souhrn

Taproot je upgrade bitcoinové sítě, který byl spuštěn 14. listopadu 2021. Podpisy Taproot a Schnorr byly od příchodu SegWitu vysoce očekávanými inovacemi bitcoinové technologie. Taproot si klade za cíl změnit způsob fungování bitcoinových skriptů, zlepšit soukromí, škálovatelnost a zabezpečení. Taproot v kombinaci se souvisejícím upgradem nazvaným Schnorr signatures snad dosáhne těchto a dalších cílů.

Všichni uživatelé obeznámení s kryptoměnovou komunitou vědí, že soukromí, škálovatelnost a bezpečnost jsou klíčovými zájmy komunity. Přestože je bitcoin nejoblíbenější kryptoměnou na světě, tyto problémy je stále potřeba vyřešit. Cílem Taproot je vyřešit výše uvedené problémy.

Úvod

Přestože bitcoin měl své vzestupy a pády, ukázal se jako „páteř“ držící svět kryptoměn. V průběhu let, přestože svět kryptoměn zažil různé problémy, jako je hack Mt. Gox a nechvalně známý bitcoinový hard fork, kryptoměnová komunita vždy podporovala bitcoin.

Nelze však ignorovat určité problémy – nejvýznamnější z nich je soukromí. Bitcoin je veřejný blockchain a každý může sledovat transakce v síti. Pro některé je to největší obava.

Ačkoli je možné zlepšit anonymitu pomocí technologií, jako je míchání měn a CoinJoin, tyto technologie nemohou změnit bitcoin na minci pro ochranu soukromí. Ačkoli to Taproot neumí, může to zlepšit anonymitu internetu.

Upgrade Taproot je vysoce očekávaný a je považován za důležitý výchozí bod pro řešení špatného soukromí bitcoinů a dalších souvisejících problémů. 14. listopadu 2021, s jednomyslným souhlasem těžařů z celého světa, byl Taproot aktivován online na bitcoinové síti. Co je vlastně Taproot? Jak to prospívá bitcoinu? Pojďme se ponořit trochu hlouběji.

Omezení bitcoinové sítě

Přestože se jednalo o první a nejrozšířenější kryptoměnu, bitcoinová síť má stále nedostatky v některých aspektech, jako je pomalá rychlost transakcí. Když byl vytvořen, bitcoin zpracovával 7 transakcí za sekundu, ale jak rostla popularita sítě a uživatelé, rostly i rychlosti transakcí a poplatky. Poté, co cena bitcoinu prudce vzrostla, průměrný transakční poplatek v síti bitcoinů dosáhl v roce 2021 rekordního maxima a dosáhl kolem 60 USD. Někteří věří, že vysoké poplatky a pomalé transakční rychlosti budou bránit růstu bitcoinové sítě. S cílem zlepšit transakční schopnosti spustili vývojáři v roce 2017 upgrade Segregated Witness (SegWit), který umožňuje, aby jeden blok pojal více transakcí. Vysoké poplatky však zůstávají rozšířené.

Dalším omezením je soukromí. Přestože bitcoin ve svém přehledu whitepaper uvádí, že jeho transakce jsou soukromé, všechny podrobnosti o transakcích v síti bitcoinů jsou veřejně viditelné. Jinými slovy, veškerou historii osobních nákupů lze získat na základě bitcoinové adresy.

K překonání těchto omezení Bitcoin implementoval několik upgradů sítě. Vzhledem k decentralizované povaze bitcoinu jsou však úpravy sítě extrémně náročné. Zda změny implementovat či nikoli, není rozhodnutí jednoho člověka, ale konsenzus komunity.

Co je upgrade Bitcoin Taproot?

Taproot je soft fork, který optimalizuje bitcoinové skripty pro zlepšení soukromí, efektivity a schopnosti sítě zpracovávat chytré smlouvy. To je považováno za hlavní upgrade bitcoinu 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 Signature“. Taproot si klade za cíl přinést uživatelům bitcoinů mnoho výhod, jako je lepší soukromí transakcí a nižší transakční poplatky. Umožní také bitcoinu provádět složitější transakce, rozšíří případy použití, aby mohl konkurovat Ethereu, zejména schopnosti inteligentních smluv a dopad sítě na podporu decentralizovaných financí (DeFi) a nezaměnitelných tokenů (NFT).

Návrh Taproot původně navrhl vývojář Bitcoin Core Greg Maxwell v lednu 2018. V říjnu 2020 vytvořil Pieter Wuille požadavek na stažení kódu, aby sloučil Taproot do základny kódu Bitcoin Core. Aby bylo možné upgrade plně nasadit, musí operátoři uzlů přijmout nová konsensuální pravidla Taproot. Návrh nakonec podpořilo 90 % těžařů a 14. listopadu 2021 byl oficiálně aktivován v bloku 709 632.

Jak Taproot funguje?

Upgrade Taproot je dosažen díky spolupráci 3 návrhů na vylepšení bitcoinů (BIP). Návrhy se vzájemně doplňují různými způsoby.

Schnorrův podpis (BIP340)

Schnorr podpisy zlepšují rychlost a bezpečnost ověřování transakcí v bitcoinové síti. Podpis se skládá z kryptografického podpisového schématu vyvinutého německým matematikem a kryptografem Clausem Schnorrem. Schnorrův algoritmus byl chráněn patentem po mnoho let, ale patent oficiálně vypršel v roce 2008. Signatury Schnorr mají mnoho výhod, zejména při generování krátkých podpisů, a jsou známé svou jednoduchostí a účinností.

