BEVM是首个基于Taproot Consensus构建的以BTC为Gas且EVM兼容的比特币Layer2解决方案，致力于为比特币生态系统带来前所未有的增长。BEVM团队经过多年的开发经验和对区块链技术的理解，最终选择汇聚比特币的Taproot等三大原生技术来搭建主要的技术架构。

比特币Taproot不仅是作为BEVM Taproot Consensus架构中不可缺失的一环，其本身当然也承担着十分重要的地位，为比特币生态系统以至整个Web3领域带来了毋庸置疑的影响力。本文我们将主要介绍这个给比特币生态带来爆发性增长的Taproot背后的历史渊源、技术背景以及对BEVM技术架构的影响。

什么是比特币Taproot升级？

比特币作为全球最具弹性的计算网络之一，拥有近99.99%的正常运行时间，这得益于其开发者对每次升级进行严格测试，确保稳定性和安全性。正因如此，比特币的每次重大升级都经过多年的准备和验证。

除了2017年的隔离见证（SegWit）升级，最近的一次比特币网络升级为2021年——Taproot升级，这一改变得到了大多数比特币网络参与者的支持，并在矿工之间达到了90%的关键共识水平。Taproot有望提升比特币交易的隐私性、降低转账费用、提供更大的灵活性，并增强区块链的可扩展性。BEVM也是在当时充分利用了这一升级技术，进一步优化了比特币的Layer2解决方案。

具体来说，Taproot是在比特币网络区块709,632进行的软分叉升级，于2021年11月14日正式实施。该概念最初由Bitcoin Core贡献者（和前CTO）Gregory Maxwell在2018年提出，Taproot将比特币之前的ECDSA数字签名算法更改为Schnorr签名算法。

通过Schnorr算法，可以将复杂的签名（例如需要多方签署的交易）组合在一起，使得这些复杂交易看起来与标准（用户对用户）比特币交易相同，从而增加参与者的隐私。此外，将多个签名合并为一个，减少了必须传输和存储在区块链上的数据量，从而提升了比特币的每秒交易处理能力（TPS），并降低了复杂交易的成本。

Taproot如何工作？

要理解Taproot如何工作，我们首先需要了解一些比特币网络交易的基础知识，包括数字签名、P2SH、ECDSA、Schnorr等。

数字签名、P2SH、ECDSA

加密货币使用公钥密码术，其中有两个密钥：私钥和公钥。公钥用于接收资金，而私钥用于数字签名以证明对资金的所有权。数字签名在比特币生态系统中起着至关重要的作用，因为它们证明了代币的所有权和使用权。

这时就需要脚本来发挥作用了，比特币网络中的所有代币都被“锁定”在脚本中，这些脚本决定了如何在下一笔交易中使用比特币。最简单的条件是通过私钥对转账进行数字签名。然而，比特币交易可以更复杂，例如时间锁和多重签名交易，其中多重签名交易需要多个私钥签名，以分担风险和增强安全性。

比特币网络中的脚本通常包含在P2SH（支付到脚本哈希）中，这是比特币网络中的一种交易和地址类型。从2012年开始，P2SH隐藏了支出条件的脚本，仅在满足条件时才显示整个脚本。然而，当发送方满足执行交易并花费BTC的条件之一时，就会显示整个脚本及其包含的所有数据。因此，P2SH可能会带来隐私问题，因为任何人都可以分析脚本的哈希值并查看条件，也许会涉及到个人的敏感信息。

此外，比特币的前数字签名算法ECDSA（椭圆曲线数字签名算法）也存在一些问题。ECDSA算法需要把每个签名单独包含在交易中，增加了交易的大小和成本，因此也降低了网络效率；如果签名的规模积攒的越多，传输的成本也会越高。另外，由于多个签名的一个一个的存在使得多重签名交易很容易被识别，导致隐私性降低。

Schnorr

Schnorr是一种利用线性数学聚合签名的数字签名算法，以著名德国数学家和密码学家Claus P. Schnorr的名字命名。与ECDSA算法不同的是，Schnorr签名是线性的，因此可以将多个签名和公钥聚合为一个签名和公钥，从而使多重签名交易在数据存储方面更便宜和高效。

不仅如此，Schnorr签名算法还增强了隐私性，因为聚合后的签名和公钥看起来与标准交易相同，难以区分。而且，Schnorr算法允许开发人员在交易方面访问更多功能。

Taproot工作原理

Taproot则是2021年比特币网络升级的核心，主要集成了三大技术升级。其重点是引入用于比特币的Schnorr签名算法，允许将相同时间交易中的多方签名“聚合”到单个签名中，从而实现批量快速验证交易，同时提升了地址的匿名性。

此外，引入默克尔抽象语法树（MAST）的功能，在多签交易的情况下，MAST只显示花费BTC后已经满足的条件，而不是显示所有条件，可以用于提高比特币的灵活性和实用性，同时保证交易的私密性。因此，得益于MAST和Schnorr的配合，所有网络参与者正常合作的情况下，Taproot可以完全隐藏交易的复杂元素，使得每笔交易看起来就是常规交易，极大地提升了网络参与者的隐私。

最后，Taproot还引入了新的比特币脚本协议，通过调整数据算法来保证技术之间的相互作用和及时调配。

BEVM集成Taproot的创新方案

自2017年8月推出SegWit以来，Taproot是比特币最重要和最受期待的网络升级。通过用Schnorr替换之前的ECDSA算法，Taproot将多个签名批量处理为一个，提升了区块链的数据存储效率。Taproot带来的优势不仅包括降低复杂交易的成本，而且增强了比特币的可扩展性和吞吐量，也让比特币网络在隐私和安全性上迎来了新的进阶。

比特币Taproot如此强大，BEVM团队因而创新性地将Taproot的三大核心功能，包括Schnorr签名、MAST合约以及新的比特币脚本协议融为一体——成功搭建Taproot Consensus技术方案，建立了一个去中心化且高度一致性的比特币Layer2网络。

具体来说，BEVM利用比特币Schnorr签名让比特币多签地址可以拓展到1000个（相比于我们的上一个方案ChainX的11人大大提升了安全性），从而实现多签地址的分散化；其次通过MAST合约实现多签管理的代码化，不依靠人来签名，而是依靠代码驱动，提升了区块链的去中心化数据处理能力；最后通过比特币轻节点网络共识来驱动多签，实现了完全去中心化的比特币跨链和管理。

通过集成Taproot以及团队多年的技术磨炼，BEVM已成功推出了主网，我们已经服务于超过30个比特币生态项目。作为首个基于Taproot Consensus的比特币Layer2解决方案，BEVM的技术细节秉持着不断改进和包容的理念，我们也将在比特币Layer2探索之路中持续推动比特币生态的进一步发展，带来更多应用场景和价值提升。