TL;DR

Taproot to aktualizacja sieci Bitcoin, wdrożona 14 listopada 2021 r. Wraz z podpisami Schnorra, Taproot jest jedną z najbardziej oczekiwanych aktualizacji technologicznych Bitcoina od czasu wprowadzenia SegWit. Celem Taproot jest zmiana sposobu działania skryptów Bitcoin w celu poprawy prywatności, skalowalności i bezpieczeństwa. To i wiele więcej jest możliwe dzięki połączeniu Taproot z powiązanym ulepszeniem zwanym sygnaturami Schnorra.

Każdy, kto jest zaznajomiony ze społecznością kryptowalut, wie, że prywatność, skalowalność i bezpieczeństwo to główne problemy. Chociaż Bitcoin jest najpopularniejszą kryptowalutą na świecie, kwestie te nadal wymagają rozwiązania. Celem Taproot jest właśnie to.


Wstęp

Bitcoin miał swoje wzloty i upadki, ale okazał się kotwicą, która utrzymuje stabilną pozycję kryptowaluty. Niezależnie od problemów, które pojawiały się przez lata, takich jak hack Mt.Gox czy niesławne hard forki Bitcoina, społeczność kryptograficzna stanęła po stronie Bitcoina.

Są jednak pewne kwestie, których nie można przeoczyć – jedną z najważniejszych jest kwestia prywatności. Ponieważ Bitcoin jest publicznym łańcuchem bloków, każdy może monitorować transakcje zachodzące w sieci. Dla niektórych jest to poważny problem.

Można zwiększyć swoją anonimowość za pomocą technik takich jak mieszanie monet i CoinJoins. Niestety jednak żadne z nich nie czyni Bitcoina walutą prywatną. Chociaż nie można tego powiedzieć o Taproot, może to pomóc zwiększyć anonimowość w sieci.

Aktualizacja Taproot była powszechnie oczekiwana jako pierwszy ważny krok w kierunku rozwiązania problemu braku prywatności Bitcoina i innych powiązanych problemów. W dniu 14 listopada 2021 r. Taproot został aktywowany w sieci Bitcoin po uzyskaniu zgody górników z całego świata. Ale czym jest Taproot i jakie korzyści może przynieść Bitcoinowi? Zanurzmy się.


Ograniczenia sieci Bitcoin

Pomimo tego, że jest pierwszą i najpopularniejszą stworzoną kryptowalutą, sieć Bitcoin ma swoje wady w niektórych obszarach, takich jak niska prędkość transakcji. Bitcoin został początkowo stworzony do przetwarzania 7 transakcji na sekundę, ale wraz ze wzrostem popularności sieci i liczby użytkowników wzrosła również prędkość transakcji i opłaty. W związku z gwałtownym wzrostem ceny monety średnie opłaty transakcyjne w sieci Bitcoin osiągnęły najwyższy w historii poziom około 60 dolarów w 2021 roku. Mówi się, że wysokie opłaty i niska prędkość transakcji opóźniają rozwój sieci Bitcoin. Aby zwiększyć wydajność transakcji, programiści wdrożyli w 2017 r. aktualizację Segregated Witness (SegWit), aby zmieścić więcej transakcji w jednym bloku. Wydaje się jednak, że dominują wysokie opłaty.

Kolejnym ograniczeniem była jego prywatność. Chociaż w białej księdze wskazano, że transakcje Bitcoin są prywatne, wszystkie szczegóły transakcji w sieci Bitcoin są widoczne. Oznacza to, że możesz potencjalnie poznać całą historię zakupów danej osoby, sprawdzając jej adres Bitcoin.

Aby stawić czoła tym ograniczeniom, Bitcoin od czasu do czasu wdraża aktualizacje swojej sieci. Jednak modyfikacja sieci Bitcoin stanowi wyzwanie ze względu na jej zdecentralizowany charakter. Nie ma jednej osoby, która decyduje, jakie zmiany należy lub nie należy wdrożyć, ale decyzja społeczności podejmowana na podstawie osiągnięcia konsensusu.

Na czym polega aktualizacja Bitcoin Taproot?

Taproot to miękki fork, który ulepsza skrypty Bitcoina w celu zwiększenia prywatności, wydajności i zdolności sieci do przetwarzania inteligentnych kontraktów. Uważa się, że jest to najważniejsza aktualizacja Bitcoina od czasu aktualizacji SegWit w 2017 roku.

