Bitcoin teknolojisindeki yeniliklerin dönüm noktası: Taproot Konsensüs planının derinlemesine analizi

Ön Söz

Son günlerde, BEVM adlı bir Bitcoin Layer2 geliştirme ekibi, "Taproot Konsensüsü: Merkeziyetsiz bir BTC Layer2 çözümü" başlıklı bir teknik sarı kitap yayımladı. Bu belge, Taproot Konsensüsünün gerçekleştirme mekanizmasını ayrıntılı bir şekilde açıklamakta ve tamamen merkeziyetsiz bir BTC Layer2 çözümü oluşturmak için Schnorr imzaları, MAST ve Bitcoin SPV düğümleri gibi teknolojilerin nasıl birleştirileceğini göstermektedir.

Taproot Konsensüs çözümü, Bitcoin'in yerel genişleme teknolojisinin en kapsamlı eseri olarak kabul edilmektedir. Bitcoin'in birçok temel teknolojisini ustaca bir araya getirirken, Bitcoin kodunda herhangi bir değişiklik yapmadan yenilikçi düşünce ve zarif tasarımı sergilemektedir.

Bu beyaz kitabı derinlemesine incelemeden önce, Bitcoin'in teknik evrim sürecini gözden geçirmek gereklidir, böylece Taproot Konsensüs'ün Bitcoin'in gelişim bağlamında nasıl ortaya çıktığını daha iyi anlayabiliriz.

Bir. Bitcoin Teknolojisi Gelişimi Gözden Geçirme

31 Ekim 2008'de, Satoshi Nakamoto, Bitcoin'in teknik uygulama planını ilk kez tam olarak açıkladığı çığır açıcı makalesi "Bitcoin: Bir Peer-to-Peer Elektronik Nakit Sistemi"ni yayımladı. Makalede, tam düğüm çalıştırmadan işlemleri doğrulamak için gereken hafif bir çözüm olan SPV (Basit Ödeme Doğrulama) teknolojisinden bahsedilmektedir.

3 Ocak 2009'da, Satoshi Nakamoto Helsinki'deki bir sunucuda Genesis Bloğunu kazdı ve Bitcoin ağının resmi olarak başlatıldığını işaret etti. Dikkate değer bir nokta, Bitcoin'in başlangıçta daha uygun olan Schnorr imzası yerine Eliptik Eğri Dijital İmza Algoritması (ECDSA) kullandığıdır. Bunun nedeni, o dönemde Schnorr imza teknolojisinin henüz açık kaynak olmaması ve hala patentli olmasıdır.

Schnorr imzaları, ECDSA'nın tüm işlevlerini ve güvenlik özelliklerini korumakla kalmaz, aynı zamanda ECDSA'nın çoklu imza konusundaki sınırlamalarını aşarak 1000'den fazla adresin Bitcoin'i birlikte yönetmesine olanak tanır ve imza verimliliğini etkilemez.

2018 yılında, yıllarca süren doğrulamaların ardından, Bitcoin'in çekirdek geliştiricilerinden Gregory Maxwell ve diğerleri, Schnorr imzasının Bitcoin ağına dahil edilmesi teklifini resmen sundular.

14 Kasım 2021'de, Bitcoin Taproot yükseltmesini tamamladı ve Schnorr imzalarını resmi olarak tanıttı, merkeziyetsiz çoklu imza çağına adım attı. Bunun yanı sıra, Taproot yükseltmesi MAST (Merkel Abstrakt Söz Dizimi Ağacı) teknolojisini de tanıtarak Bitcoin'e akıllı sözleşmelere benzer işlevler kazandırdı.

Schnorr imzaları ve MAST'in birleşimi, Bitcoin'in merkeziyetsiz çoklu imza ağını program kodu aracılığıyla, insan müdahalesi olmadan gerçekleştirmesini sağladı ve Bitcoin'in ikinci katman çözümlerinin gelişimi için bir temel oluşturdu.

BEVM ekibi tarafından önerilen Taproot Konsensüs çözümü, Bitcoin'in bu 13 yıl süren teknik birikiminin bir derlemesidir.

İki, Taproot Konsensüs Planı Genel Bakış

Taproot Konsensüs teknolojisinin sarı kitabının başlangıcında, Bitcoin ağının Turing tamamlanmamış özelliklerinin, Ethereum Rollup benzeri Layer2 genişletme çözümlerinin doğrudan uygulanmasını sınırladığı belirtiliyor. Bitcoin'in script sözleşme katmanı yalnızca basit transfer işlemlerini gerçekleştirebiliyor, karmaşık akıllı sözleşme işlevlerini destekleyemiyor. Bu nedenle, yalnızca Bitcoin script katmanından Layer2 genişletme çözümleri oluşturmak mümkün değildir.

Bu açıklama, Bitcoin ağının sınırlılıklarını yüksek bir şekilde özetlemektedir ve Bitcoin'in ölçeklenmesinin doğru yönünün birinci kademe ağ üzerinde oynamak değil, Bitcoin'in mevcut yeteneklerini kullanarak tamamen merkeziyetsiz bir ikinci kademe ölçekleme çözümü inşa etmek olduğunu belirtmektedir.

Taproot Konsensüsü, Bitcoin'in Taproot teknolojisini (Schnorr imzaları ve MAST dahil), Bitcoin SPV hafif düğümlerini ve BFT PoS konsensüs mekanizmasını bir araya getirerek merkeziyetsiz ve son derece tutarlı bir Layer2 ağı inşa etmiştir.

