TL;DR

Taproot je upgrade pro bitcoinovou síť, implementovaný 14. listopadu 2021. Spolu s podpisy Schnorr je Taproot jedním z nejočekávanějších technologických upgradů bitcoinu od představení SegWit. Cílem Taproot je změnit způsob fungování bitcoinových skriptů, aby se zlepšilo soukromí, škálovatelnost a bezpečnost. To a další jsou možné díky kombinaci Taprootu se souvisejícím upgradem nazvaným Schnorr signatures.

Každý, kdo zná kryptoměnovou komunitu, ví, že soukromí, škálovatelnost a bezpečnost jsou hlavními obavami. Zatímco bitcoin je nejoblíbenější kryptoměnou na světě, tyto problémy je stále třeba řešit. Taproot má za cíl právě to.


Úvod

Bitcoin má své vzestupy a pády, ale ukázalo se, že je to kotva, která udržuje kryptografický verš na pevném místě. Bez ohledu na problémy, které se v průběhu let objevily, jako je hack na Mt. Gox nebo nechvalně známé bitcoinové hard forky, kryptokomunita stojí za bitcoiny.

Existují však určité problémy, které nelze přehlédnout – jedním z největších je problém soukromí. Vzhledem k tomu, že bitcoin je veřejný blockchain, může kdokoli sledovat transakce, ke kterým v síti dochází. Pro některé je to hlavní problém.

Svou anonymitu je možné zvýšit pomocí technik, jako je míchání mincí a CoinJoins. Bohužel však žádná z nich nedělá z bitcoinu soukromou měnu. I když to nelze říci ani o Taprootu, může to pomoci zvýšit anonymitu v síti.

Upgrade Taproot byl široce očekáván jako hlavní první krok k vyřešení nedostatku soukromí Bitcoinu a dalších souvisejících problémů. Dne 14. listopadu 2021 byl Taproot aktivován na bitcoinové síti po schválení těžaři z celého světa. Ale co je Taproot a jak může prospět bitcoinu? Pojďme se ponořit.


Omezení bitcoinové sítě

Přestože je bitcoinová síť první a nejoblíbenější vytvořenou kryptoměnou, má své nedostatky v určitých oblastech, jako je pomalá rychlost transakcí. Bitcoin byl původně vytvořen pro zpracování 7 transakcí za sekundu, ale jak síť rostla v popularitě a uživatelů, rychlost transakcí a poplatky se také zvýšily. Průměrné transakční poplatky bitcoinové sítě dosáhly v roce 2021 historického maxima zhruba 60 USD po raketovém vzestupu ceny mince. Vysoké poplatky a pomalá rychlost transakcí prý táhnou rozvoj bitcoinové sítě. Aby se zvýšila transakční kapacita, vývojáři implementovali v roce 2017 upgrade Segregated Witness (SegWit), aby se do jednoho bloku vešlo více transakcí. Zdá se však, že převažují vysoké poplatky.

Dalším omezením bylo jeho soukromí. Zatímco v jeho whitepaperu bylo uvedeno, že bitcoinové transakce jsou soukromé, všechny podrobnosti o transakcích v bitcoinové síti jsou viditelné. To znamená, že můžete potenciálně znát celou historii nákupů někoho, když vyhledáte jeho bitcoinovou adresu.

Aby se vypořádal s omezeními, Bitcoin čas od času implementuje upgrady své sítě. Úprava bitcoinové sítě je však náročná kvůli její decentralizované povaze. O tom, jaké změny by měly nebo neměly být implementovány, nerozhoduje jediný člověk, ale rozhodnutí komunity na základě dosažení konsensu.

Co je upgrade Bitcoin Taproot?

Taproot je soft fork, který zlepšuje bitcoinové skripty, aby zvýšil soukromí, efektivitu a schopnost sítě zpracovávat chytré smlouvy. Je považován za nejvýznamnější upgrade bitcoinů od upgradu SegWit v roce 2017.

