPV 輕節點和 BFT PoS 共識機制，以創建一個去中心化且一致的 Layer2 網絡。
三、Taproot共識架構詳解
Taproot 共識架構由三個主要組件組成：Schnorr+MAST、比特幣 SPV 和 Aura+Grandpa。
· Schnorr+MAST：利用Taproot升級而來的這些技術，實現由比特幣代碼驅動的去中心化比特幣多重簽名管理。
· 比特幣 SPV：無需運行完整節點即可同步和驗證比特幣交易。
· Aura + Grandpa：先進的 PoS 共識協議，實現拜占庭容錯，確保網絡節點之間的高度一致性。
在 BEVM 系統中，每個驗證者都持有一個用於 Schnorr 簽名的 BTC 私鑰。聚合公鑰形成 MAST 樹，實現 BTC 轉賬和寫入閾值簽名地址。驗證者充當比特幣 SPV 輕節點，安全且無需許可地同步 BTC 網絡狀態。Aura+Grandpa 確保 Layer2 網絡的安全性和可信賴性，資產由 BFT 共識管理。
Taproot共識的運作原理是：“在BEVM系統中，每個驗證者都持有一個用於Schnorr簽名的BTC私鑰。Schnorr簽名的特性可以實現高效的簽名聚合，從而提高系統的安全性和效率。通過Musig2多重簽名方案生成的聚合公鑰Pagg形成一個大的MAST（Merkle抽象語法樹）。驗證者在生成MAST樹的根哈希後，對MAST樹生成的閾值簽名地址進行BTC轉賬和簽名，從而實現從BTC主網向BEVM網絡提交數據。每個驗證者還充當比特幣SPV（簡化支付驗證）輕節點，使他們能夠安全且無需許可地同步BTC網絡狀態。”
四、黃皮書的其他技術細節——真正的去中心化
黃皮書還詳細介紹了 Schnorr 簽名、MAST、比特幣 SPV 輕節點和 Aura+Grandpa 的實現，爲對比特幣技術感興趣的人提供了全面的技術概述。它解釋了 Musig2 的實現，並與使用 tBTC 協議的其他 BTC Layer2 項目（如 Mezo）進行了對比。與依賴九個簽名者網絡的 tBTC 不同，Taproot 共識將多重簽名網絡與 BFT PoS 共識相結合，實現了真正的去中心化。
此外，黃皮書還介紹了Musig2的實現過程，以及與Mezo、Taproot Consensus等其他BTC Layer2項目的區別。Mezo的底層技術架構基於tBTC協議，利用比特幣多重簽名構建門限簽名網絡，相比傳統分佈式網絡具有強一致性。但tBTC依然依賴於9個簽名者組成的網絡，而真正去中心化的系統應該是共識驅動的，將多重簽名網絡與BFT PoS（拜占庭容錯權益證明）共識機制相結合。這是分佈式網絡與區塊鏈的區別，分佈式網絡強調分佈式，缺乏拜占庭容錯共識，而區塊鏈雖然也是分佈式網絡，但由拜占庭容錯共識驅動，實現了真正的去中心化。Taproot Consensus解決方案採用了這種更先進的設計，通過整合Schnorr簽名、MAST、比特幣SPV輕節點以及Aura和Grandpa拜占庭容錯共識機制，構建了高一致性、安全的去中心化Layer2可擴展性解決方案。這種集成增強了比特幣網絡的可擴展性和可用性，並確保了 BEVM 網絡的安全性和一致性。
結論
BEVM 團隊的技術黃皮書全面介紹了 Taproot 共識，這是一種完全基於比特幣原生技術構建的比特幣 Layer2 解決方案。它尊重並創新了比特幣原有的技術方向，使其成爲比特幣原生可擴展技術的真正演進。隨着比特幣生態系統的發展，像 Taproot 共識這樣的解決方案將對其發展至關重要，是真正去中心化的比特幣 Layer2 解決方案的重要基石。
關於 BEVM
BEVM 是第一個完全去中心化、兼容 EVM 的比特幣第 2 層解決方案。它允許以太坊生態系統 DApp 在比特幣上運行，使用 BTC 作爲 gas。BEVM 通過爲去中心化應用程序提供安全且可擴展的平臺來增強比特幣的實用性。該系統集成了先進的共識機制、跨鏈交互和強大的數據完整性，以確保無縫體驗。BEVM 旨在通過提供更高的可擴展性、安全性以及與流行的以太坊工具和應用程序的兼容性來在比特幣生態系統中進行創新。
欲瞭解更多信息，用戶可以訪問BEVm的官方網站或在Twitter上關注BEVM。
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