Streszczenie
Taproot to aktualizacja sieci Bitcoin, uruchomiona 14 listopada 2021 roku. Podpisy Taproot i Schnorr były bardzo oczekiwanymi ulepszeniami technologii Bitcoin od czasu pojawienia się SegWit. Celem Taproot jest zmiana sposobu działania skryptów Bitcoin, poprawa prywatności, skalowalności i bezpieczeństwa. Miejmy nadzieję, że Taproot w połączeniu z powiązaną aktualizacją zwaną sygnaturami Schnorra umożliwi osiągnięcie tych celów i nie tylko.
Wszyscy użytkownicy zaznajomieni ze społecznością kryptowalut wiedzą, że prywatność, skalowalność i bezpieczeństwo są kluczowymi kwestiami społeczności. Chociaż Bitcoin jest najpopularniejszą kryptowalutą na świecie, kwestie te nadal wymagają rozwiązania. Celem Taproot jest rozwiązanie powyższych problemów.
Wstęp
Chociaż Bitcoin miał swoje wzloty i upadki, okazał się „kręgosłupem” podtrzymującym świat kryptowalut. Przez lata, chociaż świat kryptowalut doświadczał różnych problemów, takich jak hack Mt.Gox i niesławny hard fork Bitcoina, społeczność kryptowalut zawsze wspierała Bitcoin.
Nie można jednak pominąć pewnych kwestii – z których najważniejszą jest prywatność. Bitcoin jest publicznym blockchainem i każdy może monitorować transakcje w sieci. Dla niektórych jest to największa obawa.
Chociaż możliwa jest poprawa anonimowości dzięki technologiom takim jak mieszanie walut i CoinJoin, technologie te nie mogą zamienić Bitcoina w monetę zapewniającą prywatność. Chociaż Taproot nie może tego zrobić, może poprawić anonimowość w Internecie.
Aktualizacja Taproot jest bardzo oczekiwana i postrzegana jako ważny punkt wyjścia do rozwiązania problemów z prywatnością Bitcoina i innych powiązanych problemów. 14 listopada 2021 r., za jednomyślną zgodą górników na całym świecie, Taproot został aktywowany online w sieci Bitcoin. Czym właściwie jest Taproot? Jakie korzyści przynosi Bitcoin? Kopiemy trochę głębiej.
Ograniczenia sieci Bitcoin
Chociaż była to pierwsza i najszerzej przyjęta kryptowaluta, sieć Bitcoin nadal ma wady w niektórych aspektach, takich jak niska prędkość transakcji. Kiedy powstał, Bitcoin przetwarzał 7 transakcji na sekundę, ale wraz ze wzrostem popularności sieci i liczby użytkowników, wzrosła także prędkość transakcji i opłaty. Po gwałtownym wzroście ceny Bitcoina średnia opłata transakcyjna w sieci Bitcoin osiągnęła rekordowy poziom w 2021 roku, osiągając około 60 dolarów. Niektórzy uważają, że wysokie opłaty i wolne prędkości transakcji utrudnią rozwój sieci Bitcoin. Aby ulepszyć możliwości transakcji, programiści wprowadzili w 2017 r. aktualizację Segregated Witness (SegWit), dzięki której pojedynczy blok może pomieścić więcej transakcji. Wysokie opłaty są jednak nadal powszechne.
Kolejnym ograniczeniem jest prywatność. Chociaż Bitcoin stwierdza w swoim przeglądzie białej księgi, że jego transakcje są prywatne, wszystkie szczegóły transakcji w sieci Bitcoin są publicznie widoczne. Innymi słowy, całą osobistą historię zakupów można uzyskać na podstawie adresu Bitcoin.
Aby pokonać te ograniczenia, Bitcoin wdrożył kilka ulepszeń sieci. Jednak ze względu na zdecentralizowany charakter Bitcoina modyfikacje sieci są niezwykle trudne. To, czy wprowadzić zmiany, czy nie, nie jest decyzją podejmowaną przez jedną osobę, ale konsensusem społeczności.
Na czym polega aktualizacja Bitcoin Taproot?
