TSCBitcoin SV区块链 Merkle证明标准正式发布——对开发者和用户的意义

Posted 2021-08-14 比特币协会BitcoinSV

发表时间：2021年6月17日
信息来源：BitcoinAssociation.net

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在CoinGeek苏黎世大会上，最重要的事件之一是Bitcoin SV技术标准委员会（TSC）发布了Merkle证明的标准格式。

在大会的发布活动上，nChain公司的CTO兼TSC主席Steve Shadders与Two Hop Ventures的创始人兼TSC创始成员Alex Fauvel共同宣布，Merkle证明标准格式的公开审查程序已经完成，该标准现已公布，受OpenBSV许可证的保护。

这对Bitcoin SV的开发者和用户来说都是一个重大新闻，因为它为BSV支付提供了更强大的互操作性，并为在区块链上构建简易支付验证（以下简称“SPV”）服务提供了一个稳定可靠的平台。SPV是BSV核心功能的一环，而BSV是最符合中本聪2008年发布的原始比特币白皮书的区块链。中本聪在白皮书中描述了SPV的应用，使用户无需运行完整的比特币节点就能接收和验证付款。

技术标准委员会（以下简称“TSC”）旨在通过与开发者和利益相关者合作，开发跨应用兼容的共同标准，从而在不断发展的Bitcoin SV生态系统中的提升互操作性。需要注意的是，TSC并不制定标准——它只为技术标准的开发提供框架和流程，以提升互操作性从而推动BSV的应用普及。

“TSC不是来决定标准的，它是来帮助行业自己来决定这些标准是什么。”Shadders解释道。

Merkle证明标准格式已通过了委员会的全面公开的标准化流程，包括审议、起草、内部审查和公开审查，现已发布以供采用。

介绍Merkle证明及其如何与SPV配合使用

要了解Merkle证明标准格式的好处，必须首先了解这一数据结构对SPV的重要性。SPV能让商户或用户无需下载完整的区块链就可以进行BSV交易的验证。取而代之的是，他们可以从可靠的节点接收包含该交易的比特币区块的区块头，区块头内包含了Merkle root，这是该区块内所有交易的哈希值。

比特币交易存储在Merkle树数据结构中，其功能类似于二叉树，不同之处在于该结构的树叶是由每一笔交易的哈希值所组成的，然后与相邻的值再进行一次哈希，成为上层的树叶，由此一直到树根——也就是Merkle根。因此，Merkle根包含了该比特币区块中所含的每一笔交易的证明，因此可以使用此证明以及交易ID或交易哈希值来确定某笔交易在区块链上是否存在。

此项验证的技术特性意味着Bitcoin SV的用户可以安全地在轻量级和廉价的硬件上运行SPV“轻节点”，以便从其他人那接收交易，并确信自己可以轻松地检查这些交易是否有效，因此用户根本无需下载完整的区块链。

Shadders告诉比特币协会：“除了比特币的区块头，Merkle证明可能是比特币中最基本的数据结构之一。它可以证明交易与哪一个区块相关联，也就是可以证明矿工已经接受了该交易，因此，你有多种理由会想要在各方之间交换Merkle证明。

这对点对点的交互至关重要，因为这种交互的一环就是要发送带有Merkle证明的信息位，因此这意味着许多不同的钱包需要对此提供支持。因此，如果每个钱包的实现方式都不一样，那么每次你想要这个附加服务时，你都必须想出一种新方式来实现。”

随着Merkle证明标准格式的推出，这些重要的证明可以在不同的服务和用户之间进行共享，并保证它们与钱包或 SPV节点之间的兼容性，从而使整个交易验证过程更加自主且易于访问。

技术标准的重要性

Merkle证明标准格式是TSC首个进入发布阶段的标准，虽然在进入公开审查阶段时已充斥了各种细节，但技术相关者仍提交了大量反馈，因此在在发布前对标准再次进行了重大改进。