Üç, Taproot Konsensüs Yapısı Detaylı Açıklama

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

Schnorr+MAST, Bitcoin Taproot güncellemesi ile getirilen bu iki teknolojiyi kullanarak, Bitcoin'in merkeziyetsiz çoklu imza yönetimini sağlar, manuel imza gerektirmeden, Bitcoin kodu ile yönlendirilir.

İkinci katman ağı, bu kodları çalıştırmak için konsensüs sağlamaktadır. İkinci katman ağı nasıl konsensüs sağlıyor ve bu konsensüsün Bitcoin birinci katman ile nasıl durum senkronizasyonu gerçekleştirdiği, Bitcoin SPV+BFT POS konsensüsüne (Aura+Grandpa) dayanarak sağlanmaktadır.

Bitcoin SPV, Satoshi Nakamoto'nun önerdiği basit ödeme doğrulama yöntemidir ve tam bir düğüm çalıştırmadan Bitcoin işlemlerini senkronize edip doğrulamayı mümkün kılar. Bu, Taproot Konsensüsünün tamamen merkeziyetsiz bir ortamda, izin almadan BTC durumunu senkronize etmesine olanak tanır.

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

Taproot Konsensinin çalışma prensibi şu şekilde özetlenebilir: Sistemde her doğrulayıcı, Schnorr imzası için kullanılan BTC özel anahtarına sahiptir. Musig2 çoklu imza şeması aracılığıyla üretilen toplam kamu anahtarı Pagg, büyük bir MAST ağacı oluşturur. Doğrulayıcılar, MAST ağacı tarafından üretilen eşik imza adresine BTC transferi ve kazıma işlemleri gerçekleştirerek BTC ana ağından ikinci katman ağa veri gönderimi işlevini yerine getirir. Aynı zamanda, her doğrulayıcı bir Bitcoin SPV hafif düğümü olarak, BTC ağ durumunu güvenli ve izinsiz bir şekilde senkronize edebilir.

Kısacası, Taproot Konsensüsü, Bitcoin katmanında Schnorr+MAST kullanarak merkeziyetsiz BTC çoklu imza yönetimi oluşturur, ikinci katmanda Bitcoin SPV düğüm ağı çalıştırır ve Bitcoin katmanındaki veri durumunu senkronize edebilir. İkinci katman ağının güvenli ve güvenilir olmasını sağlamak için Bitcoin SPV düğüm ağı, Aura+Grandpa ile birleştirilerek SPV düğüm ağına BFT konsensüs düzeyinde bir güvenlik seviyesi kazandırılır. Böylece, ikinci katman ağındaki varlıkları yöneten, bazı çoklu imza sahipleri değil, BFT konsensüsüne dayalı olarak hareket eden, gerçek bir merkeziyetsizlik sağlanır.

Dört, Teknik Detaylar ve Yenilik Noktaları

Taproot Konsensüsü sarı kitabı ayrıca Schnorr imzaları, MAST, Bitcoin SPV hafif düğümleri, Aura+Grandpa gibi teknolojilerin uygulanma detaylarını açıklamaktadır. Bu, Bitcoin'in en son teknolojisini derinlemesine anlamak isteyenler için kapsamlı ve ayrıntılı bir öğrenim materyali sunmaktadır.

Ayrıca, sarı kitap Musig2'nin uygulama sürecini ayrıntılı bir şekilde açıklamış ve tanınmış BTC Layer2 projesi Mezo ile karşılaştırma yapmıştır.

Mezo, tBTC protokolüne dayanarak, Bitcoin çoklu imzasını kullanarak bir eşik imza ağı inşa etti; bu, geleneksel dağıtık ağlara göre daha güçlü bir tutarlılığa sahiptir. Ancak, tBTC hala 9 kişinin imzasına ihtiyaç duyan bir çoklu imza insan ağıdır. Gerçekten insanlara değil, konsensüse dayalı bir sistem sağlamak için çoklu imza ağını BFT PoS konsensüs mekanizması ile birleştirmek gerekmektedir.

Taproot Konsensüsü bu daha gelişmiş tasarımı benimsemiştir. Schnorr imzaları, MAST, Bitcoin SPV hafif düğümleri ile Aura ve Grandpa Bizans hata toleransı konsensüs mekanizmasını birleştirerek yüksek derecede tutarlı ve güvenli merkeziyetsiz Layer2 genişleme çözümü inşa etmiştir. Bu entegrasyon sadece Bitcoin ağının genişletilebilirliğini ve kullanılabilirliğini artırmakla kalmaz, aynı zamanda ikinci katman ağının güvenliğini ve tutarlılığını da sağlar.

Özet

Bu teknik sarı kitap, Taproot Konsensüsünün uygulanması ve teknik detaylarını kapsamlı bir şekilde açıklamakta ve tamamen Bitcoin'in yerel teknolojisi üzerine inşa edilmiş bir ikinci katman çözümünü göstermektedir.

Taproot Konsens, sadece Bitcoin'in teknik yolunu saygı gösterip miras almakla kalmaz, aynı zamanda Bitcoin'in geçmişteki güncellemeleri ile gelen teknolojileri yenilikçi bir şekilde birleştirerek, Bitcoin'in yerel genişleme teknolojisinin başyapıtı olarak değerlendirilebilir.

Bitcoin ekosisteminin sürekli gelişimiyle birlikte, gerçek anlamda merkeziyetsiz Bitcoin ikinci katman çözümleri, Bitcoin ekosisteminin gelişimi için zorunlu bir yol haline gelecektir ve Taproot Consensus gibi çözümler kesinlikle büyük bir parıltı gösterecektir.