Qu'est-ce que Taproot et en quoi cela sera bénéfique à Bitcoin

Résumé

Taproot est une mise à niveau du réseau Bitcoin qui a été implémentée le 14 novembre 2021. Avec les signatures Schnorr, Taproot est la mise à niveau technologique la plus attendue de Bitcoin depuis l'introduction de SegWit. L'objectif de Taproot est de changer le fonctionnement des scripts Bitcoin afin d'améliorer la confidentialité, la scalabilité et la sécurité. Tout cela, et bien plus encore, sera rendu possible en combinant Taproot avec une mise à niveau connexe appelée signatures de Schnorr.

Quiconque connaît la communauté des cryptomonnaies sait que la confidentialité, la scalabilité et la sécurité sont des préoccupations majeures. Bien que le Bitcoin soit la cryptomonnaie la plus populaire au monde, ces problèmes doivent encore être résolus. C'est précisément l'objectif de Taproot.

Introduction

Le Bitcoin a connu des hauts et des bas, mais il s'est avéré être la fondation qui maintient l'univers des cryptomonnaies. Indépendamment des problèmes qui ont surgi au fil des ans, comme le scandale du piratage de Mt. Gox ou des hard forks de Bitcoin tristement célèbres, la communauté est restée fidèle au Bitcoin.

Mais certains problèmes ne peuvent pas être négligés, l'un des plus importants étant celui de la vie privée. Le Bitcoin étant une blockchain publique, n'importe qui peut surveiller les transactions qui ont lieu sur le réseau. Pour certains, il s'agit d'une préoccupation majeure.

Il est possible d'augmenter votre anonymat grâce à des techniques telles que le mixage de bitcoins et de CoinJoins. Malheureusement, aucune de ces techniques ne fait du Bitcoin une devise privée. Si Taproot ne vient pas non plus traiter ce point, il peut néanmoins contribuer à renforcer l'anonymat sur le réseau.

La mise à niveau de Taproot a été largement anticipée comme une première étape majeure vers la résolution du manque de confidentialité de Bitcoin et d'autres préoccupations connexes. Le 14 novembre 2021, Taproot a été déployé sur le réseau Bitcoin après approbation des mineurs du monde entier. Mais qu'est-ce que Taproot, et comment bénéficiera-t-il au Bitcoin ? C'est ce que nous allons voir à présent.

Limitations du réseau Bitcoin

Bien qu'il s'agisse de la première et la plus populaire cryptomonnaie jamais créée, le réseau Bitcoin présente des lacunes dans certains domaines, tels que la lenteur de la vitesse de transaction. Au départ, Bitcoin a été créé pour traiter 7 transactions par seconde, mais au fur et à mesure que le réseau a augmenté en popularité et en utilisateurs, la vitesse et les frais de transaction ont également augmenté. Les frais de transaction moyens du réseau Bitcoin ont atteint un record à environ 60 $ en 2021 suivant la hausse effrénée du prix de la monnaie. Les frais élevés et la lenteur des transactions freineraient le développement du réseau Bitcoin. Pour améliorer la capacité de transaction, les développeurs ont déployé la mise à niveau Segregated Witness (SegWit) en 2017 afin de faire tenir plus de transactions dans un bloc. Pourtant, les frais sont restés élevés.

Une autre limite était sa confidentialité. Bien qu'il ait été souligné dans son livre blanc que les transactions Bitcoin sont privées, tous les détails des transactions sur le réseau Bitcoin sont visibles. Cela signifie que vous pouvez potentiellement connaître tout l'historique des achats d'une personne en consultant son adresse Bitcoin.

Pour faire face aux limites, Bitcoin a régulièrement implémenté des mises à niveau de son réseau. Cependant, la modification du réseau Bitcoin est difficile en raison de sa nature décentralisée. Il n'y a pas une seule personne pour décider des changements à mettre en œuvre ou non, c'est une décision communautaire par consensus.

Qu'est-ce que la mise à niveau Taproot ?

Taproot est un soft fork qui améliore les scripts de Bitcoin afin de renforcer la confidentialité, l'efficacité et la capacité du réseau à gérer les smart contracts. Il est considéré comme la mise à niveau Bitcoin la plus significative depuis la mise à niveau SegWit en 2017.

