Zusammenfassung

Taproot ist ein Upgrade des Bitcoin-Netzwerks, das am 14. November 2021 gestartet wurde. Taproot- und Schnorr-Signaturen sind seit der Einführung von SegWit mit Spannung erwartete Upgrades der Bitcoin-Technologie. Taproot zielt darauf ab, die Funktionsweise von Bitcoin-Skripten zu ändern und den Datenschutz, die Skalierbarkeit und die Sicherheit zu verbessern. Taproot wird in Kombination mit einem zugehörigen Upgrade namens Schnorr-Signaturen hoffentlich diese und weitere Ziele erreichen.

Alle Benutzer, die mit der Kryptowährungs-Community vertraut sind, wissen, dass Datenschutz, Skalierbarkeit und Sicherheit zentrale Anliegen der Community sind. Obwohl Bitcoin die beliebteste Kryptowährung der Welt ist, müssen diese Probleme noch gelöst werden. Das Ziel von Taproot ist es, die oben genannten Probleme zu lösen.

Einführung

Obwohl Bitcoin seine Höhen und Tiefen erlebt hat, hat es sich als das „Rückgrat“ erwiesen, das die Welt der Kryptowährungen stützt. Obwohl es in der Welt der Kryptowährungen im Laufe der Jahre verschiedene Probleme wie den Mt. Gox-Hack und den berüchtigten Bitcoin-Hard Fork gab, hat die Kryptowährungs-Community Bitcoin immer unterstützt.

Bestimmte Probleme können jedoch nicht ignoriert werden – das wichtigste davon ist der Datenschutz. Bitcoin ist eine öffentliche Blockchain und jeder kann Transaktionen im Netzwerk überwachen. Für einige ist dies die größte Sorge.

Obwohl es möglich ist, die Anonymität durch Technologien wie Währungsmischung und CoinJoin zu verbessern, können diese Technologien Bitcoin nicht in eine Datenschutzmünze verwandeln. Obwohl Taproot dies nicht kann, kann es die Anonymität des Internets verbessern.

Das Taproot-Upgrade wird mit Spannung erwartet und gilt als wichtiger Ausgangspunkt zur Lösung der schlechten Privatsphäre von Bitcoin und anderer damit zusammenhängender Probleme. Am 14. November 2021 wurde Taproot mit der einstimmigen Zustimmung von Minern auf der ganzen Welt online im Bitcoin-Netzwerk aktiviert. Was genau ist Taproot? Wie profitiert Bitcoin davon? Lassen Sie uns etwas tiefer graben.

Einschränkungen des Bitcoin-Netzwerks

Obwohl es die erste und am weitesten verbreitete Kryptowährung war, weist das Bitcoin-Netzwerk in einigen Aspekten immer noch Mängel auf, wie beispielsweise langsame Transaktionsgeschwindigkeiten. Als es gegründet wurde, wickelte Bitcoin 7 Transaktionen pro Sekunde ab, doch mit zunehmender Beliebtheit des Netzwerks und steigenden Nutzerzahlen stiegen auch die Transaktionsgeschwindigkeiten und Gebühren. Nachdem der Bitcoin-Preis in die Höhe geschnellt war, erreichte die durchschnittliche Transaktionsgebühr im Bitcoin-Netzwerk im Jahr 2021 ein Rekordhoch und erreichte rund 60 US-Dollar. Einige glauben, dass hohe Gebühren und langsame Transaktionsgeschwindigkeiten das Wachstum des Bitcoin-Netzwerks behindern werden. Um die Transaktionsfähigkeiten zu verbessern, haben Entwickler 2017 das Segregated Witness (SegWit)-Upgrade eingeführt, das es einem einzelnen Block ermöglicht, mehr Transaktionen aufzunehmen. Hohe Gebühren bleiben jedoch weit verbreitet.​

Eine weitere Einschränkung ist die Privatsphäre. Obwohl Bitcoin in seiner Whitepaper-Übersicht angibt, dass seine Transaktionen privat sind, sind alle Transaktionsdetails im Bitcoin-Netzwerk öffentlich sichtbar. Mit anderen Worten: Anhand der Bitcoin-Adresse kann die gesamte persönliche Kaufhistorie abgerufen werden.​

Um diese Einschränkungen zu überwinden, hat Bitcoin mehrere Netzwerk-Upgrades implementiert. Aufgrund der dezentralen Natur von Bitcoin sind Netzwerkänderungen jedoch äußerst schwierig. Ob Änderungen umgesetzt werden oder nicht, ist keine Einzelentscheidung, sondern ein Konsens der Community.

Was ist das Bitcoin Taproot-Upgrade?

Taproot ist ein Soft Fork, der Bitcoin-Skripte optimiert, um den Datenschutz, die Effizienz und die Fähigkeit des Netzwerks zur Verarbeitung intelligenter Verträge zu verbessern. Dies gilt als ein wichtiges Upgrade von Bitcoin seit dem SegWit-Upgrade im Jahr 2017.

