הסבר על Taproot בביטקוין: איך פועל השדרוג

ביטקוין Taproot הוא שדרוג פרוטוקול שהופעל בנובמבר 2021, אשר שיפר את הפרטיות בביטקוין, הוריד את העמלות עבור עסקאות מורכבות, והעניק למפתחים סביבת סקריפטים גמישה יותר. זה היה השדרוג המשמעותי הראשון של ביטקוין מאז SegWit בשנת 2017, והוא שילב שלוש הצעות לשיפור ביטקוין (BIP): חתימות Schnorr (BIP 340), סוג הפלט Taproot (BIP 341) ושפת סקריפטים חדשה בשם Tapscript (BIP 342). כתובות Taproot מתחילות ב-`bc1p` ומכונות מבחינה טכנית Pay-to-Taproot, או P2TR.

ההשפעה האמיתית של Taproot התבררה כשונה מאוד מההצעה המקורית. אותו שדרוג, שנועד להגביר את היעילות של ארנקי רב-חתימות (multisig) וערוצי לייטנינג (Lightning), איפשר בטעות גם את השימוש ב-Ordinals, ב-Inscriptions, באסימוני BRC-20 וב-Runes, מה שגרם לגל של פעילות ששלט במרחב הבלוקים של ביטקוין במשך כמעט שנתיים. מדריך זה מסביר מהו Taproot בפועל, כיצד פועלים שלושת מרכיביו, ומדוע התפתחותו בפועל חרגה באופן כה חד מהתכנית המקורית.

נהל את הביטקוין שלך ואת המטבעות הקריפטוגרפיים האחרים בצורה מאובטחת באמצעות אחסון עצמי אפליקציית הארנק של Bitcoin.com.

נקודות עיקריות

• Bitcoin Taproot הוא שדרוג מסוג "סופט פורק" שהופעל ב-14 בנובמבר 2021 בגובה הבלוק 709,632, והוא מהווה את השדרוג המשמעותי הראשון בפרוטוקול הביטקוין מאז SegWit בשנת 2017.
• הוא אגד בתוכו שלוש הצעות לשיפור ביטקוין: BIP 340 (חתימות Schnorr), BIP 341 (סוג הפלט "Pay-to-Taproot") ו-BIP 342 (שפת הסקריפט Tapscript).
• Taproot משפרת את הפרטיות בכך שהיא גורמת לעסקאות מורכבות, כגון הוצאות עם חתימות מרובות (multisig) וסגירת ערוצי לייטנינג, להיראות זהות לתשלומים עם חתימה אחת על הבלוקצ'יין, ומפחיתה את העמלות עבור עסקאות אלה בכ-25%.
• כתובות Taproot מתחילות ב- bc1p ולהשתמש בקידוד Bech32m, כדי להבדיל ביניהן לבין כתובות SegWit קודמות שמתחילות ב- bc1q.
• אותה גמישות, שנועדה לתמיכה ב-multisig וב-Lightning, אפשרה גם את ה-Ordinals (דצמבר 2022), אסימוני BRC-20 ו-Runes (אפריל 2024). נכון לאפריל 2026, Taproot מהווה כ-20% מפעילות העסקאות בביטקוין, על פי רוב המדדים.

מקורותיו של Taproot

Taproot הוצע לראשונה בינואר 2018 על ידי גרגורי מקסוול, אחד התורמים הראשונים והפוריים ביותר לפרוטוקול הביטקוין. הרעיון המרכזי – שימוש בטכניקה קריפטוגרפית כדי להפוך עסקאות מורכבות לבלתי ניתנות להבחנה מעסקאות פשוטות – לא היה חדש ברמה התיאורטית. אך המבנה הספציפי שפיתח מקסוול איפשר ליישם אותו באופן מעשי בביטקוין מבלי לפגוע בתאימות עם צמתים ישנים יותר.

לאחר מכן, ההצעה עברה תהליך של יותר משלוש שנים של בחינה, שיפור ודיון. הקריפטוגרפיה נבדקה בקפידה, נבחנו עיצובים חלופיים, והקהילה התלבטה כיצד בדיוק להפעיל את השדרוג מבלי לחזור על המאבק השנוי במחלוקת סביב הפעלת SegWit בשנת 2017. התשובה הסופית הייתה "Speedy Trial" – מנגנון הפעלה מוגבל בזמן, שהעניק לכורים חלון זמן של שלושה חודשים לאותת על מוכנותם. הם הגיעו לסף הנדרש של 90% ביוני 2021, ו-Taproot נקבע להפעלה מאוחר יותר באותה שנה.

