Bitcoini Taproot on 2021. aasta novembris aktiveeritud protokolli uuendus, mis parandas Bitcoini privaatsust, vähendas keerukate tehingute tasusid ja pakkus arendajatele paindlikumat skriptimiskeskkonda. See oli Bitcoini esimene suurem uuendus pärast 2017. aasta SegWitit ja hõlmas kolme Bitcoini täiustamisettepanekut: Schnorr-allkirjad (BIP 340), Taproot-väljunditüüp (BIP 341) ja uus skriptikeel nimega Tapscript (BIP 342). Taproot-aadressid algavad tähtedega `bc1p` ja neid nimetatakse tehniliselt Pay-to-Taproot ehk P2TR.
Taproot’i tegelik mõju osutus algsest visioonist väga erinevaks. Sama uuendus, mis oli mõeldud multisig-rahakottide ja Lightning-kanalite tõhustamiseks, võimaldas kogemata ka Ordinals’i, Inscriptions’i, BRC-20-tokeneid ja Runes’i, vallandades tegevuslaine, mis domineeris Bitcoini plokiruumis peaaegu kaks aastat. Käesolev juhend käsitleb seda, mis Taproot tegelikult on, kuidas selle kolm osa toimivad ja miks selle tegelik areng kaldus plaanist nii järsult kõrvale.
Haldage oma bitcoine ja muid krüptovaluutasid turvaliselt isehalduse abil Bitcoin.com rahakoti rakendus.
Peamised järeldused
- Bitcoin Taproot on soft fork-tüüpi uuendus, mis aktiveeriti 14. novembril 2021 ploki kõrgusel 709 632; see on esimene suurem Bitcoini protokolli uuendus pärast 2017. aasta SegWit-i.
- See hõlmas kolme Bitcoini täiustamisettepanekut: BIP 340 (Schnorr-allkirjad), BIP 341 (väljunditüüp „Pay-to-Taproot”) ja BIP 342 (skriptikeel Tapscript).
- Taproot parandab privaatsust, muutes keerukad tehingud – nagu mitme allkirjaga kulutused ja Lightning-kanalite sulgemised – ahelas ühe allkirjaga maksetega identseks, ning vähendab nende tehingute tasusid umbes 25% võrra.
- Taproot-aadressid algavad järgmiselt:
bc1pja kasutavad Bech32m-kodeeringut, mis eristab neid varasematest SegWit-aadressidest, mis algavadbc1q. - Sama paindlikkus, mis oli loodud multisig- ja Lightning-lahenduste jaoks, võimaldas ka Ordinalsi (detsember 2022), BRC-20-tokenite ja Runes’i (aprill 2024) kasutuselevõttu. 2026. aasta aprilli seisuga moodustab Taproot enamiku näitajate järgi ligikaudu viiendiku Bitcoini tehingute mahust.
Taprooti päritolu
Taproot’i pakkus esmakordselt välja 2018. aasta jaanuaris Gregory Maxwell, üks Bitcoini varasemaid ja viljakaimaid protokolli arendajaid. Põhiidee – kasutada krüptograafilist nippi, et muuta keerulised tehingud lihtsatest eristamatuks – ei olnud abstraktselt võttes uus. Kuid Maxwelli konkreetne lahendus tegi selle rakendamise Bitcoini puhul praktiliselt võimalikuks, rikkumata seejuures ühilduvust vanemate sõlmedega.
Seejärel läbis ettepanek enam kui kolmeaastase läbivaatamise, täiustamise ja arutelu. Krüptograafiat uuriti põhjalikult, kaaluti alternatiivseid lahendusi ning kogukond püüdis leida lahendust, kuidas täpselt uuendust aktiveerida, ilma et korduks 2017. aastal SegWiti ümber toimunud vaidlusi tekitanud aktiveerimisvaidlus. Lõplikuks lahenduseks sai „Speedy Trial“ – ajaliselt piiratud aktiveerimismehhanism, mis andis kaevuritele kolme kuu pikkuse ajavahemiku valmisoleku märkimiseks. Nad saavutasid nõutava 90% künnise 2021. aasta juunis ning Taproot kinnitati aktiveerimiseks sama aasta lõpus.