Upgrade Taproot se skládá ze 3 různých návrhů na vylepšení bitcoinů (BIP), včetně Taproot, Tapscript a jeho jádra – nového schématu digitálního podpisu zvaného Schnorr signatures. Taproot si klade za cíl přinést uživatelům bitcoinů několik výhod, jako je lepší soukromí transakcí a nižší transakční poplatky. Umožní také bitcoinu provádět složitější transakce a potenciálně rozšířit jeho případy použití, aby mohl konkurovat Ethereu, zejména pokud jde o funkce inteligentních smluv a podporu decentralizovaného financování (DeFi) a nezaměnitelných tokenů (NFT) v síti.

Návrh Taproot byl poprvé představen vývojářem Bitcoin Core Gregem Maxwellem v lednu 2018. V říjnu 2020 byl Taproot začleněn do knihovny Bitcoin Core po žádosti o stažení vytvořené Pieterem Wuillem. Aby byl upgrade plně nasazen, museli operátoři uzlů přijmout nová konsensuální pravidla Taproot. Nakonec získal podporu od 90 % těžařů a oficiálně byl aktivován 14. listopadu 2021 na bloku 709 632.


Jak Taproot funguje?

Existují 3 BIP, které spolupracují na dosažení upgradu Taproot. Každá z BIP ovlivňuje a doplňuje druhou různými způsoby.

Schnorr podpisy (BIP340)

Schnorr podpisy umožňují rychlejší a bezpečnější způsob ověřování transakcí v bitcoinové síti. Skládá se ze schématu kryptografického podpisu vyvinutého Clausem Schnorrem – německým matematikem a kryptografem. Přestože měl Schnorr svůj algoritmus chráněný patentem po mnoho let, patent oficiálně vypršel v roce 2008. Mezi řadou výhod jsou Schnorrovy podpisy známé především pro svou jednoduchost a efektivitu při generování krátkých podpisů.

Podpisovým schématem, které přijal Satoshi Nakamoto (tvůrce bitcoinu), byl algoritmus digitálního podpisu Elliptic Curve (ECDSA). Volba ECDSA před Schnorrovým podpisovým algoritmem byla způsobena skutečností, že již byl široce používaný, dobře srozumitelný, bezpečný, kompaktní a open source.

Vývoj Schnorr Digital Signature Scheme (SDSS) však může být výchozím bodem nové generace podpisů pro bitcoiny a další blockchainové sítě.

Jednou z hlavních výhod podpisů Schnorr je to, že jsou schopny vzít více klíčů do složité bitcoinové transakce a vytvořit jediný jedinečný podpis. To znamená, že podpisy od více stran zapojených do transakce mohou být „agregovány“ do jediného podpisu Schnorr. Toto je známé jako agregace podpisů.

Taproot ve skutečnosti umožňuje skrýt skutečnost, že bitcoinový skript vůbec běžel. Například utrácení bitcoinů pomocí Taproot by mohlo způsobit, že transakce v kanálu Lightning Network, peer-to-peer transakce nebo sofistikovaná chytrá smlouva budou nerozeznatelné. Každý, kdo by sledoval jednu z těchto transakcí, by neviděl nic jiného než transakci peer-to-peer. Stojí však za zmínku, že to nic nemění na skutečnosti, že budou odhaleny peněženky původního odesílatele a konečného příjemce.


Taproot (BIP341)

Taproot je místo, kde upgrade Taproot dostal své jméno. Staví na upgradu SegWit v roce 2017 a využívá Merkelized Alternative Script Tree (MAST) ke škálování množství transakčních dat na bitcoinovém blockchainu.

Transakce v bitcoinové síti jsou chráněny veřejnými a soukromými klíči. Chcete-li utratit digitální aktivum v peněžence, musí utrácející poskytnout podpis, který prokáže, že je skutečným vlastníkem, než bude moci minci přesunout. Kromě transakcí s jedním podpisem mohou utrácející také využít různé funkce ke zkomplikování bitcoinových transakcí, včetně vydání časového zámku, požadavků na více podpisů (multisig) a dalších.

