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

2024年5月20日，BEVM开发团队正式发布了技术黄皮书《Taproot Consensus：一种去中心化的BTC Layer2解决方案》。该黄皮书详细阐述了Taproot Consensus的实现方式，以及如何结合施诺尔签名、MAST、比特币SPV节点等比特币原生技术来构建完全去中心化的BTC Layer2解决方案。

Taproot Consensus方案是对比特币多年技术演进的集大成。它没有对比特币的代码进行任何修改，而是巧妙地组合了比特币的几项核心技术，思路简洁而结构精妙。在深入解读黄皮书之前，我们有必要回顾一下比特币的技术发展历程，以便理解Taproot Consensus是如何从比特币的发展脉络中应运而生的。

比特币技术发展回顾

2008年10月31日，中本聪发表了比特币白皮书，首次提出了完整的比特币技术实现方案。白皮书中提到了SPV（简单支付验证）解决方案，这是一种无需运行全节点就能验证支付的技术。

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技术（ECDSA），而非更适合比特币的施诺尔签名技术，这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。这次升级使比特币具备了类似智能合约的功能，并能实现1000+地址的高效多重签名。

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）、比特币SPV轻节点以及BFT PoS共识机制，构建出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Taproot升级带来的这两项技术，实现比特币的去中心化多重签名管理，无需人工参与，而是通过比特币代码驱动。

2. Bitcoin SPV：使用中本聪提出的简单支付验证方式，在不运行全节点的情况下同步和验证比特币交易。

3. Aura+Grandpa：一种通用的拜占庭容错PoS共识协议，确保网络节点的高度一致性。

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多签名方案生成聚合公钥Pagg，形成一个大型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BTC主网向BEVM网络提交数据的功能。

同时，每个验证者作为Bitcoin SPV轻节点，能够安全且无需许可地同步BTC网络状态。Taproot Consensus在比特币一层使用Schnorr+MAST构建去中心化的BTC多重签名管理，二层运行Bitcoin SPV节点网络。

BEVM二层网络的所有节点运行比特币SPV节点，可以同步比特币一层的数据状态。为确保二层网络的安全可信，BEVM将比特币SPV节点网络与Aura+Grandpa融合，使SPV节点网络具备BFT共识级别的安全性。

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，为想深入了解比特币最新技术的人提供了全面而详细的学习资料。

黄皮书还阐述了Musig2的实现过程，并与知名BTC Layer2项目Mezo进行了比较。Mezo基于tBTC协议，利用比特币多重签名构建门限签名网络。相比之下，Taproot Consensus采用了更先进的设计，结合了Schnorr签名、MAST、比特币SPV轻节点以及Aura和Grandpa拜占庭容错共识机制，构建了一个高度一致且安全的去中心化Layer2扩展方案。

结语

BEVM团队发布的技术黄皮书全面描述了Taproot Consensus的实现方案和技术细节，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。Taproot Consensus不仅继承了比特币的技术传统，还通过创新组合了比特币历次升级带来的新技术，堪称比特币原生扩展技术的集大成之作。

随着比特币生态的不断发展，真正去中心化的二层解决方案将成为比特币生态发展的必经之路，而Taproot Consensus这类解决方案有望在未来大放异彩。