O que é Taproot e Quais os Benefícios Para o Bitcoin

TL;DR

Taproot é uma atualização para a rede Bitcoin, implementada em 14 de novembro de 2021. Juntamente com as assinaturas de Schnorr, Taproot é uma das atualizações do Bitcoin mais esperadas desde a introdução do SegWit. O objetivo da atualização Taproot é mudar a maneira como os scripts de Bitcoin operam, melhorando sua privacidade, escalabilidade e segurança. Isso e muito mais é possível através da combinação do Taproot com as chamadas Assinaturas de Schnorr.

Qualquer usuário familiarizado com a comunidade de criptomoedas sabe que privacidade, escalabilidade e segurança são as principais preocupações. Embora o Bitcoin seja a criptomoeda mais popular do mundo, esses problemas ainda precisam ser resolvidos. Essa é proposta do Taproot.

Introdução

O Bitcoin teve seus altos e baixos, mas já provou ser o principal ativo do setor cripto. Independentemente dos problemas que surgiram ao longo dos anos, como o ataque hacker da Mt. Gox ou os abomináveis hard forks, a comunidade cripto continuou apoiando o Bitcoin.

Mas existem certos problemas que não podem ser esquecidos – um dos maiores é a questão da privacidade. Como o sistema do Bitcoin é uma blockchain pública, qualquer um pode monitoriar as transações que ocorrem na rede. Para alguns, isso é motivo de grande preocupação.

É possível aumentar seu anonimato por meio de técnicas como coin mixing e CoinJoins. Infelizmente, porém, nenhuma delas torna o Bitcoin uma moeda privada. Embora o mesmo não possa ser dito sobre o Taproot, ele pode ajudar a aumentar o anonimato na rede.

A atualização Taproot foi muito esperada como um importante primeiro passo para solucionar a falta de privacidade do Bitcoin e outros problemas. Em 14 de novembro de 2021, o Taproot foi ativado na rede Bitcoin após a aprovação de mineradores em todo o mundo. Mas o que é Taproot e como essa tecnologia beneficia o Bitcoin? Vamos nos aprofundar mais no assunto.

As limitações da rede Bitcoin

Apesar de ser a primeira e mais popular criptomoeda criada, a rede Bitcoin tem suas deficiências em certas áreas, como a baixa velocidade de transações. O Bitcoin foi inicialmente criado para processar 7 transações por segundo, mas à medida que a rede cresceu e ficou mais popular, a velocidade das transações mudou e as taxas também aumentaram. Em 2021, o valor médio das taxas de transação da rede Bitcoin atingiu um recorde histórico de cerca de US$ 60, após a enorme valorização da moeda. As altas taxas e a lentidão das transações podem atrapalhar o desenvolvimento da blockchain do Bitcoin. Para aumentar a capacidade de efetuar transações, os desenvolvedores implementaram a atualização Segregated Witness (SegWit) em 2017, permitindo um número maior de transações por bloco. No entanto, as altas taxas prevaleceram.

Outra limitação era em relação à privacidade. Embora o whitepaper afirme que as transações de Bitcoin são privadas, todos os detalhes das transações são visíveis. Ou seja, é possível saber todo o histórico de compras de um usuário ao pesquisar seu endereço de Bitcoin.

Para lidar com essas limitações, o Bitcoin implementa atualizações em sua rede regularmente. No entanto, devido à natureza descentralizada da rede Bitcoin, fazer alterações pode ser um desafio. A implementação de mudanças não está nas mãos de uma única pessoa. É uma decisão de toda comunidade através de um consenso.

O que é a atualização Taproot do Bitcoin?

O Taproot é um soft fork que aprimora os scripts do Bitcoin para aumentar a privacidade, a eficiência e a capacidade da rede de processar contratos inteligentes. É considerada a atualização mais importante do Bitcoin desde o SegWit em 2017.