Podpisové schéma, které přijal zakladatel bitcoinu Satoshi Nakamoto, se nazývá „Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA)“. ECDSA byl vybrán před Schnorrovým podpisovým algoritmem, protože první je široce používaný, snadno srozumitelný, bezpečný a stabilní, lehký a open source.

Pokrok v Schnorr Digital Signature Scheme (SDSS) však může být výchozím bodem pro aplikaci nové generace podpisové technologie v bitcoinech a dalších blockchainových sítích.

Jednou z hlavních výhod podpisů Schnorr je, že mohou extrahovat více sad klíčů ve složitých bitcoinových transakcích a generovat jedinečné podpisy. Proto lze podpisy všech stran v transakci integrovat do jediného podpisu Schnorr, což je proces nazývaný „agregace podpisů“.

Ve skutečnosti může Taproot zcela zneviditelnit, že bitcoinové skripty běží. Například s Taprootem vypadají různé platební metody bitcoinů stejně, ať už se jedná o bleskové transakce v síťovém kanálu, peer-to-peer transakce nebo transakce prostřednictvím složitých chytrých kontraktů. Monitory těchto transakcí vidí pouze transakce typu peer-to-peer. Je však třeba poznamenat, že to nic nemění na skutečnosti, že jsou odhaleny informace o peněžence odesílatele a konečného příjemce.

Taproot (BIP341)

Taproot je pojmenován po upgradu Taproot, který byl postaven na upgradu SegWit z roku 2017 a využívá Merkelized Alternative Script Trees (MAST) ke škálování množství transakčních dat v bitcoinovém blockchainu.

Transakce v bitcoinové síti jsou chráněny veřejnými a soukromými klíči. Aby uživatelé mohli platit za digitální aktiva v peněžence, musí před převodem tokenů poskytnout podpis, kterým prokážou totožnost svého skutečného vlastníka. Kromě transakcí s jedním podpisem mohou transakce v bitcoinové síti také zvýšit složitost uvolněním časových zámků, vyžadujících více podpisů (multisig) a dalšími funkcemi.

Složité transakce s více podpisy však vyžadují více vstupů a ověřování podpisů, což přidá obrovské množství dat do blockchainu a zpomalí transakce. Kromě toho se informace o transakci automaticky zobrazují v blockchainu, což odhaluje citlivá data vlastníka adresy.

Jakmile je MAST integrován, jedna transakce MAST může představovat více skriptů, čímž se sníží počet skriptů a potřebných ověření. Po odeslání složitých bitcoinových transakcí do MAST není Merkle strom ke zpracování transakce potřeba. MAST umožňuje pouze odeslání podmínek provedení transakce do blockchainu, nikoli zasílání všech podrobností. Tím se výrazně sníží množství dat, která síť potřebuje uložit. To nejen zlepšuje škálovatelnost a efektivitu bitcoinového blockchainu, ale také umožňuje uživatelům bitcoinů užívat si větší soukromí.

Tapscript (BIP342)

Tapscript je programovací jazyk upgradovaný na bitcoinový skript pro usnadnění dvou dalších návrhů na vylepšení bitcoinů (BIP). Jedná se o sbírku operačních kódů, což jsou instrukce, které specifikují, jak provést transakci. S větším prostorem dostupným v blocích budou nové funkce flexibilnější, což bitcoinové síti usnadní podporu a vytváření chytrých kontraktů v budoucnu.

Jak může Taproot prospět bitcoinu?

Jak bylo uvedeno výše, Taproot může výrazně zlepšit soukromí bitcoinů a rozšířit případy jeho použití. Mezi další potenciální výhody patří:

1. Zlepšit škálovatelnost sítě snížením množství přenášených a uložených dat v blockchainu;

2. Zpracovat více transakcí za blok (zvýšit rychlost objemu transakcí za sekundu (TPS));

3. Snížit transakční poplatky.

Další výhodou Taproot je odstranění malleability signatur, známého bezpečnostního rizika v bitcoinové síti. Stručně řečeno, z technického hlediska tvárnost podpisu znamená, že podpis lze před potvrzením transakce upravit. Tímto způsobem může útočník vytvořit iluzi, že k transakci nikdy nedošlo. To by vystavilo bitcoin notoricky známému problému dvojího utrácení, což by narušilo integritu distribuované účetní knihy.

Proč je upgrade Taproot důležitý?

Aktivace Taproot může zlepšit funkčnost bitcoinové sítě a usnadnit rychlé a spolehlivé transakce. Před Taprootem byl vývoj bitcoinového protokolu stále ve fázi vrstvy 1, zatímco jiné protokoly, jako je Ethereum, převzaly vedení ve vrstvě 2 a DApp. Po upgradu bitcoin umožnil nasazení chytrých kontraktů, rozšířil případy použití a dohnal budoucí trendy na trzích NFT a DeFi.

Jak se zvyšuje efektivita bitcoinové sítě a klesají poplatky, zvýší se její objem transakcí a rozsah aplikací. Kromě toho Bitcoin také zaručuje soukromí uživatelských transakcí, díky čemuž je na trhu konkurenceschopnější měnou ochrany soukromí.

Shrnout

Taproot je vysoce očekávaný a široce podporovaný upgrade bitcoinů. Implementováno současně s podpisy Schnorr, soukromí, škálovatelnost, zabezpečení a další funkce budou výrazně vylepšeny. Tyto upgrady zvýší přitažlivost Lightning Network a podpoří více podpisů, aby se staly široce používaným průmyslovým standardem.

Bez ohledu na úroveň vaší účasti v bitcoinové komunitě vytvoří optimalizace soukromí, efektivity, bezpečnosti a dalších faktorů přidanou hodnotu pro uživatele a zlepší zážitek z bitcoinů.