העובדה ש-Taproot דרשה שנים של עבודה קפדנית והושקה ללא תקלות היא כשלעצמה סיפור על האופן שבו מתבצעים שדרוגים בביטקוין. שינויים בפרוטוקול הבסיסי מתבצעים בכוונה באיטיות ובזהירות, שכן ברגע שהם מיושמים, ערך של מיליארדי דולרים תלוי בכך שהם יפעלו כראוי לנצח.

שלושת חלקי השורש הראשי

הדרך הטובה ביותר להבין את Taproot היא לבחון את שלושת ההצעות המרכיבות אותו, אחת אחת. לכל אחת מהן תפקיד ייחודי, והן תוכננו לעבוד יחד. המפרט המלא פורסם ב- מאגר הצעות לשיפור הביטקוין.

BIP 340: חתימות שנור

כל עסקה בביטקוין דורשת חתימה דיגיטלית כדי להוכיח שהמוציא מוסמך להעביר את המטבעות. מאז השקתו בשנת 2009 ועד להטמעת Taproot, הביטקוין השתמש בשיטת חתימה המכונה ECDSA, אלגוריתם החתימה הדיגיטלית בעקומה אליפטית. ECDSA פועלת היטב, אך יש לה תכונה מתמטית בעייתית: החתימות אינן ליניאריות, כלומר לא ניתן לשלב בקלות מספר חתימות לחתימה אחת.

חתימות Schnorr, שהוצגו ב-BIP 340, הן ליניאריות. תכונה זו לבדה פותחת פתח למספר יתרונות מעשיים.

הדבר החשוב ביותר הוא צירוף מפתחות. אם שלושה אנשים חותמים במשותף על עסקה (למשל, הוצאה הדורשת חתימה משולבת של 3 מתוך 3), שיטת שנור מאפשרת להם ליצור חתימה משולבת אחת באמצעות מפתח ציבורי משולב אחד. מבחוץ, העסקה נראית זהה לתשלום עם חותם יחיד. הבלוקצ'יין מאחסן פחות נתונים, הצדדים משלמים עמלות נמוכות יותר, וכל מי שצופה בשרשרת אינו לומד דבר על הסדר החתימות המרובות.

חתימות Schnorr קטנות מעט מחתימות ECDSA ותומכות באימות אצווה יעיל, מה שמסייע לצמתים מלאים לעבד בלוקים במהירות רבה יותר. הנחות האבטחה הקריפטוגרפיות זהות בעיקרון לאלה של ECDSA. שתי השיטות מסתמכות על הקושי שבפתרון בעיית הלוגריתם הדיסקרטי של העקומה האליפטית על העקומה secp256k1.

BIP 341: Taproot (P2TR)

BIP 341 מגדיר את סוג הפלט החדש עצמו: Pay-to-Taproot, או P2TR. זהו מה שיוצר את ה- bc1p- כתובות עם קידומת שאולי נתקלתם בהן.

הרעיון המרכזי העומד בבסיס P2TR הוא שכל פלט של Taproot מתחייב לשתי דרכי הוצאה בו-זמנית:

• נתיב מפתח. הבעלים יכול פשוט ליצור חתימת שנור באמצעות המפתח הנכון ולבזבז את המטבעות, בדיוק כמו בתשלום רגיל.
• נתיב הסקריפט. עץ מוסתר של תנאי הוצאה חלופיים, שכל אחד מהם ניתן לחשוף ולהשתמש בו כדי להוציא את התפוקה במקום זאת.

עץ התסריטים החלופיים הזה נבנה באמצעות מבנה המכונה עץ תסריטים חלופי מסוג "מרקליזד", או MAST. MAST מאפשר לעסקה להתחייב למספר רב של תנאים אפשריים לביצוע ההוצאה (תנאי גיבוי רב-חתימות, נעילת זמן, נעילת האש, ענפים ליישוב מחלוקות) מבלי להעלות אף אחד מהם לשרשרת, אלא אם כן נעשה בהם שימוש בפועל. רק הענף הספציפי שממומש נחשף, יחד עם הוכחה קריפטוגרפית קטנה לכך שהוא היה חלק מההתחייבות המקורית. כל ענף שלא נעשה בו שימוש אינו תופס מקום בבלוק ואינו מדליף מידע.