A atualização do Taproot consiste em 3 propostas de melhoria conhecidas como BIP (Bitcoin Improvement Proposals), incluindo o Taproot, o Tapscript e o seu núcleo - o novo esquema de assinatura digital conhecido como assinaturas de Schnorr. O objetivo do Taproot é oferecer benefícios aos usuários de Bitcoin, como privacidade aprimorada e taxas de transação mais baixas. Ele também permitirá que o Bitcoin execute transações mais complexas e, potencialmente, amplie seus casos de uso para competir com a Ethereum, especialmente em recursos de contratos inteligentes e compatibilidade com Finanças Descentralizadas (DeFi) e tokens não fungíveis (NFT).

A proposta do Taproot foi revelada pelo desenvolvedor de Bitcoin Core, Greg Maxwell, em janeiro de 2018. Em outubro de 2020, o Taproot foi incorporado à biblioteca do Bitcoin Core após uma solicitação (pull request) criada por Pieter Wuille. Para que a atualização fosse totalmente implementada, os operadores de nodes (nós) precisaram adotar as novas regras de consenso do Taproot. O projeto recebeu o apoio de 90% dos mineradores e foi oficialmente implementado em 14 de novembro de 2021, no bloco de número 709.632.

Como funciona o Taproot?

São 3 BIPs que trabalham juntos para implementar a atualização Taproot. Cada BIP afeta e complementa o outro de maneiras diferentes.

Assinaturas de Schnorr (BIP340)

As assinaturas de Schnorr oferecem uma maneira mais rápida e segura de validar transações na blockchain do Bitcoin. É um protocolo de assinaturas criptográficas desenvolvido por Claus Schnorr – um matemático e criptógrafo alemão. Embora Schnorr tivesse seu algoritmo protegido por uma patente durante muitos anos, a patente expirou em 2008. Entre uma série de benefícios, as assinaturas de Schnorr são conhecidas principalmente por sua simplicidade e eficiência na geração de assinaturas.

O sistema de assinaturas adotado por Satoshi Nakamoto (criador do Bitcoin) foi o Algoritmo de Assinatura Digital de Curva Elíptica (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm - ECDSA). A escolha do ECDSA em vez do algoritmo de assinaturas de Schnorr deve-se ao fato de já ser amplamente utilizado, bem compreendido, seguro, compacto e open-source (software de código aberto).

No entanto, o desenvolvimento do esquema Schnorr Digital Signature Scheme (SDSS) pode ser o ponto de partida de uma nova geração de assinaturas para o Bitcoin e outras redes de blockchain.

Uma das principais vantagens das assinaturas de Schnorr é que elas podem usar várias chaves dentro de uma transação de Bitcoin complexa e produzir uma única assinatura exclusiva. Ou seja, as assinaturas de várias partes envolvidas na transação podem ser “agregadas” em uma única assinatura de Schnorr. Esse processo é conhecido como "signature aggregation" (agregação de assinaturas).

Na verdade, o Taproot permite ocultar a informação de que um script de Bitcoin foi executado. Por exemplo, gastar Bitcoin usando Taproot pode fazer com que uma transação em um canal da Lightning Network, uma transação peer-to-peer ou um contrato inteligente sofisticado, seja indistinguível. Qualquer um que monitore uma dessas transações não verá nada além de uma transação peer-to-peer. É importante notar, porém, que isso não muda o fato de que as carteiras do remetente inicial e do destinatário final serão exibidas.

Taproot (BIP341)

Este BIP é a origem do nome Taproot. Ele se baseia na atualização SegWit de 2017 e usa o Merkelized Alternative Script Tree (MAST) para dimensionar a quantidade de dados de transações na blockchain do Bitcoin.

As transações na rede Bitcoin são protegidas por chaves públicas e privadas. Para gastar ativos digitais em uma carteira, antes de movimentar uma moeda, o usuário precisa fornecer uma assinatura e comprovar que é o verdadeiro proprietário. Além de transações de assinatura única, a rede Bitcoin também usa diversos recursos que tornam suas transações mais complexas, incluindo liberações via timelock, requisitos de multi-signature (multisig), entre outros.

