ビットコイン原生拡張技術の集大成：タップルートコンセンサス技術ホワイトペーパーの解読

技術開発のレビュー

2008年10月31日、中本聡はビットコインのホワイトペーパーを発表し、完全な技術実装計画を提案しました。ホワイトペーパーの第八章では、シンプルペイメント検証(SPV)技術について言及しており、フルノードを運用することなく支払いを検証できます。

2009年1月3日、ビットコインの創世ブロックが誕生しました。初期のコードは楕円曲線署名(ECDSA)を使用しており、より適したシュノール署名ではなく、後者は当時まだオープンソースではありませんでした。

2018年、ビットコインのコア開発者は正式にシュノル署名をビットコインネットワークに導入することを提案しました。

2021年11月14日、ビットコインはタップルートアップグレードを完了し、正式にシュノール署名とMAST技術を導入しました。これにより、ビットコインは去中心化の大規模なマルチシグネチャを実現し、スマートコントラクトに似た機能を持つことができました。

タップルートコンセンサス方案概要

Taproot Consensusはビットコイン13年の技術の集大成です。それはTaproot技術(シュノール署名とMAST)、ビットコインSPV軽ノード、そしてBFT PoSコンセンサス機構を融合し、分散化された高度に整合性のあるLayer2ネットワークを構築します。

この提案は、ビットコインネットワークの非チューリング完全性が、イーサリアムのRollupに類似した拡張ソリューションを直接実現することを制限していることを認識しています。したがって、タップルートコンセンサスは、ビットコインの第一層ネットワークを変更するのではなく、既存の技術を利用して完全に分散化された第二層拡張ソリューションを構築しています。

タップルートコンセンサス架構詳解

タップルートコンセンサスは三つの部分から構成されています：Schnorr+MAST、ビットコインSPV、そしてAura+Grandpa。

Schnorr+MASTはビットコインの非中央集権的なマルチシグ管理を実現し、コード駆動型であり、手動署名ではありません。

Bitcoin SPVは、フルノードを運用することなくビットコイン取引を同期し検証することを可能にし、レイヤー1ネットワークの状態と同期を実現しました。

Aura+Grandpaは、ネットワークノードの高度な一貫性を確保するために、ビザンチンフォールトトレランスを実現する高度なPoSコンセンサスプロトコルです。

このシステムでは、各バリデーターがSchnorr署名用のBTCプライベートキーを保持しています。Musig2マルチシグネチャスキームを通じて集約公開鍵Paggを生成し、大型MASTツリーを形成します。バリデーターはMASTツリーによって生成された閾値署名アドレスに送金し、データ提出機能を実現します。同時に、バリデーターはBitcoin SPVライトノードとして、安全かつ無許可でBTCネットワークの状態を同期します。

技術的な詳細とイノベーション

Taproot Consensusのホワイトペーパーは、スノール署名、MAST、ビットコインSPVライトノード、Aura+Grandpaなどの技術の実装詳細を詳しく説明しており、ビットコインの最新技術を学ぶための包括的な資料です。

他のBTC Layer2プロジェクトと比較して、Taproot Consensusはより先進的な設計を採用しています。例えば、MezoのtBTCプロトコルに基づく9人署名のマルチシグネットワークと比べて、Taproot ConsensusはマルチシグネットワークとBFT PoSコンセンサスメカニズムを組み合わせて、真の分散型駆動を実現しました。

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まとめ

BEVMチームのタップルートコンセンサス技術ホワイトペーパーは、ビットコインのネイティブ技術に完全に基づいて構築された第二層ソリューションを示しています。これは、ビットコインの技術路線を尊重し継承するだけでなく、革新的な技術の組み合わせを行い、ビットコインのネイティブ拡張技術の集大成を代表しています。

ビットコインエコシステムの発展に伴い、真の非中央集権型の二層ソリューションが必然的なトレンドとなるでしょう。タップルートコンセンサスのようなソリューションは、将来的に大いに注目されることが期待されています。