比特币:比特币Taproot升级在即:它的来源、内容与影响是什么?

近期,比特币将迎来自己的的一次重要的软分叉升级Taproot,超过90%的矿工同意了这次升级,因此不太可能会出现SegWit升级时出现的社区分叉论战。似乎此次升级并没有引起太多的关注,但是也有不少文章将其称作最重要的升级。

Taproot升级到底是什么,它是否真的让人激动不已?

Taproot本身是主根系植物的意思,大概就像下图这样。而Taproot提出者GregoryMaxwell解释道,他希望比特币交易支付的过程中,能够像主根系植物一样,关注大大的主根,而隐藏那些不必要的细小分支。

通往不可能三角之路

不论什么样的区块链进行升级,终究解决的都是区块链中的不可能三角问题。区块链世界中的不可能三角理论是由Vitalik在一篇名为《Onshardingblockchains》的文章中提出的。它是指,一个区块链网络中要同时实现去中心化,安全,性能三个条件是非常困难的,往往现实是我们在提升某两个条件的时候,不得不以牺牲第三个条件为代价。

比特币活跃地址数自5月3日以来首次回升至96万,达三周高点:5月28日消息,区块链情报公司Santiment指出,比特币的活跃地址数量自2023年5月3日以来首次攀升至96万。随着比特币的效用显示出回升迹象,这一链上指标的复苏标志着三周以来的高点。根据Santiment的说法,增加效用是加密资产持续上涨的必要条件。[2023/5/28 9:47:21]

而此次的Taproot升级其实也并未脱离这个大的框架。Taproot升级主要对应了两个方面。首先的一个目的是进一步提高其匿名性的能力,也就是进一步提升安全性。另一方面则是期望通过改变区块本身的数据结构来提升交易的性能,减少交易中不必要的数据负担。

IMF:萨尔瓦多的比特币风险应予以解决,避免为购买比特币而发行代币化证券:2月11日消息,国际货币基金组织(IMF)代表团在结束访问萨尔瓦多后发文称,虽然萨尔瓦多比特币使用有限,还没出现风险,但应该得到解决。文中表示,由于比特币的法定货币地位,政府鼓励使用加密资产,包括代币化债券,比特币使用可能会增加。在这种情况下,金融完整性和稳定性、财政可持续性和消费者保护的潜在风险仍然存在。提高政府的比特币交易和国有比特币钱包(Chivo)的财务状况透明度仍然至关重要,特别是为了评估潜在的财政突发事件和对手方风险。Chivo应进行审计,比特币信托基金(FIDEBITCOIN)的审计将很快完成。

IMF代表团表示,监狱加密市场的法律风险、财政脆弱性和投机性质,政府应重新考虑扩大其对比特币的敞口计划,避免通过发行代币化债券为购买比特币提供资金。同时,新的比特币基金管理公司对收益的使用应遵循常规的支出控制和良好的治理做法。新的《数字资产法》给予的担保应等同于传统证券法规的担保。[2023/2/11 12:00:46]

分解Taproot

数据:比特币活跃地址数近24小时骤减近12万个:金色财经报道,数据显示,比特币活跃地址数呈下降趋势,当前比特币活跃地址共有725,857个,近24小时骤减 119,304个,跌幅达16.3%。这或表明市场对 BTC链上交易和价值结算的需求有所减少。[2022/10/24 16:36:24]

Taproot升级是三个相辅相成的BIP的统称,其中包括了Schnorr签名,Taproot和TapScript。

Schnorr签名

Schnorr签名是由德国密码学家ClausSchnorr提出的,但是因为专利原因,Schnorr签名直到2008年才可以免费使用,这就使得2008年诞生的比特币与之失之交臂,采用了ECDSA签名。

目前来看,Schnorr签名几乎是在性能,安全性上全方位超越了ECDSA签名,更重要的是,Schnorr和ECDSA采用相同的椭圆曲线算法,所以在升级的问题上更加容易实施。而其中Schnorr中最亮眼的部分在于作用于交易输出层面的聚合签名。