Shadders解释说，标准是促进创新和可互操作生态系统的重要组成部分，传统行业普遍存在的标准就证明了这一点。它们也不会减少竞争，而是会改善竞争对手以及用户的可访问性。他以DVD行业为例，阐述了标准如何能够促进竞争并改善用户体验。

“比如说我有一个索尼的DVD播放器，然后又买了一个三星的DVD播放器。想象一下，如果两台播放器的格式不同，那我就不得不再去买一套全新的DVD合辑，把我现在的换掉。而统一的标准就能基本解决这个问题。”他如此说道，“每个钱包都可以实施现在这个Merkle证明标准，这意味着他们能够立即与所有其它实施该标准的钱包进行通信，其中甚至可能有他们意料之外的钱包。其中还包括了尚未问世、未来才会出现的钱包。”

如果没有这样的标准，工业领域向用户呈现出的可能就是孤立、截然不同的生态系统，并会降低对其底层技术及上层应用的整体可及性。通过解决Merkle证明格式标准问题，Bitcoin SV社区确保了互操作性将成为SPV钱包和数据供应商之间竞争和创新的基础要素。

Shadders还解释道：“SPV本身的基本要素是包含性证明——Merkle证明。如果我们没有这个标准，任何想要在钱包中实现一个像样的SPV的人就必须组织起一套数据结构，然后下一个人必须做出决定，是采用该数据结构还是另起炉灶。在这种情况下，你所拥有的就是两个孤立的生态系统内的SPV钱包。”

他强调说，TSC公布的标准反映的是社区的意见，而不是委员会成员的意见。此外他还补充说，这些标准一旦公布，依然会受到公众的监督，如果有更好的解决方案，可能会进行更新或者修改。如果周边的技术发生的变化，甚至还会撤回。

Shadders说：“TSC只有与行业进行合作才能有效运行，我们扮演的是促进者及服务供应商的角色，是其他的人在实际提出意见。我认为有必要对TSC成员的角色区分多说两句：TSC的成员在以委员会成员的身份行事时，他们是独立的，并发挥着促进作用。然而除此之外，他们都是行业的参与者，有着自己感兴趣的事物，因此他们也可以成为某一工作组的成员。”

如果标准在未来某天需要进行更新，TSC标准化流程的设计也会适应这种情况。并且随着新要求的出现或生态系统的变化，许多标准可能需要进行更新和修改。

我们试图鼓励参与者们考虑向前兼容性，这样他们就不会对将来可能发生的变更有所限制。但是，很有可能由于周边的技术已经发生了变化，某个标准很可能变得不再可行或陈旧过时，在这种情况下，该标准很可能会被撤回，并被一个全新的标准所取代。

在这种情况下，只是需要有一个人去说明行业需要更新或更换标准，无伤大雅，并且这个问题会提交并由利益相关者进行评估，而不仅仅是TSC。”

Merkle证明的标准格式

现在，Merkle证明的标准格式已经公布，标准详情可在TSC网站上的专用页面上查看。

该格式指定了Merkle证明信息在用户（如SPV钱包）之间进行传输时存储的数据结构。术规范说明的序言指出，SPV钱包高度依赖Merkle证明信息的高效和可互操作性交换。

Merkle证明标准格式包括两个组件：

• 以二进制和javascript对象符号（JSON）表示的建议数据结构格式。
• 以此格式接收Merkle证明后，用于验证交易的算法解释。

这种Merkle证明标准格式的范围仅涉及简单的证明，例如SPV钱包在接收时验证单笔交易所需的证明，而复合证明则属于未来标准扩展的范围。标准化API调用的定义也被省略了，因为这与核心的数据结构无关，未来进一步的审议也将为此提供助益。

在标准格式下，存储Merkle证明的结构如下：单个标志字节、Merkle树中交易的位置索引、32字节哈希的列表以及交易ID或交易哈希值。此信息可以以二进制或JSON格式进行存储和提供，并利用标志字节来描述附加功能。使用此Merkle证明标准来检查相关区块交易的用户可以选择是否要囊括原始交易，还是仅需要囊括交易ID、目标类型或最终元素、证明类型（树枝或树干），还可以查询此证明是复合证明集合的一部分。

