ビットコイン原生技術の集大成：タップルート コンセンサス技術解析

2024年5月20日、BEVMチームは「タップルートコンセンサス：分散型のBTC Layer2ソリューション」に関する技術ホワイトペーパーを発表しました。このソリューションは、ビットコインのいくつかのネイティブ技術、施ノール署名、MAST、SPVノードなどを巧みに組み合わせて、完全に分散型のビットコインの二層拡張ソリューションを構築しています。

Taprootコンセンサスの背景をよりよく理解するために、ビットコインの技術発展の歴史を振り返る必要があります。

ビットコイン技術開発のマイルストーン

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、初めてSPV（簡易支払い検証）の概念を提唱しました。

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。初期バージョンは楕円曲線署名技術（ECDSA）を採用しており、より適したシュノール署名ではなく、主に当時シュノール署名がまだオープンソースではなかったためです。

2018年、ビットコインのコア開発者は正式にシュノー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、正式にシュノア署名とMAST（マークル抽象構文木）技術を導入しました。この2つの技術の組み合わせは、ビットコインが非中央集権のマルチシグネチャとクラスター型スマートコントラクト機能を実現する道を開きました。

タップルートコンセンサス方案概説

タップルートコンセンサス方案は、ビットコインのタップルート技術（シュノール署名とMASTを含む）、SPVライトノード、そしてBFT PoSコンセンサス機構を巧妙に融合し、分散化された高度に一致したLayer2ネットワークを構築しました。

このプランの核心的な構成要素には、

1. Schnorr+MAST：ビットコインのネイティブ技術を利用して、分散型のマルチシグ管理を実現する。
2. Bitcoin SPV：フルノードを実行せずにビットコイン取引を検証することを許可します。
3. Aura+Grandpa：ビザンチン耐障害性を実現する高度なPoSコンセンサスプロトコル。

タップルートコンセンサスの動作原理

BEVMシステムでは、各検証者がSchnorr署名に使用する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によって生成された集約公開鍵Paggは、大型のMASTツリーを形成します。検証者はMASTツリーで生成された閾値署名アドレスにBTCを送金し、刻印操作を行うことで、BTCメインネットからBEVMネットワークにデータを提出する機能を実現しました。

同時に、各検証者はBitcoin SPV軽ノードとして機能し、安全かつ許可なくBTCネットワークの状態を同期できる。BEVMはビットコインSPVノードネットワークとAura+Grandpaコンセンサス機構を融合させ、二層ネットワークの安全性と信頼性を確保する。

他のBTC Layer2ソリューションとの比較

tBTCプロトコルに基づくMezo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。Mezoは依然として9人の署名によるマルチシグネットワークに依存していますが、Taproot ConsensusはSchnorr署名、MAST、ビットコインSPVライトノード、BFT PoSコンセンサスメカニズムを組み合わせることで、高い一貫性と安全性を持つ分散型Layer2拡張ソリューションを構築しています。

まとめ

BEVMチームのタップルートコンセンサス方案は、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レイヤー2ソリューションを示しています。それはビットコインの技術理念を継承するだけでなく、ビットコインの各技術を革新的に組み合わせて、本当にビットコインのネイティブ拡張技術の集大成者となっています。ビットコインエコシステムの継続的な発展とともに、この本当に分散化されたレイヤー2ソリューションは、将来ますます重要な役割を果たすことになるでしょう。

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