Какво е Taproot и как ще бъде от полза за Биткойн

Резюме

Taproot е надстройка за биткойн мрежата, въведена на 14 ноември 2021 г. Заедно с подписите на Schnorr, Taproot е едно от най-очакваните технологични подобрения на биткойн след въвеждането на SegWit. Целта на Taproot е да промени начина, по който работят скриптовете на биткойн, за да подобри поверителността, мащабируемостта и сигурността. Това и много други стават възможни чрез комбиниране на Taproot със свързана надстройка, наречена подписи на Schnorr.

Всеки, запознат с общността на криптовалутите, знае, че поверителността, мащабируемостта и сигурността са основни грижи. Докато Биткойн е най-популярната криптовалута в света, тези проблеми все още трябва да бъдат разглеждани. Taproot има за цел да направи точно това.

Въведение

Биткойн е имал своите възходи и падения, но се е доказал, че е котвата, която поддържа криптостиха в твърда позиция. Независимо от проблемите, които се появиха през годините, като хакването на Mt. Gox или скандалните твърди разклонения на биткойн, крипто общността застана до биткойн.

Но има някои въпроси, които не могат да бъдат пренебрегнати – един от най-големите е този на поверителността. Тъй като Биткойн е публичен блокчейн, всеки може да следи трансакциите, които се случват в мрежата. За някои това е основна грижа.

Възможно е да увеличите анонимността си чрез техники като смесване на криптовалута и CoinJoins. За съжаление обаче никоя от тях не прави Биткойн частна валута. Макар че това не може да се каже и за Taproot, то може да помогне за увеличаване на анонимността в мрежата.

Надстройката Taproot е очаквана с нетърпение като основна първа стъпка към решаване на липсата на поверителност на биткойн и други свързани с това проблеми. На 14 ноември 2021 г. Taproot беше активиран в биткойн мрежата след одобрение от копачите по целия свят. Но какво е Taproot и как може да бъде от полза за биткойн? Нека разгледаме по-задълбочено.

Ограниченията на биткойн мрежата

Въпреки че е първата и най-популярна създадена криптовалута, мрежата на биткойн има своите недостатъци в определени области, като бавната скорост на трансакциите. Първоначално биткойн е създаден да обработва 7 трансакции в секунда, но с нарастването на популярността и потребителите на мрежата скоростта на трансакциите и таксите също се увеличават. Средните такси за трансакции на биткойн мрежата достигнаха най-високите си стойности за всички времена от около 60 долара през 2021 г. след рязко покачването на цената на монетата. Говори се, че високите такси и бавната скорост на трансакциите забавят развитието на биткойн мрежата. За да подобрят капацитета на трансакциите, разработчиците внедриха надстройката Segregated Witness (SegWit) през 2017 г., за да поберат повече трансакции в един блок. И все пак високите такси изглежда са от по-голямо значение.

Друго ограничение беше неговата поверителност. Въпреки че в неговата бяла книга беше посочено, че трансакциите на биткойн са поверителни, всички подробности за трансакциите в мрежата на биткойн са видими. Това означава, че потенциално можете да знаете цялата история на покупките на някого, като потърсите неговия биткойн адрес.

За да се справи с ограниченията, биткойн внедрява надстройки на своята мрежа от време на време. Въпреки това, промяната в мрежата на биткойн е предизвикателство поради нейния децентрализиран характер. Няма един човек, който да решава какви промени трябва или не трябва да се прилагат, а решение на общността чрез постигане на консенсус.

Какво представлява надстройката Taproot на биткойн?

Taproot е меко разклонение, което подобрява скриптовете на биткойн, за да увеличи поверителността, ефективността и способността на мрежата да обработва интелигентни договори. Смята се за най-значимата надстройка на биткойн след надстройката на SegWit през 2017 г.

Надстройката Taproot се състои от 3 отделни предложения за подобряване на биткойн (BIP), включително Taproot, Tapscript и нейното ядро - новата схема за цифров подпис, наречена подписи на Schnorr. Taproot има за цел да донесе няколко предимства на потребителите на биткойн, като подобрена поверителност на трансакциите и по-ниски такси за трансакции. Това също така ще даде възможност на биткойн да изпълнява по-сложни трансакции и потенциално да разшири своите случаи на използване, за да се конкурира с Ethereum, особено по отношение на възможностите за интелигентни договори и поддръжка на децентрализирано финансиране (DeFi) и незаменяеми токени (NFT) в мрежата.

Предложението Taproot беше представено за първи път от разработчика на Bitcoin Core Грег Максуел през януари 2018 г. През октомври 2020 г. Taproot е обединен в библиотеката на Bitcoin Core след заявка за изтегляне, създадена от Pieter Wuille. За да бъде внедрена изцяло надстройката, операторите на възли трябва да приемат новите консенсусни правила на Taproot. В крайна сметка той получи подкрепа от 90% от копачите и беше официално активиран на 14 ноември 2021 г. на блок 709 632.

Как действа Taproot?

Има 3 BIP, които работят заедно за постигане на надстройката Taproot. Всеки от BIP влияе и допълва другия по различни начини.

Подписи на Schnorr (BIP340)

Подписите на Schnorr улесняват по-бърз и по-сигурен начин за валидиране на трансакции в биткойн мрежата. Състоят се от схема за криптографски подпис, разработена от Клаус Шнор – немски математик и криптограф. Въпреки че алгоритъмът на Schnorr беше защитен с патент в продължение на много години, патентът официално изтече през 2008 г. Наред с редица предимства Schnorr подписите са известни преди всичко със своята простота и ефективност при генерирането на кратки подписи.

