Bitcoin, le summum de l'innovation technologique native : analyse de la solution BEVM
Le 20 mai 2024, une équipe de développement de Layer2 de Bitcoin a officiellement publié le livre blanc technique "Taproot Consnesus - une solution décentralisée BTC Layer2". Ce livre blanc décrit en détail le mécanisme de mise en œuvre de Taproot Consnesus, ainsi que la manière d'intégrer la signature Schnorr, MAST, les nœuds SPV Bitcoin et d'autres technologies natives pour construire une solution BTC Layer2 entièrement décentralisée.
Après avoir lu l'intégralité du texte, on peut sentir que cette solution Taproot Consnesus est véritablement une œuvre maîtresse de la technologie d'extension native de Bitcoin. Elle n'apporte aucune modification au code de Bitcoin, mais combine habilement plusieurs technologies natives de Bitcoin, avec une pensée claire et une structure raffinée.
Avant d'interpréter officiellement le livre jaune, il est nécessaire de passer en revue l'évolution technologique du Bitcoin, ce qui aide à comprendre comment le Consensus Taproot est né dans le contexte de l'évolution du Bitcoin.
I. Histoire du développement de la technologie Bitcoin
31 octobre 2008
Le livre blanc de Bitcoin "Un système de monnaie électronique peer-to-peer" a été officiellement publié, décrivant en détail la manière dont Bitcoin est techniquement réalisé.
Le chapitre huit du livre blanc mentionne la solution SPV (Simple Payment Verification), c'est-à-dire la vérification simple des paiements, qui est une méthode technique permettant de vérifier les paiements sans avoir à faire fonctionner un nœud complet, mais en ne conservant que l'en-tête de bloc.
3 janvier 2009
Le bloc génésique de Bitcoin a été miné sur un petit serveur à Helsinki, marquant la naissance officielle de Bitcoin.
Il est important de noter que le code initial de Bitcoin utilise la technologie de signature à courbe elliptique (ECDSA), et non la technologie de signature de Schnorr qui serait plus appropriée. Cela est dû au fait que la signature de Schnorr n'avait pas encore été open source à l'époque et était toujours protégée par un brevet.
La signature Schnorr conserve toutes les fonctionnalités et les hypothèses de sécurité des signatures à courbe elliptique, tout en dépassant la limite de 15 signatures multiples pour Bitcoin sous les signatures à courbe elliptique, permettant finalement la gestion de plus de 1000 adresses de Bitcoin sans affecter la vitesse de signature.
2018
Après des années de validation, les développeurs principaux de Bitcoin ont officiellement proposé d'introduire les signatures Schnorr dans le réseau Bitcoin.
14 novembre 2021
Bitcoin a terminé la mise à niveau Taproot, intégrant officiellement la signature Schnorr, ouvrant une nouvelle ère de multi-signatures décentralisées.
La mise à jour Taproot a également introduit MAST(, les arbres de syntaxe abstraite mékelisés), permettant à Bitcoin de disposer de fonctionnalités similaires aux contrats intelligents. Cette technologie organise la logique contractuelle de plusieurs branches conditionnelles sous la forme d'un arbre de Merkle, permettant au code Bitcoin d'exécuter des exigences fonctionnelles similaires aux contrats intelligents(, mais limitées à la vérification des paiements en Bitcoin, contrairement aux contrats intelligents complexes d'Ethereum).
La signature Schnorr peut étendre les adresses multi-signatures Bitcoin à plus de 1000, tandis que MAST permet d'exécuter des adresses signées Schnorr avec des instructions programmées en Bitcoin pour des multi-signatures. Ainsi, la combinaison de la signature Schnorr et de MAST permet de réaliser un réseau multi-signatures Bitcoin décentralisé, sans nécessiter de signatures manuelles, mais en étant piloté par des instructions de code Bitcoin.
Cela signifie que Bitcoin peut franchir une couche de limite de manière décentralisée, permettant des scénarios d'affaires plus complexes et riches au niveau deux.
La solution Taproot Consensus proposée par une certaine équipe est en effet le fruit d'une synthèse des itérations technologiques de Bitcoin de 2008 à 2021, soit 13 ans.
