Objašnjenje Bitcoin Taproota: Kako nadogradnja funkcionira

Bitcoin Taproot je nadogradnja protokola aktivirana u studenom 2021. koja je poboljšala privatnost Bitcoina, smanjila naknade za složene transakcije i pružila programerima fleksibilnije skriptno okruženje. Bio je to prvi veliki nadogradnja Bitcoina od SegWita 2017. godine i obuhvaćao je tri prijedloga za poboljšanje Bitcoina: Schnorr potpise (BIP 340), tip Taproot izlaza (BIP 341) i novi skriptni jezik nazvan Tapscript (BIP 342). Adresi Taproota započinju s `bc1p` i tehnički se nazivaju Pay-to-Taproot, ili P2TR.

Stvarni utjecaj Taproota ispalo je vrlo drugačije od njegove izvorne prezentacije. Ista nadogradnja, osmišljena da učini multisig novčanike i Lightning kanale učinkovitijima, također je slučajno omogućila Ordinale, Inskripcije, BRC-20 tokene i Rune, potaknuvši val aktivnosti koji je gotovo dvije godine dominirao Bitcoin blok prostorom. Ovaj vodič objašnjava što je Taproot zapravo, kako funkcioniraju njegova tri dijela i zašto se njegova priča u stvarnom svijetu toliko odmaknula od plana.

Upravljajte svojim Bitcoinom i drugim kriptovalutama sigurno uz samostalno čuvanje. Aplikacija Bitcoin.com novčanik.

Ključne poruke

• Bitcoin Taproot je soft fork nadogradnja aktivirana 14. studenog 2021. na visini bloka 709.632, prva velika nadogradnja Bitcoin protokola od SegWita 2017. godine.
• Obuhvatio je tri prijedloga za poboljšanje Bitcoina: BIP 340 (Schnorr potpisi), BIP 341 (tip izlaza Pay-to-Taproot) i BIP 342 (Tapscript skriptni jezik).
• Taproot poboljšava privatnost tako što komplekse transakcije, poput multisig potrošnji i zatvaranja Lightning kanala, čini identičnima jednokratnim isplatama na lancu, te smanjuje naknade za te transakcije za otprilike 25%.
• Adresi korijenskog korijena počinju s bc1p i koriste Bech32m kodiranje, čime se razlikuju od ranijih SegWit adresa koje počinju s bc1q.
• Ista fleksibilnost, osmišljena za multisig i Lightning, također je omogućila Ordinals (prosinac 2022.), BRC-20 tokene i Runes (travanj 2024.). Od travnja 2026. Taproot računi čine otprilike petinu aktivnosti transakcija Bitcoina prema većini mjera.

Porijeklo glavne korijenske brazde

Taproot je prvi put predložen u siječnju 2018. godine od strane Gregoryja Maxwella, jednog od najranijih i najplodnijih suradnika na Bitcoin protokolu. Osnovna ideja, korištenje kriptografskog trika kako bi se složene transakcije učinile neprepoznatljivima od jednostavnih, u apstraktnom smislu nije bila nova. No Maxwellova specifična konstrukcija učinila ju je praktičnom za implementaciju na Bitcoinu bez narušavanja kompatibilnosti sa starijim čvorovima.

Prijedlog je potom prošao kroz više od tri godine pregleda, dorade i rasprava. Kriptografija je pomno ispitana, razmatrani su alternativni dizajni, a zajednica se borila s time kako točno aktivirati nadogradnju, a da se ne ponovi sporno aktiviranje koje je okruživalo SegWit 2017. godine. Konačno rješenje bio je Speedy Trial, vremenski ograničen mehanizam aktivacije koji je rudarima dao tromjesečni prozor za signaliziranje spremnosti. Postigli su potrebni prag od 90 % u lipnju 2021., a Taproot je time bio zaključan za aktivaciju kasnije te godine.

To što je Taproot zahtijevao godine pažljivog rada i što je implementiran bez ikakvih dramatičnih događaja samo je priča o tome kako se Bitcoin nadograđuje. Promjene osnovnog protokola namjerno su spore i konzervativne jer, kad se jednom implementiraju, na njima ovisi vrijednost od milijardi dolara i mora se osigurati da rade ispravno zauvijek.