Taproot to miękki fork, który optymalizuje skrypty Bitcoin w celu poprawy prywatności, wydajności i zdolności sieci do przetwarzania inteligentnych kontraktów. Uznaje się to za główne ulepszenie 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 „Schnorr Signature”. Celem Taproot jest zapewnienie użytkownikom Bitcoin wielu korzyści, takich jak lepsza prywatność transakcji i niższe opłaty transakcyjne. Umożliwi także Bitcoinowi przeprowadzanie bardziej złożonych transakcji, poszerzając przypadki użycia, aby konkurować z Ethereum, zwłaszcza w zakresie możliwości inteligentnych kontraktów i wpływu sieci na zdecentralizowane finanse (DeFi) i obsługę tokenów niewymiennych (NFT).
Propozycja Taproot została pierwotnie zaproponowana przez programistę Bitcoin Core Grega Maxwella w styczniu 2018 r. W październiku 2020 r. Pieter Wuille utworzył żądanie ściągnięcia kodu w celu połączenia Taproot z bazą kodów Bitcoin Core. Aby w pełni wdrożyć aktualizację, operatorzy węzłów muszą przyjąć nowe zasady konsensusu Taproot. Propozycję ostatecznie poparło 90% górników i została oficjalnie aktywowana w bloku 709 632 14 listopada 2021 roku.
Jak działa Taproot?
Aktualizacja Taproot została osiągnięta dzięki współpracy 3 propozycji ulepszeń Bitcoin (BIP). Propozycje uzupełniają się na różne sposoby.
Podpis Schnorra (BIP340)
Podpisy Schnorra poprawiają szybkość i bezpieczeństwo weryfikacji transakcji w sieci Bitcoin. Podpis składa się ze schematu podpisu kryptograficznego opracowanego przez niemieckiego matematyka i kryptografa Clausa Schnorra. Algorytm Schnorra był przez wiele lat chroniony patentem, który jednak oficjalnie wygasł w 2008 roku. Podpisy Schnorra mają wiele zalet, szczególnie w przypadku generowania krótkich podpisów, i są znane ze swojej prostoty i wydajności.
Schemat podpisu przyjęty przez założyciela Bitcoina, Satoshiego Nakamoto, nosi nazwę „Algorytm podpisu cyfrowego krzywej eliptycznej (ECDSA)”. Wybrano ECDSA zamiast algorytmu podpisu Schnorra, ponieważ ten pierwszy jest szeroko stosowany, łatwy do zrozumienia, bezpieczny i stabilny, lekki i ma otwarte oprogramowanie.
Jednakże rozwój schematu podpisu cyfrowego Schnorr (SDSS) może być punktem wyjścia do zastosowania technologii podpisów nowej generacji w Bitcoin i innych sieciach blockchain.
Jedną z głównych zalet podpisów Schnorra jest to, że mogą wyodrębnić wiele zestawów kluczy w złożonych transakcjach Bitcoin w celu wygenerowania unikalnych podpisów. Dlatego podpisy wszystkich stron transakcji można zintegrować w jeden podpis Schnorra, co jest procesem zwanym „agregacją podpisów”.
W rzeczywistości Taproot może sprawić, że działanie skryptów Bitcoin będzie całkowicie niewidoczne. Na przykład w Taproot różne metody płatności Bitcoinami wyglądają tak samo, niezależnie od tego, czy są to transakcje w kanale sieci błyskawicznej, transakcje peer-to-peer, czy transakcje w ramach złożonych inteligentnych kontraktów. Monitory tych transakcji widzą tylko transakcje peer-to-peer. Warto jednak zaznaczyć, że nie zmienia to faktu, że ujawniane są informacje o portfelu nadawcy i ostatecznego odbiorcy.
Korzeń palowy (BIP341)
Nazwa Taproot pochodzi od aktualizacji Taproot, która została zbudowana na bazie aktualizacji SegWit z 2017 roku i wykorzystuje merkelizowane drzewa alternatywnych skryptów (MAST) do skalowania ilości danych transakcyjnych w łańcuchu bloków Bitcoin.
Transakcje w sieci Bitcoin są chronione kluczami publicznymi i prywatnymi. Aby zapłacić za zasoby cyfrowe w portfelu, użytkownicy muszą złożyć podpis potwierdzający tożsamość prawdziwego właściciela, zanim będą mogli przesłać tokeny. Oprócz transakcji z pojedynczym podpisem, transakcje w sieci Bitcoin mogą również zwiększać złożoność poprzez zwalnianie blokad czasowych, wymaganie wielu podpisów (multisig) i inne funkcje.