No entanto, essas complexas transações multisig exigem várias entradas (inputs) e assinaturas para verificação, o que adiciona um grande volume de dados à blockchain e reduz a velocidade das transações. Além disso, as informações de cada transação são reveladas automaticamente na blockchain, expondo dados confidenciais sobre os donos dos respectivos endereços.

Após integrar o MAST, a quantidade de scripts e verificações necessária é reduzida, pois uma única transação MAST é capaz de representar múltiplos scripts. Portanto, quando uma transação complexa de Bitcoin é enviada ao MAST, o recurso Merkle Tree não é necessário para processar transações. O MAST permite que apenas as condições executadas da transação sejam confirmadas na blockchain, portanto não exibe todos os detalhes. Isso reduz drasticamente o volume necessário de dados armazenados na rede. É uma ferramenta que não só fornece maior escalabilidade e eficiência para a blockchain do Bitcoin, mas também oferece mais privacidade aos usuários.

Tapscript (BIP342)

Tapscript é uma atualização de linguagem de codificação do Bitcoin Script que abre caminho para os outros 2 BIPs. É um conjunto de opcodes, instruções para especificar detalhes de execução das transações. Com mais espaço disponível nos blocos, espera-se que os novos recursos tenham mais flexibilidade e, potencialmente, que a rede Bitcoin ofereça suporte para a criação de contratos inteligentes no futuro.

Quais os benefícios do Taproot para o Bitcoin?

Conforme discutimos, o Taproot proporcionou muitas melhorias em termos de privacidade ao Bitcoin e expandiu seus casos de uso. Outros benefícios potenciais incluem:

1. Melhorias na escalabilidade da rede reduzindo o volume de dados a serem transferidos e armazenados na blockchain;

2. Mais transações por bloco (taxa TPS mais alta);

3. Taxas de transação mais baixas.

Outro benefício do Taproot é que as assinaturas não serão mais maleáveis, o que é um risco de segurança já conhecido na rede Bitcoin. Basicamente, o termo "maleabilidade da assinatura" refere-se à possibilidade de alterar a assinatura de uma transação antes que ela seja confirmada. Ao fazer isso, o ataque faz parecer que a transação nunca aconteceu. Isso torna o sistema do Bitcoin vulnerável ao abominável problema do double-spending (gastos duplos), que poderia arruinar a integridade do ledger distribuído.

Por que a atualização do Taproot é importante?

A implementação do Taproot deve impulsionar a funcionalidade da rede Bitcoin e proporcionar transações mais rápidas e confiáveis. Antes do Taproot, o protocolo Bitcoin ainda estava desenvolvendo ferramentas de Layer 1, enquanto outras blockchains, como a Ethereum, já trabalhavam com Layer 2 e DApps. Com essa atualização, o Bitcoin abre caminho para implantar contratos inteligentes e potencialmente expandir seus casos de uso de acordo com as tendências dos mercados NFT e DeFi.

À medida que a rede Bitcoin se torna mais eficiente com taxas mais baixas, ela pode incentivar mais transações e uma adoção mais ampla. Além disso, os usuários podem manter a privacidade em suas transações, tornando o BTC mais competitivo com outras moedas com privacidade no mercado.

Considerações finais

O Taproot é uma atualização muito esperada e apoiada para o Bitcoin. Sua implementação em conjunto com as Assinaturas de Schnorr, oferece melhorias significativas em termos de privacidade, escalabilidade e segurança. Essas atualizações também geram mais interesse em relação à Lightning Network e incentivam o multisig como uma ferramenta padrão do setor.

Independentemente do seu envolvimento na comunidade Bitcoin, os benefícios de privacidade, eficiência e segurança aprimoradas provavelmente afetarão a sua experiência com o Bitcoin.