比特币原生扩展技术的集大成之作：解读 Taproot Consensus 技术黄皮书

技术发展回顾

2008年10月31日，中本聪发表了比特币白皮书，提出了完整的技术实现方案。白皮书第八章提到了简单支付验证(SPV)技术，无需运行全节点即可验证支付。

2009年1月3日，比特币创世区块诞生。初始代码采用了椭圆曲线签名(ECDSA)，而非更适合的施诺尔签名，因为后者当时尚未开源。

2018年，比特币核心开发者正式提议将施诺尔签名引入比特币网络。

2021年11月14日，比特币完成Taproot升级，正式引入施诺尔签名和MAST技术。这使得比特币能实现去中心化的大规模多重签名，并具备类似智能合约的功能。

Taproot Consensus 方案概述

Taproot Consensus是对比特币13年技术迭代的集大成之作。它融合了Taproot技术(施诺尔签名和MAST)、比特币SPV轻节点以及BFT PoS共识机制，构建了一个去中心化且高度一致的Layer2网络。

该方案认识到比特币网络的非图灵完备性限制了直接实现类似以太坊Rollup的扩展方案。因此，Taproot Consensus没有修改比特币一层网络，而是利用现有技术构建完全去中心化的二层扩展方案。

Taproot Consensus 架构详解

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

Schnorr+MAST实现了比特币的去中心化多重签名管理，可通过代码驱动而非人工签名。

Bitcoin SPV使得在不运行全节点的情况下也能同步和验证比特币交易，实现了与一层网络的状态同步。

Aura+Grandpa是一种实现拜占庭容错的高级PoS共识协议，确保网络节点的高度一致性。

在该系统中，每个验证者持有用于Schnorr签名的BTC私钥。通过Musig2多签名方案生成聚合公钥Pagg，形成大型MAST树。验证者向MAST树生成的门限签名地址转账和铭刻，实现数据提交功能。同时，验证者作为Bitcoin SPV轻节点，安全无许可地同步BTC网络状态。

技术细节与创新

Taproot Consensus黄皮书详细解释了施诺尔签名、MAST、比特币SPV轻节点、Aura+Grandpa等技术的实现细节，是学习比特币最新技术的全面资料。

与其他BTC Layer2项目相比，Taproot Consensus采用了更先进的设计。例如，相比Mezo基于tBTC协议的9人签名多签网络，Taproot Consensus将多签网络与BFT PoS共识机制相结合，实现了真正的去中心化驱动。

结语

BEVM团队的Taproot Consensus技术黄皮书展示了一个完全基于比特币原生技术构建的二层解决方案。它不仅尊重和继承了比特币的技术路线，还进行了创新性的技术组合，代表了比特币原生扩展技术的集大成之作。

随着比特币生态的发展，真正去中心化的二层解决方案将成为必然趋势，Taproot Consensus这类方案有望在未来大放异彩。