בשילוב עם צבירת המפתחות של Schnorr, משמעות הדבר היא שהרוב המכריע של העסקאות ב-Taproot, אפילו המורכבות ביותר, מופיעות בבלוקצ'יין כעסקאות פשוטות של "נתיב מפתחות". ארנק רב-חתימות מסוג 2 מתוך 3, סגירה שיתופית של ערוץ Lightning, כספת עם נתיבי שחזור הנעולים לזמן מוגבל, ותשלום אישי יומיומי – כולם יכולים להיראות בדיוק אותו הדבר.

BIP 342: תסריט Tapscript

ההצעה השלישית, BIP 342, משדרגת את שפת הסקריפטים של ביטקוין לשימוש בתוך נתיבי הסקריפטים של Taproot. התוצאה נקראת Tapscript.

Tapscript אינה שפה חדשה לחלוטין. זוהי גרסה משופרת של שפת Bitcoin Script הקיימת, שבה הוסרו מספר תכונות מיושנות ונוספו מספר שיפורים צנועים:

• פעולות החתימה מאמתות כעת חתימות Schnorr במקום חתימות ECDSA
• מגבלות הגודל הנוקשות על סקריפטים, שירשנו מ-soft forks קודמים, הוקלו
• קוד פעולה חדש, OP_CHECKSIGADD, הופך את אימות החתימות המרובות (multisig) המתאים לעיבוד אצווה ליעיל יותר
• אלגוריתם חשיש חתימות חדש מכסה נתוני עסקאות רבים יותר, ובכך חוסם סוגים מסוימים של מתקפות חתימה מתוחכמות

Tapscript הוא זה שמעניק ל-Taproot את הגמישות החזונית שלו. סופט-פורקים עתידיים יוכלו להרחיב אותו באמצעות קודים אופרטיביים ותכונות חדשות, מבלי לפגוע בתפוקות ה-Taproot הקיימות.

Taproot לעומת SegWit: השוואה ביניהם

SegWit ו-Taproot מקובצים לעתים קרובות יחד כשני השדרוגים המודרניים החשובים ביותר של ביטקוין, אך הם תוכננו כדי לפתור בעיות שונות. SegWit, שהופעל בשנת 2017, התמקד בתיקון בעיית ה"מאלביליות" של העסקאות ובהרחבה אפקטיבית של קיבולת הבלוקים. Taproot, ארבע שנים לאחר מכן, התמקד בפרטיות ובגמישות הסקריפטים. שני השדרוגים משלימים זה את זה ולא חופפים זה לזה.

מבחינה טכנית, Taproot הוא פלט של SegWit בגרסה 1, ולכן שני השדרוגים משתמשים ב- bc1 קידומת. ההבדל הוא בתו שבא אחריה: q עבור SegWit v0 ו- p עבור Taproot.

מה היה אמור "Taproot" לשפר

המצגת של Taproot, בשנים שקדמו להפעלתה, התמקדה בשלושה יתרונות מוחשיים:

• פרטיות. מכיוון שצירוף Schnorr ו-MAST גורמים כמעט לכל הוצאה להיראות כמו תשלום רגיל עם חתימה אחת, כלי ניתוח הבלוקצ'יין מתקשים הרבה יותר לזהות ארנקים עם חתימות מרובות, ערוצי Lightning ותצורות מורכבות אחרות על סמך טביעות האצבעות שלהן בבלוקצ'יין. יתרון הפרטיות הולך וגדל ככל שיותר משתמשים מאמצים את Taproot, שכן מערך האנונימיות של "עסקאות שנראות כמו תשלומים פשוטים" מתרחב.
• עמלות נמוכות יותר עבור עסקאות מורכבות. עמלות העסקה בביטקוין משולמות לפי בייט. חתימות Schnorr קטנות מעט מחתימות ECDSA, צבירת המפתחות מאחדת חתימות רבות לחתימה אחת, ו-MAST שומר את ענפי הסקריפט שאינם בשימוש מחוץ לשרשרת לחלוטין. עבור ארנק רב-חתימות טיפוסי, החיסכון יכול להגיע לכרבע מהטביעת הרגל הקודמת בשרשרת.
• תשתית משופרת לפרוטוקולים של השכבה השנייה. רשת לייטנינג, בפרט, הייתה צפויה להפיק תועלת מ-Schnorr באמצעות תכונה המכונה "חוזים נעולים בזמן נקודתי" (Point Time-Locked Contracts, או PTLCs). ה-PTLCs מחליפים את הניתוב הנעול באמצעות חשיש (hash-locked routing) הנמצא כיום בשימוש ברשת לייטנינג, במנגנון המנתק את הקשר בין התשלומים בין נקודות הקפיצה השונות, ובכך משפר את הפרטיות של התשלומים המנותבים. גם מפעלי ערוצים, עדכוני ערוצים בסגנון eltoo וחוזי יומן דיסקרטיים (Discreet Log Contracts) נהנים מהליניאריות של אלגוריתם שנור.

