Taproot 軟分叉升級對比特幣來說,可以增強隱私、降低費用以及提升可擴展性,爲比特幣的複雜交易提供更多方便。
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比特幣的 Taproot 提案已獲得社群支持,並預計於今年 11 月份開通,這引起了加密社群的較大關注。爲什麼 Taproot 會引起人們的關注?因爲它是近年來比特幣最重要的升級之一。
Taproot 是一種提升比特幣腳本功能的技術,由 Greg Maxwell (比特幣核心開發者)等公佈,它希望通過此技術提升比特幣的隱私性、安全性以及可擴展性。
具體來說,如何簡單理解比特幣中的 Taproot 軟分叉升級?
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Taproot 升級之於比特幣
Taproot 軟分叉升級對比特幣來說,有幾個好處,可以增強隱私、降低費用以及提升可擴展性。
目前加密社群最關注的問題之一是隱私。比特幣鏈上發生的任何事情都是可以查看的,爲了解決這個問題,出來了不少隱私解決方案,甚至有隱私代幣,以此試圖來解決加密領域的隱私問題。
不過,目前爲止,隱私代幣試圖通過隱私屬性來取代 BTC 幾乎是不現實的。
一般來說,比特幣支出需要進行簽名,同時還可以添加其他的條件,如時間鎖、多重簽名等。爲了滿足更多場景的需求,可以對這些條件進行復合,比如在某區塊高度之後才能使用,且要滿足多人簽名才能支出等。比如某個項目持有的 BTC,有特定的支出計劃(如支持開發等),可以採用時間鎖 + 多重簽名的方式進行支出。
Taproot 同樣也支持比特幣網路進行這些複雜功能交易,比如多重簽名、時間鎖定發行等。不過不同的地方在於,當前的解決方案在 BTC 進行支出時,需要披露整個腳本(條件)。如果條件複雜,數據量會很大,執行起來也貴,效率不高。此外,它也不利於隱私,因爲腳本會揭示所有參與方的資訊。
通過 Taproot 升級則可以解決上述問題。
有了 Taproot,這些複雜的功能看上去是一次交易,其中的條件可以被隱藏起來。也就是說,透過 Taproot,可以隱藏比特幣腳本的蹤跡。例如,可以在閃電網路上使用 Taproot 支付 BTC,而人們只能看到這些對等交易。
此外,Taproot 升級還有利於降低費用和提升可擴展性,爲比特幣的複雜交易提供更多方便。
之所以能做到這些,很重要的是得益於 MAST 結構和 Schnorr 簽名方案。Taproot 將兩者納入到其軟分叉升級中。
MAST+Schnorr
MAST
MAST (Merklized Abstract Syntax Tree )是默克化抽象語法樹。它來自於抽象語法樹(Abstract Syntax Tree )和默克爾樹(Merkle Tree)的結合。
MAST 試圖使用默克爾樹對腳本中的操作進行編碼。當 BTC 支出時,只需提供其分支運算並將分支哈希連接到固定大小的默克爾根上,從而減少交易大小,節省區塊空間。它對資金可支付的不同條件都單獨進行了哈希,且都包含在一棵默克爾樹中,並形成單個哈希(默克爾根),由此鎖定代幣。
通過 MAST 結構,只有滿足的條件才需要揭示出來,這增加了隱私性。此外,當它跟 Schnorr 簽名方案結合,它還可隱藏 MAST 的結果,達成更好的隱私訴求。
整體而言,MAST 支持更復雜的交易,可以有各種支出條件,與此同時,它可不用揭示沒有執行的腳本或未被觸發的條件,由此實現隱私保護。此外,MAST 結構還有一個好處是,複雜交易可以實現交易大小的顯著降低。有些交易有諸多複雜條件,但隨着其腳本數量的增加,MAST 交易大小是對數增長,而非線形增長。
Schnorr
比特幣社群還將 Schnorr 簽名技術納入 Taproot 軟分叉升級中。Schnorr 簽名目的在於實現高效性。比特幣目前的簽名方案是 ECDSA,它和 Schnorr 簽名方案都屬於橢圓曲線數字簽名算法,不過 Schnorr 可以實現「聚合簽名」。
簡單來說,就是一筆交易中多個簽名可以組合成一個,它通過將公鑰和簽名組成成「閥值公鑰」和「閥值簽名」,讓其交易看上去跟普通交易沒有區別。
「閥值公鑰」可以讓參與者的公鑰疊加在一起,而「閥值簽名」可以讓參與者的簽名組合起來,根據約定條件進行支付。Schnorr 簽名算法可以使得多重簽名更高效,同時由於其看上去跟普通交易一樣,因此,也提升了隱私性。
Schnorr 簽名也被一些加密學家們認爲更具安全性,它在「random oracle」模型範圍內證明是安全的,而 ECDSA 簽名則無法做到。
結語
拋開復雜的技術問題,Taproot 爲比特幣帶來之前沒有的好處:
- 降低費用
一些複雜的交易,其數據量會極大減少,這會讓這些複雜交易費用顯著降低。而費用的降低,則利於提升比特幣上的複雜交易活動。
- 增強隱私
通過 Schnorr 簽名和 MSAT 組合可以增強交易的隱私性,一些複雜交易看上跟普通的交易類似。
- 提升可擴展性和安全性
將 Mast 和 Schnorr 簽名結合起來,可以讓區塊包含更多的交易,減少數據量,不僅較低交易費用,還提升了可擴展性以及安全性。不過,也不要對其擴大吞吐量有過高期待,它主要通過減少多籤的大小。想通過它實現更大的可擴展性還是有一定的天花板的。
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