Deuxièmement, aperçu du plan de consensus Taproot
Le livre blanc sur la technologie Taproot Consnesus commence par indiquer : "Les caractéristiques non Turing-completes du réseau Bitcoin limitent sa capacité à réaliser directement des solutions d'extension Layer2 similaires aux Rollups d'Ethereum. La couche des contrats script du réseau Bitcoin ne peut exécuter que des opérations de transfert simples et ne peut pas prendre en charge des fonctionnalités de contrats intelligents plus complexes. Par conséquent, il est impossible de construire une solution d'extension Layer2 uniquement à partir du niveau script de Bitcoin."
Cette description résume hautement la non-complétude de Turing du réseau Bitcoin, ainsi que les limites des contrats script de Bitcoin qui ne peuvent exécuter que des opérations de transfert. Par conséquent, la bonne direction pour l'expansion de Bitcoin n'est pas de jouer sur une couche de réseau, mais d'utiliser les capacités existantes de Bitcoin pour construire un système d'expansion de deuxième couche entièrement décentralisé.
Le consensus Taproot combine la technologie Taproot de Bitcoin, les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers SPV de Bitcoin et le mécanisme de consensus BFT PoS pour construire un réseau Layer2 décentralisé et hautement cohérent.
Trois, explication détaillée de l'architecture Taproot Consnesus
Le consensus Taproot est composé de trois parties : Schnorr+Mast, Bitcoin SPV et Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast utilise ces deux technologies natives apportées par la mise à niveau Taproot de Bitcoin pour réaliser une gestion décentralisée des signatures multiples de Bitcoin, sans nécessiter de signature manuelle, mais en étant pilotée par le code de Bitcoin.
Ces codes sont alimentés par le consensus atteint par le réseau de deuxième couche. Comment le réseau de deuxième couche parvient-il à un consensus, et comment ce consensus est-il synchronisé avec l'état de la couche Bitcoin ? C'est le rôle du consensus Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Bitcoin SPV est une méthode de vérification de paiement simple qui permet de synchroniser et de vérifier les transactions Bitcoin sans exécuter un nœud complet. Cette caractéristique permet au consensus Taproot de synchroniser l'état du BTC dans un environnement complètement décentralisé, sans nécessiter aucune autorisation.
Aura+Grandpa est un protocole de consensus PoS avancé qui réalise la tolérance aux pannes byzantines, garantissant une grande cohérence entre les nœuds du réseau grâce à un protocole distribué.
Le principe de fonctionnement en trois parties du consensus Taproot est résumé comme suit :
"Dans ce système, chaque validateur détient une clé privée BTC pour la signature Schnorr. Les caractéristiques de la signature Schnorr permettent une agrégation de signatures efficace, améliorant ainsi la sécurité et l'efficacité du système. La clé publique agrégée Pagg, générée par le schéma de signature multiple Musig2, forme un grand arbre MAST.
Après la génération de la valeur de hachage racine de l'arbre MAST, les validateurs effectuent des opérations de transfert et de gravure de BTC vers l'adresse de signature de 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 en tant que nœud léger SPV Bitcoin, ce qui lui permet de synchroniser en toute sécurité et sans autorisation l'état du réseau BTC.
En termes simples :
Le consensus Taproot utilise Schnorr + Mast pour construire une gestion décentralisée des multi-signatures BTC au niveau de la première couche de Bitcoin, tandis que la deuxième couche exécute un réseau de nœuds SPV Bitcoin. Prenons un projet comme exemple, dont l'ensemble du réseau de deuxième couche fonctionne avec des nœuds SPV Bitcoin. Ces nœuds peuvent synchroniser l'état des données de la première couche de Bitcoin, permettant ainsi une synchronisation des informations avec la première couche de Bitcoin. Pour garantir la sécurité et la fiabilité du réseau de deuxième couche, le projet intègre le réseau de nœuds SPV Bitcoin avec Aura + Grandpa, ce qui permet au réseau de nœuds SPV Bitcoin d'avoir un niveau de sécurité au niveau du consensus BFT. Cela signifie que ce ne sont pas certains multi-signataires qui gèrent les actifs du réseau, mais que cela repose sur le consensus BFT pour fonctionner, réalisant ainsi une véritable décentralisation.
Quatre, autres détails techniques du livre jaune
En plus du cadre technique mentionné ci-dessus, le livre blanc Taproot consensus explique également en détail les détails de mise en œuvre de technologies telles que les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers PSV Bitcoin, Aura + Grandpa, etc. Pour ceux qui souhaitent apprendre et comprendre les dernières technologies Bitcoin, ce livre blanc est un matériel d'apprentissage complet et détaillé.