Asjaolu, et Taproot’i väljatöötamine võttis aastaid hoolikat tööd ja see viidi ellu ilma draamata, on iseenesest lugu sellest, kuidas Bitcoin uuendatakse. Põhiprotokolli muudatused on tahtlikult aeglased ja konservatiivsed, sest kui need on kord kasutusele võetud, sõltub nende igavesest korrektsest toimimisest miljardite dollarite väärtus.
Taproot’i kolm osa
Taproot’i saab kõige paremini mõista, vaadates selle kolme koostisosaks olevat ettepanekut ükshaaval. Igaüks neist täidab oma kindlat ülesannet ja need on loodud üksteisega koos toimima. Täielikud spetsifikatsioonid on avaldatud Bitcoini täiustamisettepanekute andmebaas.
BIP 340: Schnorri allkirjad
Iga Bitcoini tehing vajab digitaalset allkirja, et tõendada, et makse tegijal on õigus münte üle kanda. Alates 2009. aasta käivitamisest kuni Taprootini kasutas Bitcoin allkirjastamisskeemi nimega ECDSA (elliptilise kõvera digitaalallkirja algoritm). ECDSA toimib hästi, kuid sellel on üks ebamugav matemaatiline omadus: allkirjad ei ole lineaarsed, mis tähendab, et mitut allkirja ei ole võimalik lihtsalt üheks kombineerida.
BIP 340-s kasutusele võetud Schnorr-allkirjad on lineaarsed. Just see omadus pakub mitmeid praktilisi eeliseid.
Kõige olulisem on võtme koondamine. Kui tehingule panevad kaaskirjutajad kolm inimest (näiteks 3-of-3 mitme allkirjaga tehing), võimaldab Schnorr neil luua ühe ühise allkirja, kasutades ühte ühist avalikku võtit. Väliselt näeb tehing välja täpselt samasugune kui ühe allkirjastaja makse. Plokiahel salvestab vähem andmeid, osapooled maksavad väiksemaid tasusid ja keegi, kes ahelat jälgib, ei saa teada midagi mitme allkirja kokkuleppest.
Schnorr-allkirjad on samuti veidi väiksemad kui ECDSA-allkirjad ja toetavad tõhusat kogumikupõhist kontrollimist, mis aitab täisnoodidel plokke kiiremini töödelda. Krüptograafilised turvaeeldused on sisuliselt samad kui ECDSA puhul. Mõlemad skeemid tuginevad secp256k1 kõveral esineva elliptilise kõvera diskreetse logaritmi probleemi lahendamise raskusele.
BIP 341: Taproot (P2TR)
BIP 341 määratleb uue väljunditüübi: Pay-to-Taproot ehk P2TR. Just see loob bc1p-eelneva eesliitega aadressid, mida olete ehk näinud.
P2TR-i põhiidee seisneb selles, et iga Taproot-väljund võimaldab seda kulutada kahel viisil korraga:
- Põhitee. Omanik saab lihtsalt luua Schnorr-allkirja õige võtmega ja kulutada mündid, täpselt nagu tavalise makse puhul.
- Skripti asukoht. Peidetud puu, mis sisaldab alternatiivseid kulutamistingimusi, millest igaüht on võimalik avada ja kasutada väljundi kulutamiseks.
See alternatiivsete skriptide puu on koostatud struktuuri abil, mida nimetatakse Merkli-põhine alternatiivne skriptipuu, ehk MAST. MAST võimaldab tehingul kinnitada mitmeid võimalikke kulutamistingimusi (multisig-varuvariandid, ajalukud, hash-lukud, vaidluste lahendamise harud), ilma et neid ahelasse salvestataks, kui neid tegelikult ei kasutata. Avalikustatakse ainult see konkreetne haru, mida rakendatakse, koos väikese krüptograafilise tõendiga, et see oli osa algsest kohustusest. Iga kasutamata haru ei võta plokiruumis ruumi ega leki mingit teavet.
Koos Schnorr-võtmeagregatsiooniga tähendab see, et valdav enamus Taproot-tehingutest, isegi väga keerulised, kuvatakse plokiahelas tavaliste võtmetee-tehingutena. 2-of-3 multisig-rahakott, Lightning-kanali koostööraamatu sulgemine, ajaliselt lukustatud taastamisteedega hoiukamber ja igapäevane isiklik makse võivad kõik välja näha täpselt ühtmoodi.
