ТЛ;ДР

Taproot — это обновление сети Биткойн, реализованное 14 ноября 2021 года. Наряду с подписями Шнорра, Taproot является одним из самых ожидаемых технологических обновлений Биткойна с момента появления SegWit. Цель Taproot — изменить способ работы скриптов Биткойна, чтобы улучшить конфиденциальность, масштабируемость и безопасность. Это и многое другое стало возможным благодаря объединению Taproot с соответствующим обновлением, называемым подписями Шнорра.

Любой, кто знаком с криптовалютным сообществом, знает, что конфиденциальность, масштабируемость и безопасность являются основными проблемами. Хотя Биткойн является самой популярной криптовалютой в мире, эти проблемы все еще требуют решения. Taproot стремится сделать именно это.


Введение

У Биткойна были взлеты и падения, но он оказался якорем, который удерживает криптовселенную на твердом положении. Независимо от проблем, возникших за последние годы, таких как взлом Mt. Gox или печально известные хард-форки Биткойна, криптосообщество поддержало Биткойн.

Но есть определенные проблемы, которые нельзя упускать из виду: одна из самых важных — конфиденциальность. Поскольку Биткойн является публичным блокчейном, любой может отслеживать транзакции, происходящие в сети. Для некоторых это является серьезной проблемой.

Повысить свою анонимность можно с помощью таких методов, как смешивание монет и CoinJoins. Однако, к сожалению, ни один из этих факторов не делает Биткойн частной валютой. Хотя этого нельзя сказать и о Taproot, это может помочь повысить анонимность в сети.

Обновление Taproot широко ожидалось как важный первый шаг к решению проблемы отсутствия конфиденциальности Биткойна и других связанных с этим проблем. 14 ноября 2021 года Taproot был активирован в сети Биткойн после одобрения майнеров по всему миру. Но что такое Taproot и какую пользу он может принести Биткойну? Давайте погрузимся.


Ограничения сети Биткойн

Несмотря на то, что сеть Биткойн является первой и самой популярной созданной криптовалютой, она имеет свои недостатки в определенных областях, таких как медленная скорость транзакций. Первоначально Биткойн был создан для обработки 7 транзакций в секунду, но по мере роста популярности сети и числа пользователей скорость транзакций и комиссии также увеличивались. В 2021 году средняя комиссия за транзакции в сети Биткойн достигла рекордного уровня примерно в 60 долларов США после стремительного роста цены монеты. Говорят, что высокие комиссии и медленная скорость транзакций тормозят развитие сети Биткойн. Чтобы повысить пропускную способность транзакций, в 2017 году разработчики реализовали обновление Segregated Witness (SegWit), позволяющее разместить больше транзакций в одном блоке. Тем не менее, высокие сборы, похоже, преобладают.

Еще одним ограничением была конфиденциальность. Хотя в его официальном документе указано, что транзакции Биткойна являются конфиденциальными, все детали транзакций в сети Биткойн видны. Это означает, что вы потенциально можете узнать всю историю покупок кого-либо, найдя его биткойн-адрес.

Чтобы преодолеть эти ограничения, Биткойн время от времени внедряет обновления в свою сеть. Однако внесение изменений в сеть Биткойн является сложной задачей из-за ее децентрализованного характера. Не один человек решает, какие изменения следует или не следует вносить, а решение сообщества путем достижения консенсуса.

Что такое обновление Bitcoin Taproot?

Taproot — это софт-форк, который улучшает сценарии Биткойна для повышения конфиденциальности, эффективности и способности сети обрабатывать смарт-контракты. Это считается самым значительным обновлением Биткойна со времени обновления SegWit в 2017 году.

Обновление Taproot состоит из трех отдельных предложений по улучшению Биткойна (BIP), включая Taproot, Tapscript и его ядро ​​— новую схему цифровой подписи, называемую подписями Шнорра. Taproot стремится предоставить пользователям Биткойн несколько преимуществ, таких как повышение конфиденциальности транзакций и снижение комиссий за транзакции. Это также позволит Биткойну выполнять более сложные транзакции и потенциально расширить возможности его использования, чтобы конкурировать с Ethereum, особенно в возможностях смарт-контрактов и поддержке децентрализованного финансирования (DeFi) и невзаимозаменяемых токенов (NFT) в сети.

Предложение Taproot было впервые представлено разработчиком Bitcoin Core Грегом Максвеллом в январе 2018 года. В октябре 2020 года Taproot был объединен с библиотекой Bitcoin Core после запроса на включение, созданного Питером Вуйлем. Чтобы обновление было полностью развернуто, операторам узлов пришлось принять новые правила консенсуса Taproot. В конечном итоге он получил поддержку 90% майнеров и был официально активирован 14 ноября 2021 года на блоке 709 632.


Как работает Taproot?

Существует 3 BIP, которые работают вместе для достижения обновления Taproot. Каждый из BIP по-разному влияет и дополняет другой.

Подписи Шнорра (BIP340)

Подписи Шнорра обеспечивают более быстрый и безопасный способ проверки транзакций в сети Биткойн. Он состоит из схемы криптографической подписи, разработанной Клаусом Шнорром — немецким математиком и криптографом. Несмотря на то, что алгоритм Шнорра в течение многих лет был защищен патентом, срок действия патента официально истек в 2008 году. Среди ряда преимуществ подписи Шнорра прежде всего известны своей простотой и эффективностью создания коротких подписей.

