比特币原生技术的集大成：Taproot Consensus技术解析

2024年5月20日，BEVM团队发布了《Taproot Consensus：一种去中心化的BTC Layer2解决方案》技术黄皮书。该方案巧妙结合了比特币的多项原生技术，包括施诺尔签名、MAST、SPV节点等，构建了一个完全去中心化的比特币二层扩展方案。

为了更好地理解Taproot Consensus的来龙去脉，我们有必要回顾一下比特币的技术发展历程。

比特币技术发展里程碑

2008年10月31日，中本聪发表比特币白皮书，首次提出了SPV（简单支付验证）的概念。

2009年1月3日，比特币创世区块诞生。初始版本采用了椭圆曲线签名技术（ECDSA），而非更适合的施诺尔签名，主要是因为当时施诺尔签名尚未开源。

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（默克尔抽象语法树）技术。这两项技术的结合，为比特币实现去中心化的多重签名和类智能合约功能铺平了道路。

Taproot Consensus方案概述

Taproot Consensus方案巧妙地融合了比特币的Taproot技术（包括施诺尔签名和MAST）、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。

该方案的核心组成部分包括：

1. Schnorr+MAST：利用比特币原生技术实现去中心化的多重签名管理。
2. Bitcoin SPV：允许在不运行全节点的情况下验证比特币交易。
3. Aura+Grandpa：一种实现拜占庭容错的高级PoS共识协议。

Taproot Consensus运行原理

在BEVM系统中，每个验证者持有用于施诺尔签名的BTC私钥。通过Musig2多签名方案生成的聚合公钥Pagg，形成了一个大型MAST树。验证者通过向MAST树生成的门限签名地址进行BTC转账和铭刻操作，实现了BTC主网向BEVM网络提交数据的功能。

同时，每个验证者都作为Bitcoin SPV轻节点，能够安全且无需许可地同步BTC网络状态。BEVM将比特币SPV节点网络与Aura+Grandpa共识机制融合，确保二层网络的安全性和可信度。

与其他BTC Layer2方案的比较

相比于基于tBTC协议的Mezo项目，Taproot Consensus采用了更先进的设计。Mezo仍然依赖于9人签名的多签网络，而Taproot Consensus通过结合Schnorr签名、MAST、比特币SPV轻节点以及BFT PoS共识机制，构建了一个高度一致性和安全的去中心化Layer2扩展方案。

结语

BEVM团队的Taproot Consensus方案展现了一个完全基于比特币原生技术构建的二层解决方案。它不仅继承了比特币的技术理念，还对比特币各项技术进行了创新性的组合，真正成为了比特币原生扩展技术的集大成者。随着比特币生态的不断发展，这种真正去中心化的二层解决方案将在未来发挥越来越重要的作用。