Jednak złożone transakcje z wieloma podpisami wymagają wielu danych wejściowych i weryfikacji podpisów, co doda ogromną ilość danych do łańcucha bloków i spowolni transakcje. Co więcej, informacje o transakcji są automatycznie wyświetlane w blockchainie, co ujawnia wrażliwe dane właściciela adresu.
Po zintegrowaniu MAST pojedyncza transakcja MAST może reprezentować wiele skryptów, co zmniejsza liczbę wymaganych skryptów i weryfikacji. Po wysłaniu złożonych transakcji Bitcoin do MAST drzewo Merkle nie jest potrzebne do przetworzenia transakcji. MAST umożliwia jedynie przesłanie warunków wykonania transakcji do blockchainu, zamiast wysyłania wszystkich szczegółów. Znacząco zmniejszy to ilość danych, które sieć musi przechowywać. To nie tylko poprawia skalowalność i wydajność łańcucha bloków Bitcoin, ale także pozwala użytkownikom Bitcoin cieszyć się większą prywatnością.
Tapscript (BIP342)
Tapscript to język programowania zaktualizowany do Bitcoin Script w celu ułatwienia realizacji dwóch innych propozycji ulepszeń Bitcoin (BIP). Jest to zbiór opkodów, czyli instrukcji określających sposób wykonania transakcji. Dzięki większej przestrzeni dostępnej w blokach nowe funkcje będą bardziej elastyczne, co ułatwi sieci Bitcoin obsługę i tworzenie inteligentnych kontraktów w przyszłości.
W jaki sposób Taproot może zyskać na Bitcoinie?
Jak omówiono powyżej, Taproot może znacznie poprawić prywatność Bitcoina i poszerzyć jego zastosowania. Inne potencjalne zalety to:
1. Popraw skalowalność sieci poprzez zmniejszenie ilości danych przesyłanych i przechowywanych w blockchainie;
2. Przetwarzaj więcej transakcji na blok (zwiększ współczynnik wolumenu transakcji na sekundę (TPS));
3. Obniż opłaty transakcyjne.
Kolejną zaletą Taproot jest usunięcie plastyczności podpisu, znanego zagrożenia bezpieczeństwa w sieci Bitcoin. Krótko mówiąc, z technicznego punktu widzenia plastyczność podpisu oznacza, że podpis można zmodyfikować przed potwierdzeniem transakcji. W ten sposób osoba atakująca może stworzyć iluzję, że transakcja nigdy nie miała miejsca. Naraziłoby to Bitcoin na notoryczny problem podwójnego wydawania pieniędzy, zagrażając integralności rozproszonej księgi głównej.
Dlaczego aktualizacja Taproot jest ważna?
Aktywacja Taproot może poprawić funkcjonalność sieci Bitcoin i ułatwić szybkie i niezawodne transakcje. Przed Taproot rozwój protokołu Bitcoin znajdował się wciąż na etapie warstwy 1, podczas gdy inne protokoły, takie jak Ethereum, przejęły wiodącą rolę w warstwie 2 i DApp. Po aktualizacji Bitcoin umożliwił wdrożenie inteligentnych kontraktów, rozszerzył przypadki użycia i dogonił przyszłe trendy na rynkach NFT i DeFi.
Wraz ze wzrostem wydajności sieci Bitcoin i spadkiem opłat, zwiększy się wolumen transakcji i zakres zastosowań. Ponadto Bitcoin gwarantuje również prywatność transakcji użytkowników, co czyni go bardziej konkurencyjną walutą zapewniającą prywatność na rynku.
Podsumować
Taproot to bardzo oczekiwana i szeroko wspierana aktualizacja Bitcoin. Wdrożone jednocześnie z podpisami Schnorr, prywatność, skalowalność, bezpieczeństwo i inne funkcje zostaną znacznie ulepszone. Te ulepszenia zwiększą atrakcyjność sieci Lightning i będą promować technologię wielu podpisów, która stanie się powszechnie stosowanym standardem branżowym.
Niezależnie od Twojego poziomu uczestnictwa w społeczności Bitcoin, optymalizacja prywatności, wydajności, bezpieczeństwa i innych czynników stworzy wartość dodaną dla użytkowników i poprawi doświadczenie Bitcoin.