BM:不到500美元的比特币支付费用比信用卡费用还要贵:今日,EOS创始人BM(Daniel Larimer)发推表示:“我曾在2010年7月预测,由于可扩展性的限制,比特币最终只会适用于银行间结算。现在,不到500美元的比特币支付费用比信用卡费用还要贵。比特币的可分割性限制最终将证明我11年前的观点是正确的。”[2021/3/27 19:21:43]

在多重签名条件下,我们往往要往交易数据中放入多个签名,尤其是当签名多的时候,这将带来很大的交易费和内存负担。但是利用聚合签名,我们可以把多个签名组合成一个签名,就像下图所示的那样。

Paypal CFO John Rainey:比特币的剧烈波动性使其不会成为可靠的交易货币:Paypal CFO John Rainey表示:照比特币当前这样的波动性来看,它不会成为可靠的交易货币,因为没人愿意在交易中受到损失。不过Rainey也表示,比特币背后的技术是革命性的。当比特币发展得更为成熟时,或也将成为全球接纳的支付系统。[2018/2/21]

类似的,在Schnorr签名下,也可以对公钥进行聚合,这大大的提升了比特币网络在交易时的性能。

而在验证的时候,传统的ECDSA只能支持一一验证的方式,但Schnoor得益于它的聚合思想,可以在节点上进行批量的验证。

Taproot

我们知道匿名一直是比特币追求的一个重要的安全问题,在地址层面上,虽然比特币地址的伪匿名性一定程度上隔离了物理世界身份和链上世界地址,但是不同的交易,地址的类型却割裂的非常明显。下面的这些地址的交易类型一目了然,这就导致了攻击者对交易进行地址分析的可能。

而Taproot的目标正是提升比特币地址的匿名思想,让所有的地址看起来都一样,你无法从地址分析交易的类型。使用Taproot可以合并独立的P2PKH和P2SH,使得彼此无法区分,其负担的交易费却是一样的,而这也正是利用了Schnorr的思想。

同时,Taproot将Schnorr用来创建默克尔抽象语法树。在以前的情况中,假设我们有一笔交易,这笔交易设置的条件是,用户A在交易发起的前30天可以使用交易,用户B在交易发起的30天起可以使用交易。最终无论谁使用了交易,用户A,B的信息都将被暴露出去,这显然是不必要的。

而在MAST中,只有使用了交易的用户会被暴露出去,而另一个用户的信息将被隐藏,这大大保护了用户的隐私问题。

TapScript

BIP342是关于Taproot脚本实施的具体内容,它增加了一些操作码用于执行,部署Taproot,Schnorr,软分叉等代码层面的功能,,如「OP_CHECKSIGADD」。禁用了「OP_CHECKMULTISIG」和「OP_CHECKMULTISIGVERIFY」这样的低效操作码。修订了「OP_CHECKSIG」和「OP_CHECKSIGVERIFY」以便可以提供Schnorr的功能。整体上完善了比特币脚本的内容,以便适应Taproot升级。

总结

总结来看,Taproot升级确实有一些亮点,但更多的Taproot更像是对SegWit遗留问题的完善和补充,正如bip-0341中摘要所描述的那样:“ThisdocumentproposesanewSegWitversion1outputtype...”这仅仅是SegWit输出层面的一个新的解决思路。

另一个问题是,Taproot升级是一个软分叉,其中包括Schnorr真正的激活也要到明年才开始,所以Taproot本身的升级过程也非一朝一夕,如果P2TR未能成为主流,那么P2TR显然并未达成其匿名于其他地址的目的。

此外,还有一种声音质疑了Taproot实际的效果,其认为Taproot会导致地址空间碎片化,使得攻击者更容易分析。

对于普通用户来说,Taproot的最直观的好处就是降低了交易费用,提升了交易的匿名性和效率。无论如何Taproot的升级到底会对比特币带来怎样的影响,是否能达到预期的目标,都只有交给时间来验证了。

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