Das Taproot-Upgrade besteht aus drei verschiedenen Bitcoin Improvement Proposals (BIPs), darunter: Taproot, Tapscript und sein Kernstück, ein neues digitales Signaturschema namens „Schnorr Signature“. Taproot zielt darauf ab, Bitcoin-Benutzern viele Vorteile zu bieten, wie zum Beispiel eine verbesserte Privatsphäre bei Transaktionen und niedrigere Transaktionsgebühren. Es wird Bitcoin auch ermöglichen, komplexere Transaktionen durchzuführen und die Anwendungsfälle zu erweitern, um mit Ethereum zu konkurrieren, insbesondere die Smart-Contract-Fähigkeiten und die Auswirkungen des Netzwerks auf die Unterstützung von dezentralen Finanzen (DeFi) und nicht fungiblen Token (NFTs).

Der Taproot-Vorschlag wurde ursprünglich im Januar 2018 vom Bitcoin Core-Entwickler Greg Maxwell vorgeschlagen. Im Oktober 2020 erstellte Pieter Wuille eine Code-Pull-Anfrage, um Taproot in die Bitcoin Core-Codebasis einzubinden. Um das Upgrade vollständig bereitzustellen, müssen Knotenbetreiber die neuen Konsensregeln von Taproot übernehmen. Der Vorschlag wurde letztendlich von 90 % der Bergleute unterstützt und am 14. November 2021 im Block 709.632 offiziell aktiviert.

Wie funktioniert Taproot?

Das Taproot-Upgrade wird durch die Zusammenarbeit von 3 Bitcoin Improvement Proposals (BIPs) erreicht. Die Vorschläge ergänzen sich auf unterschiedliche Weise.

Schnorr-Signatur (BIP340)

Schnorr-Signaturen verbessern die Geschwindigkeit und Sicherheit der Überprüfung von Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk. Die Signatur besteht aus einem kryptografischen Signaturschema, das vom deutschen Mathematiker und Kryptographen Claus Schnorr entwickelt wurde. Schnorrs Algorithmus war viele Jahre lang durch ein Patent geschützt, das Patent lief jedoch 2008 offiziell ab. Schnorr-Signaturen bieten viele Vorteile, insbesondere bei der Erzeugung kurzer Signaturen, und sind für ihre Einfachheit und Effizienz bekannt.

Das vom Bitcoin-Gründer Satoshi Nakamoto übernommene Signaturschema heißt „Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA)“. ECDSA wurde dem Schnorr-Signaturalgorithmus vorgezogen, weil ersterer weit verbreitet, leicht zu verstehen, sicher und stabil, leichtgewichtig und Open Source ist.

Die Weiterentwicklung des Schnorr Digital Signature Scheme (SDSS) könnte jedoch der Ausgangspunkt für die Anwendung einer neuen Generation von Signaturtechnologie in Bitcoin und anderen Blockchain-Netzwerken sein.

Einer der Hauptvorteile von Schnorr-Signaturen besteht darin, dass sie bei komplexen Bitcoin-Transaktionen mehrere Schlüsselsätze extrahieren können, um eindeutige Signaturen zu generieren. Daher können die Signaturen aller an der Transaktion beteiligten Parteien in einer einzigen Schnorr-Signatur integriert werden, ein Prozess, der als „Signaturaggregation“ bezeichnet wird.

Tatsächlich kann Taproot die Ausführung von Bitcoin-Skripten völlig unsichtbar machen. Bei Taproot sehen beispielsweise verschiedene Bitcoin-Zahlungsmethoden gleich aus, unabhängig davon, ob es sich um Lightning-Netzwerkkanaltransaktionen, Peer-to-Peer-Transaktionen oder Transaktionen über komplexe Smart Contracts handelt. Monitore dieser Transaktionen sehen nur Peer-to-Peer-Transaktionen. Es ist jedoch anzumerken, dass dies nichts an der Tatsache ändert, dass die Wallet-Informationen des Absenders und des Endempfängers offengelegt werden.

Pfahlwurzel (BIP341)

Taproot ist nach dem Taproot-Upgrade benannt, das auf dem SegWit-Upgrade 2017 aufbaute und Merkelized Alternative Script Trees (MAST) verwendet, um die Menge an Transaktionsdaten in der Bitcoin-Blockchain zu skalieren.

Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk werden durch öffentliche und private Schlüssel geschützt. Um digitale Vermögenswerte im Wallet zu bezahlen, müssen Benutzer eine Unterschrift leisten, um die Identität ihres wahren Besitzers nachzuweisen, bevor sie Token übertragen können. Zusätzlich zu Einzelsignatur-Transaktionen können Transaktionen im Bitcoin-Netzwerk auch die Komplexität erhöhen, indem sie Zeitsperren aufheben, mehrere Signaturen (Multisig) erfordern und andere Funktionen erfüllen.​

Allerdings erfordern komplexe Multi-Signatur-Transaktionen mehrere Eingaben und Signaturüberprüfungen, wodurch große Datenmengen zur Blockchain hinzugefügt und Transaktionen verlangsamt werden. Darüber hinaus werden Transaktionsinformationen automatisch in der Blockchain angezeigt, wodurch sensible Daten des Adressinhabers offengelegt werden.​

Sobald MAST integriert ist, kann eine einzelne MAST-Transaktion mehrere Skripte darstellen, wodurch die Anzahl der erforderlichen Skripte und Überprüfungen reduziert wird. Nachdem komplexe Bitcoin-Transaktionen an MAST gesendet wurden, ist zur Verarbeitung der Transaktion kein Merkle-Baum erforderlich. MAST ermöglicht nur die Übermittlung der Ausführungsbedingungen einer Transaktion an die Blockchain, anstatt alle Details zu senden. Dadurch wird die Datenmenge, die das Netzwerk speichern muss, erheblich reduziert. Dies verbessert nicht nur die Skalierbarkeit und Effizienz der Bitcoin-Blockchain, sondern ermöglicht Bitcoin-Benutzern auch eine größere Privatsphäre.

Tapscript (BIP342)

Tapscript ist eine auf Bitcoin Script aktualisierte Programmiersprache, um zwei weitere Bitcoin Improvement Proposals (BIPs) zu ermöglichen. Es handelt sich um eine Sammlung von Opcodes, also Anweisungen, die angeben, wie eine Transaktion ausgeführt wird. Da in Blöcken mehr Speicherplatz verfügbar ist, werden neue Funktionen flexibler, was es dem Bitcoin-Netzwerk in Zukunft erleichtern wird, intelligente Verträge zu unterstützen und zu erstellen.

Wie kann Bitcoin von Taproot profitieren?

Wie oben erläutert, kann Taproot den Datenschutz von Bitcoin erheblich verbessern und seine Anwendungsfälle erweitern. Weitere potenzielle Vorteile sind:

1. Verbessern Sie die Skalierbarkeit des Netzwerks, indem Sie die Menge der übertragenen und in der Blockchain gespeicherten Daten reduzieren.

2. Verarbeiten Sie mehr Transaktionen pro Block (erhöhen Sie die TPS-Rate (Transaktionsvolumen pro Sekunde));

3. Reduzieren Sie die Transaktionsgebühren.

Ein weiterer Vorteil von Taproot ist die Beseitigung der Signaturformbarkeit, einem bekannten Sicherheitsrisiko im Bitcoin-Netzwerk. Kurz gesagt bedeutet die Formbarkeit der Signatur aus technischer Sicht, dass die Signatur geändert werden kann, bevor die Transaktion bestätigt wird. Auf diese Weise kann ein Angreifer die Illusion erwecken, dass die Transaktion nie stattgefunden hat. Dies würde Bitcoin dem berüchtigten Problem der doppelten Ausgaben aussetzen und die Integrität des verteilten Hauptbuchs gefährden.

Warum ist ein Taproot-Upgrade wichtig?​

Durch die Aktivierung von Taproot kann die Funktionalität des Bitcoin-Netzwerks verbessert und schnelle und zuverlässige Transaktionen ermöglicht werden. Vor Taproot befand sich die Entwicklung des Bitcoin-Protokolls noch im Layer-1-Stadium, während andere Protokolle wie Ethereum bei Layer 2 und DApp die Führung übernommen hatten. Nach dem Upgrade hat Bitcoin den Einsatz intelligenter Verträge ermöglicht, Anwendungsfälle erweitert und mit zukünftigen Trends auf den NFT- und DeFi-Märkten Schritt gehalten.​

Da sich die Effizienz des Bitcoin-Netzwerks verbessert und die Gebühren sinken, werden sein Transaktionsvolumen und sein Anwendungsbereich zunehmen. Darüber hinaus garantiert Bitcoin auch die Vertraulichkeit von Benutzertransaktionen, was es zu einer wettbewerbsfähigeren Datenschutzwährung auf dem Markt macht.

Zusammenfassen

Taproot ist ein mit Spannung erwartetes und weithin unterstütztes Bitcoin-Upgrade. Durch die gleichzeitige Implementierung mit Schnorr-Signaturen werden Datenschutz, Skalierbarkeit, Sicherheit und andere Funktionen erheblich verbessert. Diese Upgrades werden die Attraktivität des Lightning Network erhöhen und die Mehrfachsignatur zu einem weit verbreiteten Industriestandard machen.

Unabhängig vom Grad Ihrer Beteiligung an der Bitcoin-Community wird die Optimierung von Datenschutz, Effizienz, Sicherheit und anderen Faktoren einen Mehrwert für die Benutzer schaffen und das Bitcoin-Erlebnis verbessern.