Схемата за подпис, приета от Сатоши Накамото (създателят на Биткойн), е алгоритъмът за дигитален подпис с елиптична крива (ECDSA). Изборът на ECDSA пред алгоритъма за подписи Schnorr се дължи на факта, че той вече е широко използван, добре разбран, сигурен, компактен и с отворен код.

Разработването на схемата за дигитални подписи Schnorr (SDSS) обаче може да бъде отправна точка за ново поколение подписи за Биткойн и други блокчейн мрежи.

Едно от основните предимства на Schnorr подписите е, че те могат да вземат множество ключове в рамките на сложна Биткойн трансакция и да създадат един уникален подпис. Това означава, че подписите от множество страни, участващи в трансакцията, могат да бъдат „обединени“ в един Schnorr подпис. Това е известно като събиране на подписи.

Всъщност Taproot дава възможност да се скрие фактът, че скриптът на Биткойн изобщо работи. Например изразходването на Биткойн с помощта на Taproot би могло да направи така, че трансакция в канал на Lightning Network, трансакция peer-to-peer или сложен интелигентен договор да стане неразличима. Всеки, който наблюдава една от тези трансакции, няма да види нищо друго, освен транзакция „peer-to-peer“. Следва да се отбележи обаче, че това не променя факта, че портфейлите на първоначалния изпращач и крайния получател ще бъдат разкрити.

Taproot (BIP341)

Taproot е мястото, откъдето надстройката на Taproot получи името си. Той се основава на надстройката на SegWit през 2017 г. и използва Merkelized Alternative Script Tree (MAST) за мащабиране на количеството данни за трансакциите в блокчейна на Bitcoin.

Трансакциите в биткойн мрежата са защитени с публични и частни ключове. За да изразходва дигиталния актив в портфейл, потребителят трябва да предостави подпис, за да докаже, че е истинският собственик, преди да може да премести монетата. Освен трансакциите с единичен подпис, потребителите могат също да използват различни функции, за да направят трансакциите с биткойн по-сложни, включително освобождаване на таймлок, изисквания за мултиподпис (multisig) и други.

Въпреки това, тези сложни трансакции с множество подписи изискват множество входове и подписи за проверка, което добавя голямо количество данни към блокчейна и намалява скоростта на трансакцията. В същото време информацията за трансакцията се разкрива автоматично в блокчейна, което потенциално може да разкрие чувствителни данни за собствениците на адреси.

След интегрирането на MAST, количеството необходими скриптове и проверка може да бъде намалено, тъй като една MAST трансакция може да представлява множество скриптове. Така че, когато сложна биткойн трансакция се изпраща до MAST, дървото на Merkle не е необходимо за обработка на трансакции. Вместо пълните подробности, MAST позволява само изпълнените условия на трансакцията да бъдат ангажирани към блокчейна. Това може драстично да намали обема на данните, необходими за съхраняване в мрежата. Той не само осигурява по-голяма мащабируемост и по-висока ефективност на биткойн блокчейна, но също така предлага по-голяма поверителност за потребителите на биткойн.

Tapscript (BIP342)

Tapscript е надстройка на езика за кодиране до Bitcoin Script, за да направи път за другите 2 BIP. Това е колекция от операционни кодове, инструкции за трансакции, използвани за уточняване как да бъдат изпълнени. С повече налично пространство в блоковете се очаква да даде повече гъвкавост за нови функции и потенциално може да помогне на мрежата на биткойн да поддържа и създава интелигентни договори в бъдеще.

Как Taproot е от полза за биткойн?

Както вече обсъдихме, Taproot донесе значителни подобрения в поверителността на биткойн и подобри случаите на неговото използване. Други потенциални ползи включват:

1. Подобрение на мащабируемостта на мрежата чрез намаляване на количеството данни, които се прехвърлят и съхраняват в блокчейна;

2. Повече трансакции на блок (по-висок процент на TPS).

3. По-ниски такси за трансакции.

Друго предимство за Taproot е фактът, че подписите вече няма да бъдат пластични, което е известен риск за сигурността в мрежата на биткойн. Просто казано, пластичността на подписа означава, че е технически възможно подписът на трансакция да се промени, преди тя да бъде потвърдена. По този начин атаката ще изглежда така, сякаш трансакцията никога не се е случила. Това оставя биткойн изложен на прословутия проблем с двойното харчене, който може да разруши целостта на разпределената счетоводна книга.

Защо надстройката Taproot е важна?

Очаква се активирането на Taproot да повиши функционалността на биткойн мрежата, за да улесни бързите и надеждни трансакции. Преди Taproot, протоколът на биткойн все още беше в разработката на Слой 1, докато други като Ethereum вече бяха получили предимство в Слой 2 и децентрализираните приложения. След надстройката биткойн отваря пътя си за внедряване на интелигентни договори и потенциално разширяване на своите случаи на използване, за да покрие актуалните пазари на NFT и DeFi в бъдеще.

Тъй като биткойн мрежата става по-ефективна с по-ниски такси, тя може да стимулира повече трансакции и по-широко приемане. В допълнение, потребителите могат да запазят поверителността си за трансакции, което прави BTC по-конкурентоспособен с други монети за поверителност на пазара.

Заключителни мисли

Taproot е дългоочаквана и широко поддържана надстройка на Биткойн. Внедрени заедно с подписите на Schnorr, виждаме значителни подобрения по отношение на поверителност, мащабируемост, сигурност и др. Тези надстройки могат също да предизвикат по-голям интерес около Lightning Network и да насърчат многото подписи да бъдат по-скоро индустриален стандарт.

Независимо от участието ви в Биткойн общността, допълнителните ползи от подобрената поверителност, ефективност и сигурност най-вероятно ще повлияят на опита ви с използването на Биткойн.