标准对Merkle证明验证的过程也加以了描述，其中包括对上述标志的多项检查，以及对Merkle树数据结构中无相邻数据的节点的验证。

在内部和公开审查的过程中，TSC收到了有关标准数据结构格式的复杂性和默认选项的评论。最值得注意的是，许多利益相关者建议，通用用例（使用共同数据字段验证单个交易）应该无需与格式中复杂度更高的部分进行交互。

“为了解决这个问题，我们主要是对JSON用例进行了更改，如此一来，使用默认选项就会输出一个更简单的JSON对象。这保留了在不违反标准的情况下使用备用选项的可能性，同时隐藏了默认情况下的可选键入字段。”标准当中有这一段这样的表述。

在TSC网站上可以找到Merkle证明标准格式的完整技术文档。

Bitcoin SV标准的制定流程

这个首次问世的标准展示了TSC能够推动社区开发的能力，可以改善Bitcoin SV开发者、初创企业和大公司的社区运营环境。对Merkle证明标准格式的内部和公开审查创造出了易用的数据结构格式和验证算法，同时保留了对验证复合证明等任务的灵活性前瞻性支持。

TSC遵循一套深入的标准化流程，包括了多项步骤，以确保与社区和利益相关者之间的互动。任何人都可以就Bitcoin SV标准的想法提出自己的意见，在进入“技术标准起草”这一阶段之前，委员会将对这些构想加以考虑。

标准起草之后，将进行一系列的内部审查，其中包括知识产权审查和法律审查，对标准草案公布时可能产生的各种关切加以确定。在此过程中，保密协议（NDA）已生效，可确保拟议标准在有委员会和利益相关者参与的环境中是安全的。

内部审查过程完成后，如果还有未完成的工作，标准将会被移交回起草阶段，否则将进入公开审查阶段。在公开审查期间，任何相关的人士均可就拟议标准进行反馈，各项意见均会被考虑，如经证实确实与标准相关，则可对标准加以调整以适应该反馈。

标准只有通过公开审查后才会发布，但工作并非止步于此。标准发布后，TSC和利益相关者会检查行业的反响和采用情况，在足够长时间后，他们可以推荐或撤回该标准。

“在TSC，我们开发了一套标准创建流程，由三个阶段组成。第一阶段是提交阶段，允许来自TSC以外的人提交他们希望看到标准化的东西，无论该标准是否属于他们的行业。我们希望他们成为该行业的利益相关者，以便能够进行实际的采用，并促进行业对该标准的实际需求。”TSC的创始成员Alex Fauvel说道。

“第二阶段是起草阶段。实际上初稿是由我们起草的，然后进行内部审核，再之后让知识产权专家来进行研究。如果需要的话，之后我们会让技术专家来研究它。一旦我们对初稿感到满意并重复几次，我们就会向公众进行发布，公众便有机会对此发表评论。这一阶段为期两个月，当我们整合好（确有需要的）反馈，我们就会发布该标准，这就是第三阶段。之后我们会监测标准在行业中的采用情况，要么我们会为该标准盖上一个橡皮图章并附上我们的推荐；要么我们将撤回该标准，但我们希望不会有这么一天！”

TSC正在贯彻这一流程，TSC仍在持续促进Bitcoin SV的开发并为此创造强大且有助益的标准。这其中包括了envelope规范，目前还处于公开审查阶段并开放征求意见。本规范通过创建通用数据信封来处理比特币交易中的数据存储方式，该信封允许高效的信息处理并与现有和未来的数据协议进行互操作。

要参与Bitcoin SV技术标准的制定，请登录TSC网站提出新标准，并在公开审查阶段就标准的草案提出反馈，或就路线图草案提出建议。

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目前，全球已有超过400个项目构建于Bitcoin SV区块链之上。凭借坚如磐石的协议及超高的网络性能，Bitcoin SV生态系统迅猛发展，我们期待未来出现更多前所未有的商业应用。

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