BIP 342: Tapscript
Kolmas ettepanek, BIP 342, ajakohastab Bitcoini skriptikeelt kasutamiseks Taproot’i skriptiradadel. Selle tulemuseks on Tapscript.
Tapscript ei ole täiesti uus keel. See on olemasoleva Bitcoin Scripti puhastatud versioon, millest on eemaldatud mitmed vanad veidrused ja lisatud mõned tagasihoidlikud täiustused:
- Allkirjastamisprotsessid kontrollivad nüüd Schnorr-allkirju, mitte ECDSA-allkirju
- Varasematest soft-forkidest pärinevaid rangeid skripti suuruse piiranguid on leevendatud
- Uus käskukood,
OP_CHECKSIGADD, muudab partiipõhise multisig-kontrolli tõhusamaks - Uus allkirja räsialgoritm hõlmab rohkem tehinguandmeid, mis võimaldab tõkestada teatavaid peenekoelisi allkirjastamisrünnakuid
Tapscript annab Taprootile just selle tulevikku suunatud paindlikkuse. Tulevased softforkid võivad seda laiendada uute opkoodide ja funktsioonidega, ilma et see mõjutaks olemasolevaid Taproot-väljundeid.
Taproot vs SegWit: kuidas neid võrrelda
SegWit ja Taproot liigitatakse sageli Bitcoini kaheks kõige olulisemaks kaasaegseks uuenduseks, kuid need loodi erinevate probleemide lahendamiseks. 2017. aastal kasutusele võetud SegWit keskendus tehingute muudetavuse probleemi lahendamisele ja ploki mahu tõhusale suurendamisele. Neli aastat hiljem kasutusele võetud Taproot keskendus privaatsusele ja skriptide paindlikkusele. Need kaks uuendust pigem täiendavad üksteist kui kattuvad.
bc1qbc1pbc1qbc1pTaproot on tehniliselt SegWit versiooni 1 väljund, mistõttu kasutavad mõlemad uuendused bc1 eesliide. Erinevus seisneb järgnevas tähemärgis: q SegWit v0 jaoks ja p Taprootile.
Mida Taproot pidi parandama
Taproot’i tutvustus keskendus selle käivitamisele eelnenud aastatel kolmele konkreetsele eelisele:
- Privaatsus. Kuna Schnorr-agregatsioon ja MAST muudavad peaaegu iga tehingu tavaliseks ühe allkirjaga makseks, on ahelaanalüüsi tööriistadel palju raskem tuvastada mitme allkirjaga rahakotte, Lightning-kanaleid ja muid keerukaid seadistusi nende ahelas olevate jälgede põhjal. Privaatsuse eelis suureneb seda enam, mida rohkem kasutajaid Taproot'i kasutusele võtab, kuna „lihtsate maksetena näivate tehingute“ anonüümsusruum laieneb.
- Madalamad teenustasud keerukate tehingute puhul. Bitcoini tehingutasud makstakse baitide kaupa. Schnorr-allkirjad on veidi väiksemad kui ECDSA-allkirjad, võtmete koondamine ühendab paljud allkirjad üheks ning MAST hoiab kasutamata skriptiharud täielikult ahelast väljas. Tüüpilise mitme allkirjaga rahakoti puhul võib kokkuhoid ulatuda ligikaudu veerandini varasemast ahelas hõivatud ruumist.
- Parem infrastruktuur teise kihi protokollidele. Eelkõige oodati, et Lightning Network saab Schnorrist kasu funktsiooni kaudu, mida nimetatakse Point Time-Locked Contracts ehk PTLC-deks. PTLC-d asendavad Lightningis praegu kasutatavat hash-lukustatud marsruutimist skeemiga, mis vähendab maksete omavahelist korrelatsiooni erinevate vahepunktide vahel, parandades seeläbi marsruutitud maksete privaatsust. Ka kanalite loojad, eltoo-stiilis kanalite uuendused ja Discreet Log Contracts saavad kõik kasu Schnorr-algoritmi lineaarsusest.