De plus, le livre jaune explique en détail le processus de mise en œuvre de Musig2, ainsi que les différences avec d'autres projets BTC Layer2 bien connus.
La structure technique sous-jacente d'un autre projet est basée sur le protocole tBTC. tBTC utilise des signatures multiples de Bitcoin pour construire un réseau de signatures de seuil, cette structure ayant une cohérence plus forte par rapport aux réseaux distribués traditionnels.
Cependant, tBTC reste un réseau multi-signature qui nécessite la signature de 9 personnes. Pour véritablement réaliser une dépendance à la consensus plutôt qu'à l'humain, il est nécessaire de combiner le réseau multi-signature avec un mécanisme de consensus BFT PoS. C'est aussi la différence entre un réseau distribué et une blockchain, le premier mettant l'accent sur la distribution mais manquant d'un consensus tolérant aux pannes byzantines, tandis que le second, bien qu'étant également un réseau distribué, repose sur un consensus tolérant aux pannes byzantines pour fonctionner, ce qui en fait un réseau véritablement décentralisé.
Le plan de consensus Taproot adopte une conception plus avancée. En combinant les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers SPV de Bitcoin ainsi que les mécanismes de consensus Byzantine Aura et Grandpa, il construit une solution d'extension Layer2 décentralisée 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
Un livre jaune technique publié par une certaine équipe décrit de manière exhaustive le plan de mise en œuvre et les détails techniques du Consensus Taproot, montrant une solution de deuxième couche entièrement construite sur la technologie native de Bitcoin.
Le Consensus Taproot respecte et hérite non seulement de l'orientation technique d'origine de Bitcoin, mais combine également les innovations techniques apportées par les différentes mises à jour de Bitcoin, ce qui en fait une véritable synthèse de la technologie d'extension native de Bitcoin.
Avec le développement continu de l'écosystème Bitcoin, les gens commenceront progressivement à réaliser que les solutions de deuxième couche véritablement décentralisées pour Bitcoin sont une étape incontournable dans le développement de l'écosystème Bitcoin, et des solutions comme Taproot Consensus brilleront de mille feux.
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BEVM : la réalisation ultime de l'innovation technologique native de Bitcoin
Bitcoin, le summum de l'innovation technologique native : analyse de la solution BEVM
Le 20 mai 2024, une équipe de développement de Layer2 de Bitcoin a officiellement publié le livre blanc technique "Taproot Consnesus - une solution décentralisée BTC Layer2". Ce livre blanc décrit en détail le mécanisme de mise en œuvre de Taproot Consnesus, ainsi que la manière d'intégrer la signature Schnorr, MAST, les nœuds SPV Bitcoin et d'autres technologies natives pour construire une solution BTC Layer2 entièrement décentralisée.
Après avoir lu l'intégralité du texte, on peut sentir que cette solution Taproot Consnesus est véritablement une œuvre maîtresse de la technologie d'extension native de Bitcoin. Elle n'apporte aucune modification au code de Bitcoin, mais combine habilement plusieurs technologies natives de Bitcoin, avec une pensée claire et une structure raffinée.
Avant d'interpréter officiellement le livre jaune, il est nécessaire de passer en revue l'évolution technologique du Bitcoin, ce qui aide à comprendre comment le Consensus Taproot est né dans le contexte de l'évolution du Bitcoin.
I. Histoire du développement de la technologie Bitcoin
31 octobre 2008
Le livre blanc de Bitcoin "Un système de monnaie électronique peer-to-peer" a été officiellement publié, décrivant en détail la manière dont Bitcoin est techniquement réalisé.
Le chapitre huit du livre blanc mentionne la solution SPV (Simple Payment Verification), c'est-à-dire la vérification simple des paiements, qui est une méthode technique permettant de vérifier les paiements sans avoir à faire fonctionner un nœud complet, mais en ne conservant que l'en-tête de bloc.
3 janvier 2009
Le bloc génésique de Bitcoin a été miné sur un petit serveur à Helsinki, marquant la naissance officielle de Bitcoin.
Il est important de noter que le code initial de Bitcoin utilise la technologie de signature à courbe elliptique (ECDSA), et non la technologie de signature de Schnorr qui serait plus appropriée. Cela est dû au fait que la signature de Schnorr n'avait pas encore été open source à l'époque et était toujours protégée par un brevet.