Tri komada glavne korijenske stabljike

Taproot se najbolje razumije ako se njegove tri komponente razmotre jedna po jedna. Svaka od njih radi nešto različito, a osmišljene su da rade zajedno. Potpune specifikacije objavljene su u Repozitorij prijedloga za poboljšanje Bitcoina.

BIP 340: Schnorr potpisi

Svaka Bitcoin transakcija zahtijeva digitalni potpis kako bi se dokazalo da je potrošač ovlašten premjestiti kovanice. Od svog pokretanja 2009. godine pa sve do Taproota, Bitcoin je koristio shemu potpisivanja nazvanu ECDSA, Elliptic Curve Digital Signature Algorithm. ECDSA dobro funkcionira, ali ima nezgodnu matematičku osobinu: potpisi nisu linearni, što znači da se više potpisa ne može lako kombinirati u jedan.

Schnorr potpisi, uvedeni u BIP 340, su linearni. Ta jedina svojstva otključava nekoliko praktičnih prednosti.

Najvažnije je agregacija ključevaAko tri osobe su-potpisuju transakciju (na primjer, potrošnja s multisig potpisom 3 od 3), Schnorr im omogućuje da generiraju jedan kombinirani potpis koristeći jednu kombiniranu javnu ključnu vrijednost. Izvana transakcija izgleda identično kao plaćanje s jednim potpisom. Blockchain pohranjuje manje podataka, strane plaćaju niže naknade, a svatko tko prati lanac ne saznaje ništa o multisig dogovoru.

Schnorr potpisi su također nešto manji od ECDSA potpisa i podržavaju učinkovitu verifikaciju u serijama, što pomaže punim čvorovima da brže obrađuju blokove. Kriptografske sigurnosne pretpostavke u suštini su iste kao kod ECDSA. Obje sheme oslanjaju se na težinu problema diskretnog logaritma na eliptičnoj krivulji secp256k1.

BIP 341: Taproot (P2TR)

BIP 341 definira novi tip izlaza: Pay-to-Taproot, ili P2TR. To je ono što stvara bc1p-adrese s prefiksom koje ste možda vidjeli.

Ključna ideja iza P2TR-a je da se svaki Taproot izlaz istovremeno obvezuje na dva načina potrošnje:

• Ključna staza Vlasnik može jednostavno generirati Schnorr potpis pomoću odgovarajućeg ključa i potrošiti kovanice, baš kao i kod obične uplate.
• Staza skripte. Skriveno stablo alternativnih uvjeta potrošnje, od kojih se svaki može otkriti i upotrijebiti za potrošnju izlaza umjesto toga.

Ovo stablo alternativnih skripti izgrađeno je pomoću strukture nazvane a Merklizirano alternativno stablo skripte, ili MAST. MAST omogućuje transakciji da se obveže na mnogo mogućih uvjeta potrošnje (multisig fallbacks, timelocks, hash locks, grane za rješavanje sporova) bez stavljanja ijednog od njih na lanac osim ako se zapravo ne koriste. Otkriva se samo određena grana koja se aktivira, zajedno s malim kriptografskim dokazom da je bila dio izvornog obveza. Svaka neiskorištena grana ne troši prostor na lancu i ne propušta nikakve informacije.

U kombinaciji sa Schnorr agregacijom ključeva, to znači da se velika većina Taproot transakcija, čak i vrlo složenih, pojavljuje na blockchainu kao obične transakcije s putanjom ključa. Multisig novčanik s 2 od 3 potpisom, zatvaranje Lightning kanala kooperativom, trezor s vremenom zaključanim putanjama oporavka i svakodnevna osobna uplata mogu izgledati potpuno isto.

BIP 342: Tapscript

Treći prijedlog, BIP 342, modernizira skriptni jezik Bitcoina za upotrebu unutar Taproot skriptnih putova. Rezultat se naziva Tapscript.

Tapscript nije potpuno novi jezik. To je očišćena verzija postojećeg Bitcoin Skripta s uklonjenim nekim naslijeđenim neobičnostima i dodanim nekoliko skromnih poboljšanja:

• Signature operacije sada provjeravaju Schnorr potpise umjesto ECDSA
• Ukinute su stroge granice veličine skripte naslijeđene iz ranijih soft forkova.
• Novi opkod, OP_CHECKSIGADD, čini verifikaciju multisiga pogodnu za serijsku obradu učinkovitijom
• Novi algoritam za hashiranje s jedinstvenim potpisom obuhvaća više podataka o transakcijama, čime se zatvaraju neke klase suptilnih napada na potpisivanje.