Схема подписи, принятая Сатоши Накамото (создателем Биткойна), представляла собой алгоритм цифровой подписи на основе эллиптической кривой (ECDSA). Выбор ECDSA вместо алгоритма подписи Шнорра был обусловлен тем, что он уже широко использовался, хорошо понятен, безопасен, компактен и имеет открытый исходный код.

Однако разработка схемы цифровой подписи Шнорра (SDSS) может стать отправной точкой нового поколения подписей для Биткойна и других сетей блокчейнов.

Одним из основных преимуществ подписей Шнорра является то, что они могут использовать несколько ключей внутри сложной транзакции Биткойн и создать одну уникальную подпись. Это означает, что подписи нескольких сторон, участвующих в транзакции, могут быть «агрегированы» в одну подпись Шнорра. Это известно как агрегирование сигнатур.

Фактически, Taproot позволяет скрыть тот факт, что биткойн-скрипт вообще выполнялся. Например, трата биткойнов с использованием Taproot может привести к тому, что транзакция в канале Lightning Network, одноранговая транзакция или сложный смарт-контракт станут неразличимыми. Любой, кто отслеживает одну из этих транзакций, не увидит ничего, кроме одноранговой транзакции. Однако стоит отметить, что это не меняет того факта, что кошельки первоначального отправителя и конечного получателя будут раскрыты.


Главный корень (BIP341)

Taproot — отсюда название обновления Taproot. Он основан на обновлении SegWit в 2017 году и использует Merkelized Alternative Script Tree (MAST) для масштабирования объема данных транзакций в блокчейне Биткойн.

Транзакции в сети Биткойн защищены открытыми и закрытыми ключами. Чтобы потратить цифровой актив в кошельке, отправителю необходимо предоставить подпись, подтверждающую, что он является настоящим владельцем, прежде чем он сможет переместить монету. Помимо транзакций с одной подписью, отправители также могут использовать различные функции, чтобы усложнить транзакции Биткойн, включая разблокировку времени, требования к мультиподписи (мультиподписи) и другие.

Однако эти сложные транзакции с несколькими подписями требуют нескольких входов и подписей для проверки, что добавляет большой объем данных в блокчейн и снижает скорость транзакций. В то же время информация о транзакциях автоматически раскрывается в блокчейне, что потенциально может раскрыть конфиденциальные данные о владельцах адресов.

После интеграции MAST количество необходимых сценариев и проверок можно сократить, поскольку одна транзакция MAST может представлять несколько сценариев. Поэтому, когда сложная биткойн-транзакция отправляется в MAST, дерево Меркла не требуется для обработки транзакций. Вместо полной информации MAST позволяет фиксировать в блокчейне только выполненные условия транзакции. Это может значительно сократить объем данных, необходимых для хранения в сети. Он не только обеспечивает большую масштабируемость и более высокую эффективность блокчейна Биткойн, но также обеспечивает большую конфиденциальность для пользователей Биткойн.


Тапскрипт (BIP342)

Tapscript — это обновление языка кодирования Bitcoin Script, освобождающее место для двух других BIP. Это набор кодов операций, инструкций транзакций, используемых для указания того, как их выполнять. Ожидается, что благодаря большему доступному пространству в блоках это обеспечит большую гибкость для новых функций и потенциально может помочь сети Биткойн поддерживать и создавать смарт-контракты в будущем.


Какую пользу Taproot приносит Биткойну?

Как мы уже обсуждали, Taproot значительно улучшил конфиденциальность Биткойна и расширил возможности его использования. Другие потенциальные преимущества включают в себя:

1. Улучшить масштабируемость сети за счет уменьшения объема данных, которые необходимо передавать и хранить в блокчейне;

2. Больше транзакций на блок (более высокая ставка TPS);

3. Более низкие комиссии за транзакции.

Еще одним преимуществом Taproot является тот факт, что подписи больше не будут податливыми, что является известной угрозой безопасности в сети Биткойн. Проще говоря, гибкость подписи означает, что технически возможно изменить подпись транзакции до ее подтверждения. Таким образом, атака создаст впечатление, будто транзакции никогда не было. Это подвергает Биткойн печально известной проблеме двойных расходов, которая может разрушить целостность распределенного реестра.


Почему важно обновление Taproot?

Ожидается, что активация Taproot повысит функциональность сети Биткойн и обеспечит быстрые и надежные транзакции. До Taproot протокол Биткойн все еще находился в разработке уровня 1, в то время как другие, такие как Ethereum, уже получили преимущество в уровне 2 и DApps. После обновления Биткойн открывает путь к развертыванию смарт-контрактов и потенциальному расширению вариантов использования, чтобы охватить актуальные рынки NFT и DeFi в будущем.

Поскольку сеть Биткойн становится более эффективной с более низкими комиссиями, это может стимулировать большее количество транзакций и более широкое внедрение. Кроме того, пользователи могут сохранять конфиденциальность транзакций, что делает BTC более конкурентоспособным по сравнению с другими конфиденциальными монетами на рынке.


Заключительные мысли

Taproot — это долгожданное и широко поддерживаемое обновление Биткойна. Благодаря внедрению подписей Шнорра мы видим значительные улучшения с точки зрения конфиденциальности, масштабируемости, безопасности и многого другого. Эти обновления также могут вызвать больший интерес к сети Lightning и способствовать тому, чтобы мультиподпись стала более отраслевым стандартом.

Независимо от вашего участия в сообществе Биткойн, дополнительные преимущества повышения конфиденциальности, эффективности и безопасности, вероятно, повлияют на ваш опыт использования Биткойн.