La signature Schnorr conserve toutes les fonctionnalités et les hypothèses de sécurité des signatures à courbe elliptique, tout en dépassant la limite de 15 signatures multiples pour Bitcoin sous les signatures à courbe elliptique, permettant finalement la gestion de plus de 1000 adresses de Bitcoin sans affecter la vitesse de signature.
2018
Après des années de validation, les développeurs principaux de Bitcoin ont officiellement proposé d'introduire les signatures Schnorr dans le réseau Bitcoin.
14 novembre 2021
Bitcoin a terminé la mise à niveau Taproot, intégrant officiellement la signature Schnorr, ouvrant une nouvelle ère de multi-signatures décentralisées.
La mise à jour Taproot a également introduit MAST(, les arbres de syntaxe abstraite mékelisés), permettant à Bitcoin de disposer de fonctionnalités similaires aux contrats intelligents. Cette technologie organise la logique contractuelle de plusieurs branches conditionnelles sous la forme d'un arbre de Merkle, permettant au code Bitcoin d'exécuter des exigences fonctionnelles similaires aux contrats intelligents(, mais limitées à la vérification des paiements en Bitcoin, contrairement aux contrats intelligents complexes d'Ethereum).
La signature Schnorr peut étendre les adresses multi-signatures Bitcoin à plus de 1000, tandis que MAST permet d'exécuter des adresses signées Schnorr avec des instructions programmées en Bitcoin pour des multi-signatures. Ainsi, la combinaison de la signature Schnorr et de MAST permet de réaliser un réseau multi-signatures Bitcoin décentralisé, sans nécessiter de signatures manuelles, mais en étant piloté par des instructions de code Bitcoin.
Cela signifie que Bitcoin peut franchir une couche de limite de manière décentralisée, permettant des scénarios d'affaires plus complexes et riches au niveau deux.
La solution Taproot Consensus proposée par une certaine équipe est en effet le fruit d'une synthèse des itérations technologiques de Bitcoin de 2008 à 2021, soit 13 ans.
Deuxièmement, aperçu du plan de consensus Taproot
Le livre blanc sur la technologie Taproot Consnesus commence par indiquer : "Les caractéristiques non Turing-completes du réseau Bitcoin limitent sa capacité à réaliser directement des solutions d'extension Layer2 similaires aux Rollups d'Ethereum. La couche des contrats script du réseau Bitcoin ne peut exécuter que des opérations de transfert simples et ne peut pas prendre en charge des fonctionnalités de contrats intelligents plus complexes. Par conséquent, il est impossible de construire une solution d'extension Layer2 uniquement à partir du niveau script de Bitcoin."
Cette description résume hautement la non-complétude de Turing du réseau Bitcoin, ainsi que les limites des contrats script de Bitcoin qui ne peuvent exécuter que des opérations de transfert. Par conséquent, la bonne direction pour l'expansion de Bitcoin n'est pas de jouer sur une couche de réseau, mais d'utiliser les capacités existantes de Bitcoin pour construire un système d'expansion de deuxième couche entièrement décentralisé.
Le consensus Taproot combine la technologie Taproot de Bitcoin, les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers SPV de Bitcoin et le mécanisme de consensus BFT PoS pour construire un réseau Layer2 décentralisé et hautement cohérent.
Trois, explication détaillée de l'architecture Taproot Consnesus
Le consensus Taproot est composé de trois parties : Schnorr+Mast, Bitcoin SPV et Aura+Grandpa.
Schnorr+Mast utilise ces deux technologies natives apportées par la mise à niveau Taproot de Bitcoin pour réaliser une gestion décentralisée des signatures multiples de Bitcoin, sans nécessiter de signature manuelle, mais en étant pilotée par le code de Bitcoin.
Ces codes sont alimentés par le consensus atteint par le réseau de deuxième couche. Comment le réseau de deuxième couche parvient-il à un consensus, et comment ce consensus est-il synchronisé avec l'état de la couche Bitcoin ? C'est le rôle du consensus Bitcoin SPV+BFT POS (Aura+Grandpa).
Bitcoin SPV est une méthode de vérification de paiement simple qui permet de synchroniser et de vérifier les transactions Bitcoin sans exécuter un nœud complet. Cette caractéristique permet au consensus Taproot de synchroniser l'état du BTC dans un environnement complètement décentralisé, sans nécessiter aucune autorisation.
Aura+Grandpa est un protocole de consensus PoS avancé qui réalise la tolérance aux pannes byzantines, garantissant une grande cohérence entre les nœuds du réseau grâce à un protocole distribué.
