Bitcoin công nghệ tiến hóa và giải pháp đồng thuận Taproot

Bitcoin công nghệ phát triển lịch sử

Ngày 31 tháng 10 năm 2008, Satoshi Nakamoto đã công bố bài báo "Bitcoin: Một hệ thống tiền điện tử ngang hàng", đề xuất giải pháp công nghệ hoàn chỉnh cho Bitcoin. Chương tám của bài báo đề cập đến SPV (Simple Payment Verification) công nghệ xác minh thanh toán đơn giản, không cần chạy nút đầy đủ để xác minh thanh toán.

Vào ngày 3 tháng 1 năm 2009, Satoshi Nakamoto đã khai thác khối Genesis trên một máy chủ nhỏ ở Helsinki, đánh dấu sự ra đời chính thức của Bitcoin. Bitcoin ban đầu sử dụng công nghệ chữ ký đường ellip (ECDSA), thay vì công nghệ chữ ký Schnorr phù hợp hơn, chủ yếu là do chữ ký Schnorr chưa được mã nguồn mở vào thời điểm đó.

Năm 2018, các nhà phát triển cốt lõi của Bitcoin, bao gồm Gregory Maxwell, chính thức đề xuất việc đưa chữ ký Schnorr vào mạng Bitcoin.

Ngày 14 tháng 11 năm 2021, Bitcoin đã hoàn thành nâng cấp Taproot, chính thức đưa chữ ký Schnorr vào sử dụng, mở ra kỷ nguyên mới của đa chữ ký phi tập trung. Nâng cấp Taproot cũng giới thiệu công nghệ MAST( Cây cú pháp trừu tượng Merkel hóa), giúp Bitcoin có chức năng tương tự như hợp đồng thông minh.

Sự kết hợp giữa chữ ký Schnorr và MAST có thể tạo ra một mạng đa chữ ký phi tập trung được điều khiển bởi các lệnh mã Bitcoin, đặt nền tảng cho sự phát triển của mạng lớp hai Bitcoin.

Tổng quan về giải pháp đồng thuận Taproot

Giải pháp Đồng thuận Taproot 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 đồng nhất cao.

Giải pháp này nhận ra rằng tính không hoàn chỉnh Turing của mạng Bitcoin hạn chế việc thực hiện trực tiếp các giải pháp mở rộng Layer2 tương tự như Rollup của Ethereum. Do đó, Taproot Consensus không làm việc trên mạng lớp một của Bitcoin, mà tận dụng khả năng hiện có của Bitcoin để xây dựng một giải pháp mở rộng lớp hai hoàn toàn phi tập trung.

Giải thích kiến trúc đồng thuận Taproot

Consensus Taproot bao gồm ba phần chính: Schnorr+MAST, Bitcoin SPV và Aura+Grandpa.

Schnorr+MAST thực hiện quản lý đa chữ ký phi tập trung cho Bitcoin, được điều khiển bởi sự đồng thuận mạng lớp hai cho việc thực thi mã. Bitcoin SPV cho phép đồng bộ và xác minh giao dịch Bitcoin mà không cần chạy nút đầy đủ, đạt được sự đồng bộ trạng thái với lớp một của Bitcoin. Aura+Grandpa là giao thức đồng thuận PoS tiên tiến thực hiện khả năng chống lỗi Byzantine, đảm bảo sự đồng nhất cao giữa các nút mạng.

Trong hệ thống BEVM, mỗi validator nắm giữ khóa riêng BTC dùng cho chữ ký Schnorr. Thông qua giải pháp ký đa chữ ký Musig2, tạo ra khóa công khai tổng hợp Pagg, hình thành cây MAST lớn. Các validator thực hiện chuyển BTC và khắc lên địa chỉ chữ ký ngưỡng được tạo ra từ cây MAST, để gửi dữ liệu từ mạng chính BTC sang mạng BEVM. Đồng thời, mỗi validator như một nút nhẹ SPV Bitcoin, đồng bộ hóa trạng thái mạng BTC một cách an toàn và không cần giấy phép.

Chi tiết kỹ thuật và đổi mới

Taproot Consensus sách vàng giải thích chi tiết về việc thực hiện các công nghệ như chữ ký Schnorr, MAST, nút nhẹ SPV Bitcoin và Aura+Grandpa, cung cấp tài liệu toàn diện cho việc học công nghệ mới nhất của Bitcoin.

So với dự án Mezo dựa trên giao thức tBTC, Taproot Consensus đã áp dụng một thiết kế tiên tiến hơn. Bằng cách kết hợp chữ ký Schnorr, MAST, nút nhẹ SPV Bitcoin cùng với cơ chế đồng thuận Byzantine Aura và Grandpa, nó đã xây dựng một giải pháp mở rộng Layer2 phi tập trung với tính nhất quán và an ninh cao, 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 BEVM.

Kết luận

Giải pháp Đồng thuận Taproot thể hiện một giải pháp lớp hai hoàn toàn dựa trên công nghệ gốc của Bitcoin. Nó không chỉ tôn trọng và kế thừa định hướng công nghệ của Bitcoin, mà còn thực hiện sự kết hợp công nghệ sáng tạo, đại diện cho thành tựu của công nghệ mở rộng gốc của Bitcoin. Khi hệ sinh thái Bitcoin phát triển, giải pháp lớp hai thực sự phi tập trung này sẽ đóng vai trò quan trọng trong hệ sinh thái Bitcoin.