Aktualizacja Taproot składa się z 3 różnych propozycji ulepszeń Bitcoin (BIP), w tym Taproot, Tapscript i jego rdzenia – nowego schematu podpisu cyfrowego zwanego podpisami Schnorra. Celem Taproot jest zapewnienie użytkownikom Bitcoin kilku korzyści, takich jak większa prywatność transakcji i niższe opłaty transakcyjne. Umożliwi także Bitcoinowi wykonywanie bardziej złożonych transakcji i potencjalnie poszerzy jego przypadki użycia, aby konkurować z Ethereum, szczególnie w zakresie możliwości inteligentnych kontraktów i obsługi zdecentralizowanych finansów (DeFi) i niezamiennego tokena (NFT) w sieci.

Propozycja Taproot została po raz pierwszy zaprezentowana przez programistę Bitcoin Core Grega Maxwella w styczniu 2018 r. W październiku 2020 r. Taproot została połączona z biblioteką Bitcoin Core po żądaniu ściągnięcia utworzonym przez Pietera Wuille’a. Aby aktualizacja mogła zostać w pełni wdrożona, operatorzy węzłów musieli przyjąć nowe zasady konsensusu Taproot. Ostatecznie uzyskał wsparcie 90% górników i został oficjalnie uruchomiony 14 listopada 2021 r. na bloku 709 632.


Jak działa Taproot?

Istnieją 3 punkty BIP, które współpracują w celu osiągnięcia aktualizacji Taproot. Każdy z BIP wpływa na drugi i uzupełnia go na różne sposoby.

Podpisy Schnorra (BIP340)

Podpisy Schnorra umożliwiają szybszy i bezpieczniejszy sposób sprawdzania poprawności transakcji w sieci Bitcoin. Składa się ze schematu podpisu kryptograficznego opracowanego przez Clausa Schnorra – niemieckiego matematyka i kryptografa. Mimo że algorytm Schnorra był chroniony patentem przez wiele lat, patent ten oficjalnie wygasł w 2008 r. Wśród wielu korzyści podpisy Schnorra są znane przede wszystkim ze swojej prostoty i wydajności w generowaniu krótkich podpisów.

Schemat podpisu przyjęty przez Satoshi Nakamoto (twórcę Bitcoina) był algorytmem podpisu cyfrowego krzywej eliptycznej (ECDSA). Wybór ECDSA zamiast algorytmu podpisu Schnorra wynikał z faktu, że był on już szeroko stosowany, dobrze zrozumiany, bezpieczny, kompaktowy i miał otwarte oprogramowanie.

Jednak rozwój Schnorr Digital Signature Scheme (SDSS) może być punktem wyjścia nowej generacji podpisów dla Bitcoin i innych sieci blockchain.

Jedną z głównych zalet podpisów Schnorra jest to, że mogą one wykorzystać wiele kluczy w złożonej transakcji Bitcoin i wygenerować jeden unikalny podpis. Oznacza to, że podpisy wielu stron zaangażowanych w transakcję można „zagregować” w jeden podpis Schnorra. Nazywa się to agregacją podpisów.

W rzeczywistości Taproot pozwala ukryć fakt, że skrypt Bitcoin w ogóle działał. Na przykład wydawanie Bitcoinów za pomocą Taproot może sprawić, że transakcja w kanale Lightning Network, transakcja peer-to-peer lub wyrafinowany inteligentny kontrakt staną się nie do odróżnienia. Każdy, kto monitoruje jedną z tych transakcji, nie zobaczy niczego poza transakcją peer-to-peer. Warto jednak zaznaczyć, że nie zmienia to faktu, że ujawnione zostaną portfele pierwotnego nadawcy i końcowego odbiorcy.


Korzeń palowy (BIP341)

Taproot to miejsce, od którego wzięła się nazwa aktualizacji Taproot. Opiera się na aktualizacji SegWit z 2017 roku i wykorzystuje Merkelized Alternative Script Tree (MAST) do skalowania ilości danych transakcyjnych w łańcuchu bloków Bitcoin.

Transakcje w sieci Bitcoin są chronione kluczami publicznymi i prywatnymi. Aby wydać zasób cyfrowy w portfelu, osoba wydająca musi złożyć podpis potwierdzający, że jest prawdziwym właścicielem, zanim będzie mogła przenieść monetę. Oprócz transakcji z pojedynczym podpisem osoby wydające pieniądze mogą również korzystać z różnych funkcji, aby uczynić transakcje Bitcoin bardziej złożonymi, w tym zzwoleń na blokadę czasową, wymagań dotyczących wielu podpisów (multisig) i innych.

