Taproot Consensus: Giải pháp lớp hai phi tập trung gốc của Bitcoin

Taproot Consensus là một giải pháp lớp hai được xây dựng dựa trên công nghệ gốc của Bitcoin, với các thành phần cốt lõi bao gồm chữ ký Schnorr, hợp đồng MAST và mạng nút SPV (viết tắt của mạng nút xác thực thanh toán đơn giản Bitcoin).

Chữ ký Schnorr và hợp đồng MAST là những công nghệ quan trọng được giới thiệu trong bản nâng cấp Taproot vào năm 2021. Mạng nút SPV, tức là mạng nút xác minh thanh toán đơn giản, thực chất là một mạng được tạo thành từ các nút nhẹ Bitcoin. Khái niệm này xuất phát từ giải pháp xác minh thanh toán đơn giản mà Satoshi Nakamoto đã đề xuất trong phần 8 của sách trắng Bitcoin, nhằm cho phép một số nút không có đầy đủ hồ sơ giao dịch (nút nhẹ Bitcoin) cũng có thể xác minh thanh toán một cách tiện lợi và an toàn.

Cơ chế hoạt động của Taproot Consensus như sau:

Đầu tiên, công nghệ chữ ký Schnorr mở rộng địa chỉ ký nhiều Bitcoin lên tới 1000, điều này có nghĩa là có thể cho 1000 địa chỉ ví Taproot cùng quản lý một tài sản Bitcoin, đồng thời đảm bảo hiệu quả, an toàn và tính riêng tư. So với đó, chữ ký nhiều Bitcoin truyền thống dựa trên chữ ký đường elip chỉ hỗ trợ tối đa 15 địa chỉ.

Tuy nhiên, chỉ việc hiện thực hóa sự phân cấp của địa chỉ ký nhiều vẫn chưa đủ, mà còn cần phải thực hiện tự động hóa và thông minh hóa ký hiệu, tức là thông qua mã thay vì ký tay. Điều này yêu cầu phải đưa vào hợp đồng MAST.

Hợp đồng MAST (viết tắt của hợp đồng Cây cú pháp Merkle) sử dụng cây Merkle để mã hóa các kịch bản khóa phức tạp. Nó có thể xử lý nhiều loại kịch bản như ký nhiều chữ ký hoặc khóa thời gian, khi chi tiêu chỉ cần tiết lộ kịch bản liên quan và đường dẫn đến gốc cây Merkle. Nói tóm lại, hợp đồng MAST là hợp đồng thông minh chạy trên chuỗi Bitcoin, có khả năng xử lý thanh toán ký nhiều chữ ký.

Với MAST, có thể thực hiện việc ký Schnorr một cách thông minh, tự động và theo mã, thay thế khái niệm sự tham gia của con người trong ký đa chữ ký bằng cách sử dụng chỉ thị mã.

Nhiệm vụ phát ra những chỉ lệnh này được thực hiện bởi mạng lưới nút SPV. Đây là một mạng lưới nút nhẹ hoạt động trên mạng lưới lớp hai của Bitcoin. Nó dựa vào sự đồng thuận mạng Byzantine Fault Tolerance (BFT) để thúc đẩy các hợp đồng MAST phát ra chỉ lệnh, thay vì bị thao túng bởi bất kỳ tổ chức hoặc cá nhân cụ thể nào, từ đó đạt được sự phi tập trung hoàn toàn. Lý do chọn sử dụng mạng lưới nút SPV thay vì mạng lưới nút Proof of Stake (POS) thông thường là vì nút nhẹ Bitcoin có thể đồng bộ dữ liệu lớp một của Bitcoin và có thể xác minh thanh toán một cách tiện lợi và an toàn mà không cần có hồ sơ giao dịch đầy đủ.

Tóm lại:

• Chữ ký Schnorr cho phép địa chỉ ký nhiều Bitcoin mở rộng lên đến 1000, đạt được sự phân tán của địa chỉ ký nhiều.
• Hợp đồng MAST đã hiện thực hóa việc quản lý đa ký bằng mã hóa, từ bỏ chữ ký thủ công và chuyển sang dựa vào mã.
• Mạng nút SPV điều khiển chữ ký đa chữ ký thông qua sự đồng thuận của mạng nút nhẹ Bitcoin, hoàn toàn thực hiện việc chuyển giao và quản lý Bitcoin phi tập trung.

Taproot Consensus thông qua việc kết hợp chữ ký Schnorr, hợp đồng MAST và mạng nút SPV, đã trở thành giải pháp lớp hai nguyên bản và phi tập trung nhất cho Bitcoin hiện nay.