אלה היו הניצחונות הצפויים. הם אמיתיים, והם מתחילים להופיע בהדרגה. אך הם אינם הסיפור שרוב האנשים זוכרים מהשנים שמיד לאחר ההפעלה. כיצד ה"אורדינלים" שינו את הנרטיב

בדצמבר 2022, קייסי רודארמור הציג מספרים סודרים, שילוב נתונים בעסקאות Taproot.

כיצד מספרי סדר וכיתובים העניקו שימוש חדש ל-Taproot

בדצמבר 2022, מהנדס תוכנה בשם קייסי רודארמור ניצל את המגבלות המרוככות של Taproot בנוגע לסקריפטים כדי לבצע פעולה שלא נועדה לכך. הוא הטמיע תמונה ישירות בנתוני העד של עסקה בביטקוין. הוא כינה את הפרוטוקול מספרים סודרים, וכן את הכתובות המוטמעות. הכתובת הראשונה הועלתה לרשת ב-14 בדצמבר 2022, והפרוטוקול הושק לציבור בינואר 2023.

הכתובות עבדו משום ש-Taproot הסירה בשקט את המגבלה הקפדנית על גודל הסקריפטים הבודדים בתוך עלה MAST. משמעות הדבר הייתה שעד Taproot יכול היה להכיל קילובייטים, ובסופו של דבר מגה-בייטים, של תוכן שרירותי: תמונות, טקסט, קטעי אודיו ואפילו קבצי וידאו קטנים. הנתונים שנחרטו סומנו לאחר מכן במספרים באמצעות שיטה שעקבה אחר סאטושי בודדים לאורך השרשרת, מה שהעניק לכל חריטה זהות יציבה. התוצאה, בפועל, הייתה אסימונים בלתי ניתנים להחלפה (NFT) בביטקוין.

הפרוטוקולים שנבנו על בסיס Ordinals התפשטו במהירות. תוך חודשים ספורים, מפתח אנונימי המכונה Domo השיק את BRC-20, תקן לאסימונים הניתנים להחלפה הפועל על גבי פרוטוקול ה-Inscription. באפריל 2024, Rodarmor השיקה את Runes, פרוטוקול יעיל יותר לאסימונים הניתנים להחלפה, שתוכנן במיוחד עבור שטח הבלוקים של ביטקוין. בנקודות זמן שונות במהלך השנים 2023 ו-2024, פרוטוקולים אלה דחפו את עמלות העסקאות בביטקוין לשיאים של מספר שנים והובילו לעלייה מקבילה בשימוש בעסקאות Taproot. על פי נתוני Glassnode, אימוץ Taproot טיפס מכ-1% בתחילת 2023 לשיאים של מעל 40% במהלך 2024, לפני שהתייצב ברמה נמוכה יותר עם התקררות פעילות ה-Inscription.

זה לא היה הייעוד של Taproot. למפתחי ביטקוין רבים היו רגשות מעורבים כאשר ראו שהשימוש הבולט ביותר בשדרוג התברר כ-NFT וטוקנים, ולא השיפורים בתחום הפרטיות וברשת Lightning שעליהם עבדו במשך שנים. אך אותה גמישות שמאפשרת את קיומם של הכיתובים היא זו שהופכת את Taproot לשימושי לכל דבר אחר, והפרשה הזו הראתה כיצד שדרוגי תשתית יכולים להניב שימושים החורגים בהרבה מהמטרה שלשמה תוכננו.

אימוץ בשנת 2026

נתוני האימוץ של Taproot משתנים בהתאם למדד הספציפי שנמדד (כתובות המקבלות כספים, עסקאות עם לפחות קלט Taproot אחד, או נתח מתפוקות העסקאות הכוללות), ולוחות מחוונים שונים מדווחים על נתונים שונים. התמונה הכללית, נכון לאפריל 2026, היא ש-Taproot מהווה כ-20% מפעילות העסקאות בביטקוין על פי רוב המדדים. זהו ירידה לעומת השיאים שהושגו במהלך תנופת ה-inscription, אך הרבה מעל לרמה שבה עמד השיעור בשנה הראשונה לאחר ההפעלה.