Need olid oodatud võidud. Need on reaalsed ja ilmnevad järk-järgult. Kuid need ei ole see lugu, mida enamik inimesi mäletab aktiveerimisele järgnenud aastatest. Kuidas ordinaalid narratiivi muutsid
2022. aasta detsembris tutvustas Casey Rodarmor Järjestusnumbrid, andmete lisamine Taproot-tehingutesse.
Kuidas Ordinals ja Inscriptions andsid Taprootile uue otstarbe
2022. aasta detsembris kasutas tarkvarainsener Casey Rodarmor Taproot’i leebemaid skriptipiiranguid, et teha midagi, mida polnud ette nähtud. Ta lisas pildi otse Bitcoini tehingu tunnistajaandmetesse. Ta nimetas protokolli Järjestusnumbrid, ning süsteemi sisseehitatud andmed – Inscriptions. Esimene Inscription lisati plokikahelasse 14. detsembril 2022 ning protokoll käivitati avalikult 2023. aasta jaanuaris.
Kirjed toimisid, sest Taproot oli vaikselt kaotanud MAST-lehe sees olevate üksikute skriptide range suuruspiirangu. See tähendas, et Taproot’i tunnistus võis sisaldada kilobaite, lõpuks isegi megabaite suvalist sisu: pilte, teksti, helilõike, isegi väikeseid videofaile. Seejärel nummerdati kirjutatud andmed skeemi abil, mis jälgis üksikuid satoshisid kogu ahelas, andes igale kirjutisele stabiilse identiteedi. Praktikas oli tulemuseks asendamatud tokenid Bitcoinis.
Ordinalsi baasil loodud protokollid levisid kiiresti. Mõne kuu jooksul avaldas anonüümne arendaja, keda tuntakse nime all Domo, BRC-20 – asendatava tokeni standardi, mis töötab Inscription-protokolli baasil. 2024. aasta aprillis tõi Rodarmor turule Runes’i – tõhusama asendatava tokeni protokolli, mis on spetsiaalselt loodud Bitcoini plokiruumile. 2023. ja 2024. aasta jooksul tõstsid need protokollid mitmel korral Bitcoini tehingutasud mitme aasta kõrgeimale tasemele ning suurendasid sellega kaasnevalt ka Taproot-tehingute kasutamist. Glassnode’i andmete kohaselt tõusis Taproot’i kasutuselevõtt 2023. aasta alguse umbes 1% tasemelt 2024. aasta jooksul üle 40% tipptasemeni, enne kui see Inscriptioni aktiivsuse jahtumise järel madalamale tasemele langes.
Taproot ei olnud selleks loodud. Paljudel Bitcoini arendajatel olid segased tunded, nähes, et uuenduse kõige silmapaistvamaks kasutusjuhtumiks osutusid pigem NFT-d ja tokenid kui privaatsuse ja Lightning-võrgu parandused, mille loomisele nad olid pühendanud aastaid. Kuid just see paindlikkus, mis võimaldab kirjutiste olemasolu, teeb Taprootist kasuliku ka kõigi muude rakenduste jaoks, ning see juhtum näitas, kuidas infrastruktuuri uuendused võivad luua kasutusvõimalusi, mis ulatuvad kaugele üle selle, milleks need algselt kavandati.
Vastuvõtmine 2026. aastal
Taproot’i kasutuselevõtu näitajad varieeruvad sõltuvalt sellest, mida täpselt mõõdetakse (raha saavad aadressid, tehingud, millel on vähemalt üks Taproot-sisend, või osakaal tehingute väljundite kogumahust), ning erinevad statistikapaneelid näitavad erinevaid arve. Üldine pilt 2026. aasta aprilli seisuga on selline, et enamiku mõõdikute järgi moodustab Taproot umbes viiendiku Bitcoini tehingute mahust. See on vähenenud võrreldes inskriptsioonibuumi ajal saavutatud tipptasemetega, kuid on siiski märkimisväärselt kõrgem kui esimese aasta jooksul pärast aktiveerimist.