Le principe de fonctionnement en trois parties du consensus Taproot est résumé comme suit :
"Dans ce système, chaque validateur détient une clé privée BTC pour la signature Schnorr. Les caractéristiques de la signature Schnorr permettent une agrégation de signatures efficace, améliorant ainsi la sécurité et l'efficacité du système. La clé publique agrégée Pagg, générée par le schéma de signature multiple Musig2, forme un grand arbre MAST.
Après la génération de la valeur de hachage racine de l'arbre MAST, les validateurs effectuent des opérations de transfert et de gravure de BTC vers l'adresse de signature de 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 en tant que nœud léger SPV Bitcoin, ce qui lui permet de synchroniser en toute sécurité et sans autorisation l'état du réseau BTC.
En termes simples :
Le consensus Taproot utilise Schnorr + Mast pour construire une gestion décentralisée des multi-signatures BTC au niveau de la première couche de Bitcoin, tandis que la deuxième couche exécute un réseau de nœuds SPV Bitcoin. Prenons un projet comme exemple, dont l'ensemble du réseau de deuxième couche fonctionne avec des nœuds SPV Bitcoin. Ces nœuds peuvent synchroniser l'état des données de la première couche de Bitcoin, permettant ainsi une synchronisation des informations avec la première couche de Bitcoin. Pour garantir la sécurité et la fiabilité du réseau de deuxième couche, le projet intègre le réseau de nœuds SPV Bitcoin avec Aura + Grandpa, ce qui permet au réseau de nœuds SPV Bitcoin d'avoir un niveau de sécurité au niveau du consensus BFT. Cela signifie que ce ne sont pas certains multi-signataires qui gèrent les actifs du réseau, mais que cela repose sur le consensus BFT pour fonctionner, réalisant ainsi une véritable décentralisation.
Quatre, autres détails techniques du livre jaune
En plus du cadre technique mentionné ci-dessus, le livre blanc Taproot consensus explique également en détail les détails de mise en œuvre de technologies telles que les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers PSV Bitcoin, Aura + Grandpa, etc. Pour ceux qui souhaitent apprendre et comprendre les dernières technologies Bitcoin, ce livre blanc est un matériel d'apprentissage complet et détaillé.
De plus, le livre jaune explique en détail le processus de mise en œuvre de Musig2, ainsi que les différences avec d'autres projets BTC Layer2 bien connus.
La structure technique sous-jacente d'un autre projet est basée sur le protocole tBTC. tBTC utilise des signatures multiples de Bitcoin pour construire un réseau de signatures de seuil, cette structure ayant une cohérence plus forte par rapport aux réseaux distribués traditionnels.
Cependant, tBTC reste un réseau multi-signature qui nécessite la signature de 9 personnes. Pour véritablement réaliser une dépendance à la consensus plutôt qu'à l'humain, il est nécessaire de combiner le réseau multi-signature avec un mécanisme de consensus BFT PoS. C'est aussi la différence entre un réseau distribué et une blockchain, le premier mettant l'accent sur la distribution mais manquant d'un consensus tolérant aux pannes byzantines, tandis que le second, bien qu'étant également un réseau distribué, repose sur un consensus tolérant aux pannes byzantines pour fonctionner, ce qui en fait un réseau véritablement décentralisé.
Le plan de consensus Taproot adopte une conception plus avancée. En combinant les signatures Schnorr, MAST, les nœuds légers SPV de Bitcoin ainsi que les mécanismes de consensus Byzantine Aura et Grandpa, il construit une solution d'extension Layer2 décentralisée 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
Un livre jaune technique publié par une certaine équipe décrit de manière exhaustive le plan de mise en œuvre et les détails techniques du Consensus Taproot, montrant une solution de deuxième couche entièrement construite sur la technologie native de Bitcoin.
Le Consensus Taproot respecte et hérite non seulement de l'orientation technique d'origine de Bitcoin, mais combine également les innovations techniques apportées par les différentes mises à jour de Bitcoin, ce qui en fait une véritable synthèse de la technologie d'extension native de Bitcoin.
Avec le développement continu de l'écosystème Bitcoin, les gens commenceront progressivement à réaliser que les solutions de deuxième couche véritablement décentralisées pour Bitcoin sont une étape incontournable dans le développement de l'écosystème Bitcoin, et des solutions comme Taproot Consensus brilleront de mille feux.