המעבר ההדרגתי מתנהל באותו דפוס שבו נקט SegWit לפניו. מפתחי ארנקים, בורסות וגופי שמירה מבצעים את השדרוג לפי לוחות הזמנים שלהם, ורבים מהמשתמשים כלל אינם בוחרים במכוון סוג כתובת. הם פשוט משתמשים בכתובת שהארנק שלהם מייצר. בורסות מרכזיות, בהן Binance, Coinbase, Kraken ו-OKX, תומכות כעת בשליחה לכתובות Taproot, אך תמיכה מלאה ומובנית ב-Taproot בכל המערכת האקולוגית הרחבה עדיין נמצאת בתהליך הטמעה.

ישנו מקור אחד מתמשך לדאגה. חתימות Schnorr, כמו ECDSA, מסתמכות על קריפטוגרפיה של עקומות אליפטיות, אשר תיאורטית פגיעה למחשב קוונטי חזק מספיק המריץ את אלגוריתם שור. Taproot אינו הופך את הביטקוין לפגיע יותר להתקפות קוונטיות מאשר סוגי הכתובות הישנים, שכן כולם משתמשים באותה עקומה secp256k1. עם זאת, כתובות Taproot אכן חושפות מפתח ציבורי ישירות על הבלוקצ'יין ברגע יצירת הפלט, בעוד שכתובות מסורתיות וכתובות SegWit v0 חושפות את המפתח הציבורי רק כאשר הפלט מנוצל. טיוטת הצעה בשם BIP-360 נמצאת בדיון פעיל כדרך לקראת אפשרויות חתימה פוסט-קוונטיות, אם כי אין שדרוג צפוי בקרוב.

מה פותח בפנינו Taproot בהמשך הדרך

מספר מקרי שימוש ב-Taproot עדיין נמצאים בפיתוח. יש שלושה תחומים שכדאי לעקוב אחריהם:

• שדרוגים ברשת Lightning Network. ניתוב PTLC ובניית ערוצים המבוססים על אלגוריתם Schnorr מיושמים בהדרגה ביישומים שונים של Lightning, מה שמשפר את פרטיות התשלומים ומאפשר יצירת מבני ערוצים מתוחכמים יותר.
• Taproot Assets. Taproot Assets, שהוכרז במקור בשם Taro על ידי Lightning Labs ושמו שונה בשנת 2023, הוא פרוטוקול להנפקת נכסים פונגביליים ולא-פונגביליים בביטקוין באמצעות מבנה ההתחייבויות של Taproot, עם יכולת להעביר נכסים אלה באמצעות רשת Lightning. זוהי פילוסופיה עיצובית שונה מאוד מזו של Ordinals ו-Runes, המותאמת למטבעות יציבים (stablecoins) ולמכשירים פיננסיים אחרים, ולא לפריטי אספנות.
• כספות ושירותי שמירה מתקדמים. מבנה ה-MAST של Taproot מאפשר לבנות כספות ביטקוין – ארנקים שבהם משיכות כרוכות בעיכובים, שבהם ניתן לבטל מפתחות שנחשפו, ושבהם יכולים להתקיים במקביל מספר מסלולי שחזור מבלי לשלם עליהם ברשת, אלא אם כן נעשה בהם שימוש. דבר זה רלוונטי במיוחד עבור שמירת נכסים מוסדית ועבור מערכי שמירה עצמית, הנדרשים לאזן בין אבטחה לנוחות השימוש.

סיכום

Taproot הוא אחד השדרוגים החשובים ביותר בתולדות הביטקוין. הוא הפך את החתימות ליעילות יותר, גרם לעסקאות מורכבות להיראות כמו עסקאות פשוטות, והעניק למפתחים בסיס גמיש יותר לבנייה עליו. כמו כן, כמעט במקרה, הוא פתח את הדלת לשימושים לא-מוניטריים בבלוקצ'יין של הביטקוין, שהיו רחוקים מאוד מהיקף התכנון המקורי שלו.

עבור המשתמשים הרגילים, התוצאה המעשית היא פשוטה. כתובות Taproot זולות יותר לשימוש במצבים רבים, פרטיות יותר כאשר משתמשים בהן בשילוב עם חתימה מרובה (multisig) או רשת Lightning, והן הופכות יותר ויותר לברירת המחדל בארנקים החדשים. עבור מפתחים, Taproot מהווה את הבסיס שעליו נבנית כיום מרבית העבודה הרצינית בפרוטוקול הביטקוין. ובאשר לפרוטוקול עצמו, הדבר מהווה תזכורת לכך ששדרוגים זהירים ושמרניים לתשתית השכבה הבסיסית יכולים להניב תוצאות החורגות בהרבה ממה שתכננו מתכנניהן.