比特幣原生擴展技術的集大成之作：解讀 Taproot Consensus 技術黃皮書

技術發展回顧

2008年10月31日，中本聰發表了比特幣白皮書，提出了完整的技術實現方案。白皮書第八章提到了簡單支付驗證(SPV)技術，無需運行全節點即可驗證支付。

2009年1月3日，比特幣創世區塊誕生。初始代碼採用了橢圓曲線籤名(ECDSA)，而非更適合的施諾爾籤名，因爲後者當時尚未開源。

2018年，比特幣核心開發者正式提議將施諾爾籤名引入比特幣網路。

2021年11月14日，比特幣完成Taproot升級，正式引入施諾爾籤名和MAST技術。這使得比特幣能實現去中心化的大規模多重籤名，並具備類似智能合約的功能。

Taproot Consensus 方案概述

Taproot Consensus是對比特幣13年技術迭代的集大成之作。它融合了Taproot技術(施諾爾籤名和MAST)、比特幣SPV輕節點以及BFT PoS共識機制，構建了一個去中心化且高度一致的Layer2網路。

該方案認識到比特幣網路的非圖靈完備性限制了直接實現類似以太坊Rollup的擴展方案。因此，Taproot Consensus沒有修改比特幣一層網路，而是利用現有技術構建完全去中心化的二層擴展方案。

Taproot Consensus 架構詳解

Taproot Consensus由三部分組成：Schnorr+MAST、Bitcoin SPV和Aura+Grandpa。

Schnorr+MAST實現了比特幣的去中心化多重籤名管理，可通過代碼驅動而非人工籤名。

Bitcoin SPV使得在不運行全節點的情況下也能同步和驗證比特幣交易，實現了與一層網路的狀態同步。

Aura+Grandpa是一種實現拜佔庭容錯的高級PoS共識協議，確保網路節點的高度一致性。

在該系統中，每個驗證者持有用於Schnorr籤名的BTC私鑰。通過Musig2多籤名方案生成聚合公鑰Pagg，形成大型MAST樹。驗證者向MAST樹生成的門限籤名地址轉帳和銘刻，實現數據提交功能。同時，驗證者作爲Bitcoin SPV輕節點，安全無許可地同步BTC網路狀態。

技術細節與創新

Taproot Consensus黃皮書詳細解釋了施諾爾籤名、MAST、比特幣SPV輕節點、Aura+Grandpa等技術的實現細節，是學習比特幣最新技術的全面資料。

與其他BTC Layer2項目相比，Taproot Consensus採用了更先進的設計。例如，相比Mezo基於tBTC協議的9人籤名多籤網路，Taproot Consensus將多籤網路與BFT PoS共識機制相結合，實現了真正的去中心化驅動。

結語

BEVM團隊的Taproot Consensus技術黃皮書展示了一個完全基於比特幣原生技術構建的二層解決方案。它不僅尊重和繼承了比特幣的技術路線，還進行了創新性的技術組合，代表了比特幣原生擴展技術的集大成之作。

隨着比特幣生態的發展，真正去中心化的二層解決方案將成爲必然趨勢，Taproot Consensus這類方案有望在未來大放異彩。