Aeglane kasutuselevõtt järgib sama mustrit, mida varem järgis SegWit. Rahakoti arendajad, börsid ja hoidjad viivad uuendused läbi oma ajakava järgi ning paljud kasutajad ei vali kunagi teadlikult aadressitüüpi. Nad kasutavad lihtsalt seda, mida nende rahakott genereerib. Suured börsid, sealhulgas Binance, Coinbase, Kraken ja OKX, toetavad nüüd Taproot-aadressidele saatmist, kuid Taproot’i täielik natiivne tugi kogu ökosüsteemis on alles tulemas.
On üks pidev põhjus ettevaatuseks. Schnorr-allkirjad, nagu ka ECDSA, tuginevad elliptilise kõvera krüptograafiale, mis on teoreetiliselt haavatav piisavalt võimsa kvantarvuti suhtes, mis kasutab Shori algoritmi. Taproot ei muuda Bitcoini kvant rünnakute suhtes haavatavamaks kui vanemad aadressitüübid, kuna need kõik kasutavad sama secp256k1 kõverat. Siiski avalikustavad Taproot-aadressid avaliku võtme otse ahelas väljundi loomise hetkel, samas kui vanad ja SegWit v0-aadressid avalikustavad avaliku võtme alles siis, kui väljund kulutatakse. Aktiivselt on arutatud ettepaneku eelnõu nimega BIP-360 kui teed postkvantumallkirja võimaluste suunas, kuigi ühtegi uuendust ei ole veel oodata.
Millised võimalused avab Taproot tulevikus
Mitmeid Taproot’i kasutusjuhtumeid on veel väljatöötamisel. Tähelepanu väärivad kolm valdkonda:
- Lightning Networki uuendused. PTLC-marsruutimine ja Schnorr-põhised kanalikonstruktsioonid võetakse järk-järgult kasutusele Lightningi rakendustes, parandades makseprivaatsust ja võimaldades luua keerukamaid kanalistruktuure.
- Taproot Assets. Taproot Assets, mille Lightning Labs esialgu nimetas Taro-ks ja mis sai uue nime 2023. aastal, on protokoll, mille abil saab Bitcoini võrgustikus Taproot’i kohustusstruktuuri abil emiteerida asendatavaid ja asendamatuid varasid, mida on võimalik edastada Lightning-võrgustiku kaudu. Tegemist on Ordinalsist ja Runesist väga erineva disainifilosoofiaga, mis on optimeeritud pigem stabiilraha ja muude finantsinstrumentide jaoks kui kollektsioneeritavate esemete jaoks.
- Hoiukambrid ja täiustatud hoiuteenused. Taproot’i MAST-struktuur võimaldab luua Bitcoin-hoiukambreid – rahakotte, kus väljamaksed toimuvad ajalise viivitusega, kus ohustatud võtmeid on võimalik tühistada ning kus võib eksisteerida mitu taastamisviisi, ilma et nende eest tuleks ahelas maksta, kui neid just ei kasutata. See on eriti oluline institutsionaalse hoiustamise ja iseseisva hoiustamise lahenduste puhul, kus tuleb leida tasakaal turvalisuse ja kasutatavuse vahel.
Kokkuvõte
Taproot on üks olulisemaid uuendusi Bitcoini ajaloos. See muutis allkirjad tõhusamaks, muutis keerulised tehingud lihtsamaks ning andis arendajatele paindlikuma aluse edasiseks arendustööks. Samuti avas see peaaegu juhuslikult ukse Bitcoini plokiahela mitterahalistele kasutusvõimalustele, mis jäid kaugele väljapoole selle algset kavandatud rakendusala.
Tavakasutajate jaoks on praktiline tulemus selge. Taproot-aadressidelt on paljudes olukordades odavam raha kulutada, need pakuvad suuremat privaatsust, kui neid kasutatakse koos multisig- või Lightning-lahendustega, ning muutuvad üha enam uuemate rahakottide vaikimisi valikuks. Arendajate jaoks on Taproot alus, millele praegu rajatakse enamik tõsistest Bitcoin-protokolli arendustöödest. Protokollile endale on see aga meeldetuletuseks, et põhikihti puudutavad hoolikad ja konservatiivsed uuendused võivad tuua kaasa tagajärgi, mis ulatuvad kaugele väljapoole nende kavandajate algseid ootusi.