Tyto složité transakce s více podpisy však vyžadují k ověření více vstupů a podpisů, které do blockchainu přidávají velké množství dat a tahají rychlost transakce. Zároveň jsou informace o transakci automaticky odhaleny na blockchainu, což může potenciálně odhalit citlivá data o majitelích adres.

Po integraci MAST lze snížit množství potřebných skriptů a ověření, protože jedna transakce MAST může představovat více skriptů. Takže když je do MAST odeslána složitá bitcoinová transakce, strom Merkle není pro zpracování transakcí nezbytný. Namísto úplných podrobností MAST pouze umožňuje, aby byly provedené podmínky transakce potvrzeny blockchainu. To může drasticky snížit objem dat potřebný k ukládání v síti. Nejen, že poskytuje větší škálovatelnost a vyšší efektivitu bitcoinovému blockchainu, ale také nabízí větší soukromí pro uživatele bitcoinů.


Tapscript (BIP342)

Tapscript je upgrade kódovacího jazyka na bitcoinový skript, aby uvolnil místo pro 2 další BIP. Jedná se o sbírku operačních kódů, transakčních instrukcí používaných k určení, jak mají být provedeny. S větším dostupným prostorem v blocích se očekává, že poskytne větší flexibilitu pro nové funkce a potenciálně může pomoci bitcoinové síti podporovat a vytvářet chytré smlouvy v budoucnu.


Jak Taproot prospívá bitcoinu?

Jak jsme již diskutovali, Taproot přinesl zásadní vylepšení soukromí bitcoinů a zlepšil jeho případy použití. Mezi další potenciální výhody patří:

1. Zlepšit škálovatelnost sítě snížením množství dat, která mají být přenesena a uložena na blockchainu;

2. Více transakcí na blok (vyšší sazba TPS);

3. Nižší transakční poplatky.

Další výhodou pro Taproot je skutečnost, že podpisy již nebudou tvárné, což je známé bezpečnostní riziko v bitcoinové síti. Jednoduše řečeno, tvárnost podpisu znamená, že je technicky možné změnit podpis transakce před jejím potvrzením. Tímto způsobem by útok vypadal, jako by se transakce nikdy nestala. Bitcoin je tak vystaven nechvalně známému problému s dvojím utrácením, který by mohl zničit integritu distribuované účetní knihy.


Proč je upgrade Taproot důležitý?

Očekává se, že aktivace Taproot posílí funkcionalitu bitcoinové sítě pro usnadnění rychlých a spolehlivých transakcí. Před Taprootem byl bitcoinový protokol stále ve vývoji na vrstvě 1, zatímco jiné jako Ethereum již získaly náskok ve vrstvě 2 a DApps. Po upgradu bitcoin otevírá cestu k nasazování chytrých kontraktů a potenciálně rozšiřuje své případy použití tak, aby pokryly trendové trhy NFT a DeFi v budoucnu.

Jak se bitcoinová síť stává efektivnější s nižšími poplatky, mohla by podněcovat více transakcí a širší přijetí. Kromě toho si uživatelé mohou ponechat své soukromí pro transakce, díky čemuž jsou BTC konkurenceschopnější s ostatními soukromými coiny na trhu.


Závěrečné myšlenky

Taproot je vysoce očekávaný a široce podporovaný upgrade na bitcoin. Při implementaci spolu s podpisy Schnorr vidíme významná vylepšení, pokud jde o soukromí, škálovatelnost, zabezpečení a další. Tyto upgrady mohou také vzbudit větší zájem o Lightning Network a povzbudit multisig, aby se stal více průmyslovým standardem.

Bez ohledu na vaše zapojení do bitcoinové komunity, další výhody lepšího soukromí, efektivity a zabezpečení pravděpodobně ovlivní vaši zkušenost s používáním bitcoinů.