La mise à niveau Taproot se compose de 3 propositions distinctes d'amélioration du Bitcoin (BIP), dont Taproot, Tapscript et la technologie sous-jacente principale, le nouveau système de signature numérique appelé signatures Schnorr. Taproot vise à apporter plusieurs avantages aux utilisateurs du Bitcoin, tels qu'une meilleure confidentialité des transactions et une réduction des frais de transaction. Il permettra également à Bitcoin d'effectuer des transactions plus complexes et d'élargir potentiellement ses cas d'utilisation pour rivaliser avec Ethereum, en particulier sur les capacités de smart contract et la prise en charge de la finance décentralisée (DeFi) et des tokens non fongibles (NFT) sur le réseau.

La proposition Taproot a été dévoilée pour la première fois par le développeur Bitcoin Core Greg Maxwell en janvier 2018. En octobre 2020, Taproot a été fusionnée à la bibliothèque Bitcoin Core après une pull request créée par Pieter Wuille. Pour que la mise à niveau soit pleinement déployée, les opérateurs de nœuds doivent adopter les nouvelles règles de consensus de Taproot. Il reçut finalement le soutien de 90 % des mineurs et fut officiellement activé le 14 novembre 2021 au bloc 709 632.

Comment fonctionne Taproot ?

Un ensemble de 3 BIP sont nécessaires pour réaliser la mise à niveau Taproot. Chacun des BIP affecte et complète les autres de différentes manières.

Signatures Schnorr (BIP340)

Les signatures Schnorr offrent un moyen plus rapide et plus sûr de valider les transactions sur le réseau Bitcoin. Elles sont composées d'un schéma de signature cryptographique développé par Claus Schnorr, mathématicien et cryptographe allemand. Bien que Schnorr ait fait protéger son algorithme par un brevet pendant de nombreuses années, ce dernier a officiellement expiré en 2008. Parmi un certain nombre d'avantages, les signatures de Schnorr sont principalement connues pour leur simplicité et leur efficacité à générer des signatures courtes.

Le schéma de signature adopté par Satoshi Nakamoto (le créateur du Bitcoin) était l'algorithme de signature numérique à courbe elliptique (ECDSA). Le choix de l'ECDSA par rapport à l'algorithme de signature de Schnorr est dû au fait qu'il était déjà largement utilisé, bien compris, sûr, compact et open-source.

Cependant, le développement du Schnorr Digital Signature Scheme (SDSS) peut être le point de départ d'une nouvelle génération de signatures pour le Bitcoin et d'autres réseaux blockchain.

L'un des principaux avantages des signatures Schnorr est qu'elles sont capables de prendre plusieurs clés dans une transaction Bitcoin complexe et de produire une seule signature unique. Cela signifie que les signatures des multiples parties impliquées dans la transaction peuvent être « agrégées » en une seule signature Schnorr. C'est ce que l'on appelle l'agrégation de signatures.

En fait, Taproot permet de dissimuler l'exécution d'un script Bitcoin. Par exemple, dépenser des bitcoins à l'aide de Taproot peut rendre impossible à distinguer une transaction sur un canal Lightning Network, une transaction peer-to-peer ou l'utilisation d'un smart contract sophistiqué. Toute personne surveillant l'une de ces transactions ne verrait rien d'autre qu'une transaction de pair à pair. Il convient toutefois de noter que cela ne change pas le fait que les portefeuilles de l'émetteur initial et du destinataire final seront visibles.

Taproot (BIP341)

C'est de Taproot que la mise à niveau Taproot tire son nom. Elle s'appuie sur la mise à niveau SegWit de 2017 et utilise l'arborescence MAST (Merkelized Alternative Script Tree) pour s'adapter au volume de données de transaction sur la blockchain Bitcoin.

Les transactions sur le réseau Bitcoin sont protégées par des clés publiques et privées. Pour dépenser l'actif numérique depuis un portefeuille, le détenteur doit fournir une signature pour démontrer qu'il est le véritable propriétaire avant de pouvoir déplacer les fonds. Outre les transactions à signature unique, les expéditeurs peuvent également utiliser diverses fonctionnalités pour rendre les transactions en bitcoins plus complexes, notamment l'envoi planifié, une nécessité multi-signature (multisig), et plus encore.