Jednak te złożone transakcje z wieloma podpisami wymagają wielu danych wejściowych i podpisów do weryfikacji, co dodaje dużą ilość danych do łańcucha bloków i zmniejsza prędkość transakcji. Jednocześnie informacje o transakcji są automatycznie ujawniane w łańcuchu bloków, co może potencjalnie ujawnić wrażliwe dane dotyczące właścicieli adresów.

Po zintegrowaniu MAST można zmniejszyć liczbę potrzebnych skryptów i weryfikacji, ponieważ pojedyncza transakcja MAST może reprezentować wiele skryptów. Kiedy więc złożona transakcja Bitcoin jest wysyłana do MAST, drzewo Merkle nie jest potrzebne do przetwarzania transakcji. Zamiast pełnych szczegółów, MAST pozwala jedynie na zapisanie w łańcuchu bloków wykonanych warunków transakcji. Może to drastycznie zmniejszyć ilość danych wymaganych do przechowywania w sieci. Zapewnia nie tylko większą skalowalność i wyższą wydajność łańcucha bloków Bitcoin, ale także zapewnia większą prywatność użytkownikom Bitcoin.


Tapscript (BIP342)

Tapscript to aktualizacja języka kodowania do Bitcoin Script, aby zrobić miejsce dla 2 innych BIPów. Jest to zbiór kodów operacji, instrukcji transakcji używanych do określenia sposobu wykonania. Oczekuje się, że dzięki większej dostępnej przestrzeni w blokach zapewni to większą elastyczność dla nowych funkcji i potencjalnie może pomóc w obsłudze sieci Bitcoin i tworzeniu inteligentnych kontraktów w przyszłości.


Jakie korzyści Taproot przynosi Bitcoinowi?

Jak już wspomnieliśmy, Taproot wprowadził znaczną poprawę prywatności Bitcoina i ulepszył jego przypadki użycia. Inne potencjalne korzyści obejmują:

1. Popraw skalowalność sieci poprzez zmniejszenie ilości danych przesyłanych i przechowywanych w blockchainie;

2. Więcej transakcji na blok (wyższa stawka TPS);

3. Niższe opłaty transakcyjne.

Kolejną korzyścią dla Taproot jest fakt, że podpisy nie będą już plastyczne, co jest znanym zagrożeniem bezpieczeństwa w sieci Bitcoin. Mówiąc najprościej, plastyczność podpisu oznacza, że ​​technicznie możliwa jest zmiana podpisu transakcji przed jej potwierdzeniem. W ten sposób atak mógłby sprawiać wrażenie, jakby transakcja nigdy nie miała miejsca. Naraża to Bitcoin na niesławny problem podwójnych wydatków, który może zrujnować integralność rozproszonej księgi głównej.


Dlaczego aktualizacja Taproot jest ważna?

Oczekuje się, że aktywacja Taproot zwiększy funkcjonalność sieci Bitcoin, aby ułatwić szybkie i niezawodne transakcje. Przed Taproot protokół Bitcoin był nadal rozwijany w warstwie 1, podczas gdy inne, takie jak Ethereum, zyskały już przewagę w warstwie 2 i DApps. Po aktualizacji Bitcoin otwiera drogę do wdrażania inteligentnych kontraktów i potencjalnego rozszerzenia swoich zastosowań, aby w przyszłości objąć popularne rynki NFT i DeFi.

Ponieważ sieć Bitcoin stanie się bardziej wydajna przy niższych opłatach, może to zachęcić do większej liczby transakcji i szerszego przyjęcia. Ponadto użytkownicy mogą zachować prywatność podczas transakcji, dzięki czemu BTC jest bardziej konkurencyjny w stosunku do innych monet zapewniających prywatność na rynku.


Zamykanie myśli

Taproot to bardzo oczekiwana i szeroko wspierana aktualizacja Bitcoina. Wdrożone wraz z podpisami Schnorr, widzimy znaczną poprawę w zakresie prywatności, skalowalności, bezpieczeństwa i nie tylko. Ulepszenia te mogą również wzbudzić większe zainteresowanie siecią Lightning i zachęcić multisig do uczynienia go bardziej standardem branżowym.

Niezależnie od Twojego zaangażowania w społeczność Bitcoin, dodatkowe korzyści w postaci lepszej prywatności, wydajności i bezpieczeństwa prawdopodobnie wpłyną na Twoje doświadczenia z używaniem Bitcoin.