比特幣即將迎來的 Taproot 升級,會帶來什麼重大變化?

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據訊息,比特幣Taproot升級將於11月16日生效。

被視為比特幣數年來“最雄心勃勃的升級”, Taproot 在業內尤其是比特幣愛好者的眼中確實代表著著非比尋常的意義,甚至是“目前為止比特幣協議升級提議中最具重要性的一次”。

但與引起行業大辯論的以太坊 EIP 1559 提案相比,Taproot 升級引發的行業聲量並不大,不少朋友甚至都沒怎麼聽說過,那究竟什麼是 Taproot 升級,它又將為比特幣帶來怎樣的改變?

01什麼是 Taproot 升級?

Taproot啟用

比特幣每隔段時間就會更新一次(網路軟分叉),主要透過比特幣改進提案(BIPs)的形式為比特幣引入新功能和資訊。

而此次最新的 Taproot 升級,就是三個BIPs的彙編“升級包”,也即 Taproot 升級包含了Schnorr簽名(BIP 340)、Taproot (BIP 341)和Tapscript (BIP 342)三個部分:

1、BIP340 — Schnorr簽名

Schnorr 簽名計劃長期以來一直列在許多比特幣開發者的願望清單上,作為由德國數學家和密碼學家ClausSchnorr開發的密碼學數字簽名方案,主要以其生成短簽名的簡便性和效率著稱。

Schnorr簽名的主要優點之一是它們能夠在複雜的比特幣成交中獲取多個金鑰併產生唯一簽名。這意味著涉及多方的簽名可以被“彙總”成單一的Schnorr簽名,所以被稱為聚合簽名。

所以一言以蔽之,Schnorr簽名主要是節省空間、減少費用,也被譽為比特幣Segwit後的最大技術更新。

2、BIP 341 — Taproot

Taproot 是在 Schnorr 簽名基礎上的解決方案,它可以包含複雜的成交條件和資金使用細節,再把所有這些內容作為一個新的資金使用條件(新的鎖)提供給外界使用,這個新的使用條件和該使用條件下的解鎖方法(新的鑰匙)是透過 Schnorr 的線性特徵來支援的。

這就為使用者提供了消費(不是收款)時,在複雜的任意指令碼和簡單地支付到公開金鑰之間進行選擇的能力,此外金鑰聚合還使所有的Taproot輸出看起來類似。

所以由於多重簽名輸出、單簽名輸出和其他複雜智慧合約在區塊鏈上看起來都是一樣的,許多區塊鏈分析將不可用,從而為所有Taproot使用者保留隱私。

3、BIP 342 — Tapscript

BIP 342新增和更新了幾個操作碼,這些操作碼是指定要執行的操作的機器語言指令的一部分。這些新指令碼有助於驗證Taproot開銷和Schnorr簽名,統稱為Tapscript,最大限度地提高了P2TR支出的靈活性,也有利於未來的升級。

它將提高指令碼功能和隱私,可以透過在支出時只顯示合約的相關部分,來幫助使智慧合約更加高效和私密。

簡言之,Tarpoot 升級的核心就在於 Schnorr 簽名,而 Taproot 在Schnorr 簽名演算法的基礎,可以為比特幣帶來效能、隱私乃至智慧合約方面的全新組合和可能性。

02Tarpoot升級比特幣協議升級提議中最具重要性的一次

眾所周知,比特幣是透過數字簽名來解鎖 UTXO 中的未花費餘額從而完成兌換,具體可以對一筆兌換進行簡單拆解——以A轉給B一個比特幣為例,實際過程可分為“解鎖”、“加鎖”兩步:

解鎖:A提供自己的私鑰,而完成解鎖,從而證明這一個比特幣屬於自己並可以呼叫;

加鎖:A用B的公鑰把這一個比特幣加鎖,然後轉給B,從而只有B能夠用它自己的私鑰進行解鎖使用;

也即比特幣需要利用公鑰進行加鎖,利用私鑰進行解鎖,從而實現加密貨幣的轉賬兌換,而公鑰、私鑰的產生則是透過數字簽名演算法,而上面提到的 Schnorr 簽名就是新的簽名演算法。

它最突出的特點在於可以把多個公鑰或多個私鑰簽名聚合成一個新的公鑰或一個新的簽名,可以簡單理解為把多個需要同時解開的鎖變成一個鎖,把用於解鎖的一串鑰匙變成一把鑰匙。

所以從這個角度講,被視為“比特幣協議升級提議中最具重要性的一次”的Tarpoot “升級包”,對比特幣所能帶來的改變可能是多方面的。

效能——類似Rollup的擴容效果

首先,效能角度的改善是最直接的。因為基於 Schnorr 簽名的 Taproot,可以包含複雜的兌換條件和資金使用細節,再把所有這些內容作為一個新的資金使用條件(新的聚合簽名鎖)提供給外界使用。

這樣就減少在區塊鏈上傳輸和儲存的資料量,使得單個區塊包含的成交更多,進而降低成本,起到了擴容的效果(其實筆者覺得有點像以太坊上的Rollup)。

隱私——增強比特幣網路的隱私選擇

其次,隱私角度講也將獲得最大的加持。因為Schnorr簽名雖然不會使公共區塊鏈上的個人比特幣地址更加匿名,但會使簡單的兌換與那些更復雜、由多個簽名組成的兌換難以區分。

同時,這也能讓使用者將複雜的智慧合約作為普通比特幣兌換來掩蓋,為使用者帶來更大的隱私性。

03比特幣的“艱難支付”之路

7月即將迎來的以太坊倫敦升級,除了包含了EIP-1559這個翹首期盼的提案,還有EIP-3198、EIP-3529、EIP-3541 和 EIP-3554 在內的共計5個提案。

而不同於以太坊裡無邊界創新不斷湧現的蓬勃生態,比特幣的升級倒是向來聲量很小,相信很多朋友甚至都已經覺得比特幣的開發可能處於停滯狀態。

尤其是2020年以來,大家似乎已經逐步預設了比特幣“數字黃金”的定位,而淡忘了曾經引發業內激辯,乃至“BCH分叉”背後“全球貨幣”的支付屬性,看起來技術應用方面的升級也沒那麼重要了。

閃電網路:比特幣容量

就像致力於比特幣小額支付的“閃電網路”(Lightning Network),歷經了近三年半的努力,鎖定的比特幣數量終於突破 1500 枚,相比 2021 年年初增長了 42%,創下歷史新高,看起來成績斐然。

但與此同時,在過去的一年時間裡,以太坊鏈上比特幣錨定幣總髮行量則就已經幾乎從0開始,突破了25.2萬枚,比特幣閃電網路數年辛勤推廣,到底連“ERC20比特幣”的零頭都比不上。

而 Taproot 升級可以算得上是一場及時雨,強化比特幣在支付效能、隱私方面的可用性,包括閃電網路,如果採用 Taproot,可以透過使渠道看起來像常規的比特幣兌換來改善閃電網路的隱私,或許可以回補比特幣作為“全球貨幣”地位,使其在與“數字黃金”的定位競爭中更具優勢。

不過無論是“數字黃金”愈受歡迎,還是“全球貨幣”才是初心,或許比特幣已經和包括以太坊在內的其它所有加密貨幣,都已不是同類的物種。

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