Cependant, ces transactions complexes à plusieurs signatures nécessitent plusieurs entrées et signatures pour être vérifiées, ce qui ajoute une grande quantité de données à la blockchain et fait diminuer la vitesse de la transaction. Dans le même temps, les informations de transaction sont automatiquement divulguées sur la blockchain, ce qui peut potentiellement révéler des données sensibles sur les propriétaires des adresses.

Après l'intégration du MAST, le nombre de scripts et de vérifications nécessaires peut être réduit, car une seule transaction MAST peut représenter plusieurs scripts. Ainsi, lorsqu'une transaction Bitcoin complexe est envoyée à MAST, l'arborescence Merkle n'est pas nécessaire pour traiter les transactions. Au lieu de tous les détails, MAST ne permet l'envoi sur la blockchain que des données dont les conditions ont été exécutées. Cela peut considérablement réduire le volume de données à stocker sur le réseau. Non seulement cela offre une plus grande évolutivité et une plus grande efficacité à la blockchain Bitcoin, mais également une plus grande confidentialité aux utilisateurs.

Tapscript (BIP342)

Tapscript est une mise à niveau du langage de codage de Bitcoin Script pour préparer l'arrivée des deux autres BIP. Il s'agit d'une collection d'opcodes, qui sont des instructions sur la façon d'exécuter les transactions. Avec plus d'espace disponible dans les blocs, on s'attend à ce qu'il y ait plus de flexibilité pour de nouvelles fonctionnalités, et potentiellement à ce que le réseau Bitcoin puisse prendre en charge et créer des smart contracts à l'avenir.

Comment Taproot bénéficie-t-il à Bitcoin ?

Comme nous l'avons déjà évoqué, Taproot a apporté des améliorations majeures à la vie privée du Bitcoin et a amélioré ses cas d'utilisation. Voici d'autres avantages potentiels :

1. Améliorer la scalabilité du réseau en réduisant la quantité de données à transférer et à stocker sur la blockchain

2. Augmentation du nombre de transactions par bloc (taux TPS plus élevé).

3. Réduction des frais de transaction.

Un autre avantage de Taproot est le fait que les signatures ne seront plus malléables, ce qui est un risque de sécurité connu dans le réseau Bitcoin. En termes simples, la malléabilité des signatures signifie qu'il est techniquement possible de modifier la signature d'une transaction avant qu'elle ne soit confirmée. En faisant cela, l'attaque s'affichera comme si la transaction n'avait jamais eu lieu. Cela expose le Bitcoin au tristement célèbre problème de double dépense, qui pourrait ruiner l'intégrité du registre distribué.

Pourquoi la mise à niveau Taproot est-elle importante ?

L'activation de Taproot devrait renforcer la fonctionnalité du réseau Bitcoin afin de faciliter les transactions rapides et fiables. Avant Taproot, le protocole Bitcoin en était encore aux développements de la couche 1, tandis que d'autres, comme Ethereum, avaient déjà pris de l'avance sur la couche 2 et les DApps. Après la mise à niveau, Bitcoin ouvre la voie au déploiement de smart contracts et à l'extension potentielle de ses cas d'utilisation pour couvrir les marchés NFT et DeFi en vogue.

Alors que le réseau Bitcoin devient plus efficace avec des frais réduits, il pourrait encourager davantage de transactions et une adoption plus large. En outre, les utilisateurs peuvent préserver leur vie privée, ce qui rend le BTC plus compétitif par rapport aux autres monnaies de confidentialité sur le marché.

Pour conclure

Taproot est une mise à jour très attendue et largement soutenue de Bitcoin. Avec les signatures Schnorr, nous constatons des améliorations significatives en termes de confidentialité, d'évolutivité, de sécurité, etc. Ces mises à niveau peuvent également susciter davantage d'intérêt autour du Lightning Network et promouvoir la multi-signature comme une norme du secteur.

Indépendamment de votre participation à la communauté Bitcoin, les avantages supplémentaires liés à l'amélioration de la confidentialité, de l'efficacité et de la sécurité auront probablement un impact sur votre expérience de l'utilisation du Bitcoin.