Прежде чем мы разберемся в том, что такое обновление Bitcoin Taproot Upgrade, давайте сначала подробнее рассмотрим Bitcoin. Согласно Coinmarketrate.com, Bitcoin — это детище псевдонимного разработчика (разработчиков) «Сатоши Накамото» и первая успешная реализация публичного блокчейна. Появившись как ответ на финансовый кризис 2008 года, Биткойн работает вне традиционной финансовой экосистемы.
Кроме того, Биткойн децентрализован, то есть не имеет единой точки отказа. Вместо этого сеть узлов отвечает за проведение транзакций без посредников. Биткойн — это безграничная, устойчивая к цензуре, одноранговая система электронных денег. Кроме того, любой человек в мире, имеющий подключение к Интернету, может использовать Биткойн в качестве собственного банка.
Технология блокчейн, лежащая в его основе, представляет собой разновидность технологии распределенного реестра (DLT). Каждый узел в сети хранит копию реестра Биткойна. Он служит для записи транзакций. Кроме того, каждый узел должен прийти к консенсусу относительно действительности транзакции, прежде чем она будет записана в блокчейн. Все транзакции неизменно связаны между собой с помощью криптографии и информатики, что делает их исключительно сложными для манипуляций.
Биткойн часто сравнивают с золотом. Это связано с тем, что ВТС и золото имеют много общих свойств, таких как ограниченное предложение и делимость. Кроме того, биткойн может служить хранилищем богатства и хеджем от инфляции.
Более того, максимальный объем предложения ВТС составляет 21 миллион единиц. Это запрограммировано в коде, то есть никто не сможет создать большее количество, как только это число будет достигнуто. Соответственно, название «цифровое золото» говорит о том, что этот дефицитный крипто-актив может стать более ценным со временем, когда мы приблизимся к максимуму в 21 миллион ВТС в обращении.
Ограничения Биткойна
Хотя ВТС является революционной, новаторской технологией, он не лишен ограничений. Одним из таких ограничений является начальная скорость транзакций — 7 транзакций в секунду (TPS). По сравнению с 1500-2000 TPS, которые может обрабатывать Visa, Биткойн работает относительно медленно. Другой проблемой является конфиденциальность. Все транзакции Биткойна публично видны на цепочке. Таким образом, можно установить всю историю транзакций для любого адреса кошелька Bitcoin.
Без способности обрабатывать большие объемы транзакций сеть Биткойн не сможет эффективно масштабироваться и получить широкое распространение. Чтобы решить эту проблему, сообщество Биткойна внедрило обновление Segregated Witness (SegWit).
Segregated Witness (SegWit)
Обновление Segregated Witness (SegWit) появилось в Биткойне 23 августа 2017 года. Предложенный Питером Виулле в 2015 году, SegWit изменяет структуру хранения данных во время транзакций BTC. Кроме того, обновление SegWit решает проблему масштабируемости Биткойна, чтобы включить больше транзакций в каждый блок и сделать Биткойн более подходящим для больших объемов транзакций.
Однако основной причиной обновления SegWit было исправление ошибки, известной как «нестабильность транзакций». Эта ошибка позволяла злоумышленникам изменять идентификатор транзакции и хеш транзакции. Хотя эта проблема не представляла значительного риска, она препятствовала реализации таких продвинутых функций, как смарт-контракты. SegWit открыл путь для некоторых выдающихся функций обновления Bitcoin Taproot, включая подписи Schnorr и Merklized Alternative Script Trees (MAST). Эти функции играют важную роль в функциональности смарт-контрактов Биткойна.
Благодаря хранению информации о подписях транзакций вне базового блока транзакций, подписи и скрипты можно изменять без необходимости изменять идентификатор транзакции. Кроме того, этот процесс делает транзакции более легкими и вводит понятие «вес блока». В результате каждый блок может вмещать больше транзакций без увеличения размера блока.
SegWit позволяет Биткойну поддерживать протоколы второго уровня, такие как Lightning Network. Сеть Lightning Network выводит высокочастотные транзакции за пределы цепочки и позволяет подтверждать транзакции всего между двумя узлами.
Более того, благодаря SegWit и Lightning Network проблема масштабируемости Биткойна может уйти в прошлое, поскольку разработчики спешат создавать сложные приложения на Биткойне. Возможность создавать функции, которые полагаются на неподтвержденные транзакции с минимальным риском, открывает множество возможностей для разработчиков Биткойна и Lightning Network.
Возвращаясь к обновлению
Итак, что же представляет собой обновление Bitcoin Taproot? Это обновление сети Биткойн с помощью soft fork, направленное на повышение эффективности. Это первое крупное обновление с момента внедрения сегрегированных свидетелей (SegWit) в 2017 году. Кроме того, целью обновления Taproot является снижение стоимости транзакций Биткойна при одновременном ускорении их обработки. Соответственно, Taproot намерен сделать Биткойн масштабируемым за счет увеличения пропускной способности транзакций и снижения затрат.
Первоначально предложенное Грегори Максвеллом в январе 2018 года, обновление Bitcoin Taproot объединяет несколько транзакций и подписей вместе, чтобы сделать проверку более эффективной во всей сети Биткойн. Кроме того, Taproot обфусцирует транзакции с разным количеством подписей, чтобы сделать идентификацию вводимых данных более сложной. В обновление включены три предложения по улучшению Биткойна (BIP). Это BIP340 (BIP — Schnorr), BIP341 (BIP — Taproot) и BIP342 (BIP — Tapscript).
Предложение BIP-Schnorr реализует «подписи Шнорра» для ускорения авторизации транзакций и повышения их безопасности при использовании менее интенсивных вычислений. Кроме того, BIP — Schnorr делает возможным BIP — Taproot. BIP — Taproot использует процесс, известный как «MAST», чтобы минимизировать объем транзакционных данных, которые смарт-контракты фиксируют в блокчейне, и дополнительно защитить частную транзакционную информацию. BIP — Tapscript усовершенствует язык программирования транзакций Биткойна, используя технологии Schnorr и Taproot. Кроме того, Tapscript вводит функции, которые облегчат и сделают более эффективной реализацию будущих обновлений.
Более того, обновление Bitcoin Taproot получило подавляющую поддержку со стороны сообщества Bitcoin. Так, большинство майнеров Биткойна достигли консенсуса по внедрению Taproot 12 июня 2021 года. Обновление было запущено 14 ноября 2021 года на блоке 709 632.
Как работает Taproot
Как мы уже говорили ранее, обновление Bitcoin Taproot включает в себя три предложения по улучшению BTC (BIPs). Ниже мы подробнее рассмотрим эти BIP, как они работают, и какое влияние окажут.
- BIP340 (BIP — Schnorr)
BIP340 использует технологию подписи Schnorr для облегчения создания более компактных и гибких криптографических подписей с повышенной безопасностью. Кроме того, в BIP340 используется метод «агрегации ключей», позволяющий транзакциям с несколькими подписями и смарт-контрактами использовать тот же объем данных, что и транзакции с одной подписью. Таким образом, в блокчейн Биткойна записывается меньше данных.
Использование подписей Шнорра устраняет необходимость записи каждого открытого ключа и подписи в блокчейн. Вместо этого записывается одна агрегированная подпись и агрегированный открытый ключ, что снижает нагрузку на сеть Биткойн. Кроме того, эти транзакции затушевываются, так что любой, кто посмотрит на них, не сможет отличить транзакцию с одной подписью, от транзакции с несколькими подписями.
Еще одной интересной особенностью подписей Шнорра является обратная совместимость с оригинальным алгоритмом криптографии Биткойна — алгоритмом цифровой подписи с эллиптической кривой (ECDSA). Это позволяет биржам и хранителям внедрить обновление в удобное время.
- BIP341 (BIP — Taproot)
BIP341 — Taproot — это расширение последней модернизации Биткойна, Segregated Witness (SegWit). Это улучшение использует Merklized Alternative Script Trees (MAST) для предотвращения фиксации избыточных данных смарт-контракта в блокчейне. Вместо того чтобы записывать информацию о каждом возможном исходе смарт-контракта, в блокчейн заносятся только те условия, которые были выполнены.
Благодаря использованию деревьев Меркле криптографы могут доказать существование данных внутри набора без раскрытия полного набора данных. Соответственно, Taproot повышает конфиденциальность, делая открытыми только данные о выполненных транзакциях, что делает процесс аудита более безопасным, поскольку невыполненные условия и результаты не видны аудиторам. MAST обеспечивает более высокую пропускную способность транзакций, поскольку в блокчейн записывается меньше данных.
- BIP342 (BIP — Tapscript)
BIP342 — Tapscript обеспечит обновление языка программирования Script. Те, кто примет участие в программе, смогут внедрить подписи Schnorr и технологию Taproot в параметры транзакций Bitcoin. Кроме того, обновление позволит снизить трение при будущих обновлениях с помощью новых инструкций по транзакциям.
Чего достигнет Taproot?
Полный эффект от обновления Bitcoin Taproot будет виден со временем после серии постепенных улучшений, внедряемых сообществом. По мере поступления новых транзакций в реестр Биткойна, у каждого узла будет меньше данных для проверки каждой транзакции. В результате каждый блок сможет вместить больше транзакций, и это может снизить среднюю комиссию за транзакции по всей сети.
Taproot способствует большей совместимости смарт-контрактов на блокчейне Биткойна. Соответственно, Биткойн сможет обрабатывать несколько сложных транзакций, аналогичных транзакциям на Ethereum.
Таким образом, Taproot заложит основу для децентрализованных финансов (DeFi) на Биткойне. Кроме того, обновление поможет сети Lightning Network масштабироваться быстрее и с меньшим трением. Это может привести к тому, что Lightning Network будет играть все большую роль в массовом принятии Биткойна в качестве средства обмена.
Преимущества Taproot позволят разработчикам Биткойна изучить более широкий спектр сложных приложений на основе смарт-контрактов. В свою очередь это приведет к появлению дополнительных вариантов использования Биткойна, помимо хранения стоимости и хеджирования от инфляции. Более того, обновление Taproot может помочь Bitcoin достичь того, что многие считают его истинным предназначением — стать «одноранговой электронной денежной системой».
Заключение
Теперь вы сможете с уверенностью обсуждать последние усовершенствования протокола Биткойна. Внедрение обновления Bitcoin Taproot ознаменует значительный сдвиг в сторону сплоченности сообщества Биткойн после «войны за размер блока», которая закончилась форком Bitcoin Cash в результате сопротивления обновлению SegWit. В случае успеха Taproot может проложить путь для будущего развития Биткойна.