Tapscript je ono što Taprootu daje fleksibilnost usmjerenu prema budućnosti. Budući soft forkovi mogu ga proširiti novim opkodima i značajkama bez ometanja postojećih Taproot izlazaka.

Taproot vs SegWit: Kako se uspoređuju

SegWit i Taproot često se grupiraju kao dva najvažnija moderna nadogradnje Bitcoina, ali su osmišljeni za rješavanje različitih problema. SegWit, aktiviran 2017. godine, usredotočio se na ispravljanje malleabilnosti transakcija i učinkovito povećanje kapaciteta blokova. Taproot, četiri godine kasnije, usredotočio se na privatnost i fleksibilnost skripiranja. Ta se dva nadogradnje nadopunjuju, a ne preklapaju.

Taproot je tehnički izlaz SegWit verzije 1, zbog čega obje nadogradnje koriste jer je tako prefiks. Razlika je u znaku koji slijedi: pitanje za SegWit v0 i p za Taproot.

Što je Taproot trebao poboljšati

Prezentacija za Taproot, u godinama koje su prethodile aktivaciji, usredotočila se na tri konkretne prednosti:

• Privatnost Budući da Schnorr agregacija i MAST čine da gotovo svako potrošnje izgleda kao obična jednostrukopotpisna uplata, alatima za analizu lanca znatno je teže identificirati multisig novčanike, Lightning kanale i druge složene postavke prema njihovim on-chain otiscima prstiju. Prednost privatnosti raste kako sve više korisnika usvaja Taproot, budući da se anoniman skup "transakcija koje izgledaju kao jednostavna plaćanja" širi.
• Niže naknade za složene transakcije. Naknade za Bitcoin transakcije plaćaju se po bajtu. Schnorr potpisi su nešto manji od ECDSA potpisa, agregacija ključeva objedinjuje više potpisa u jedan, a MAST potpuno drži neiskorištene skriptne grane izvan lanca. Za tipični multisignature novčanik uštede mogu iznositi otprilike četvrtinu prethodnog on-chain otiska.
• Bolja infrastruktura za protokole drugog sloja. Posebno se očekivalo da će Lightning mreža imati koristi od Schnorra putem značajke nazvane Point Time-Locked Contracts, ili PTLC-ovi. PTLC-ovi zamjenjuju trenutno korištenu hash-locked rutu u Lightningu shemom koja razdvaja korelaciju plaćanja kroz skokove, poboljšavajući privatnost rutiranih plaćanja. Tvornice kanala, ažuriranja kanala u stilu eltoo i ugovori s diskretnim zapisima također imaju koristi od linearnosti Schnorra.

To su bile očekivane pobjede. One su stvarne i postupno se pojavljuju. Ali to nije priča kojeg se većina ljudi sjeća iz godina neposredno nakon aktivacije. Kako su Ordinals promijenili narativ

U prosincu 2022. godine, Casey Rodarmor je predstavio Ordinalni brojevi, ugrađivanje podataka u transakcije Taproot.

Kako su Ordinals i Inscriptions prenamijenili Taproot

U prosincu 2022., softverski inženjer po imenu Casey Rodarmor iskoristio je opuštene ograničenja skripte protokola Taproot kako bi učinio nešto neplanirano. Ugradio je sliku izravno u svjedočanska (witness) podatke Bitcoin transakcije. Nazvao je taj protokol Ordinalni brojevi, i ugrađene podatkovne inskripcije. Prva inskripcija je ušla na lanac 14. prosinca 2022., a protokol je javno pokrenut u siječnju 2023.

Inscriptions su funkcionirale jer je Taproot tiho uklonio strogi limit veličine pojedinačnih skripti unutar MAST lista. To je značilo da je Taproot svjedok mogao nositi kilobajte, a na kraju i megabajte, proizvoljnog sadržaja: slike, tekst, audio isječke, pa čak i male video datoteke. Urezani podaci zatim su numerirani shemom koja je pratila pojedinačne satoshije kroz lanac, dajući svakoj inskripciji stabilan identitet. U praksi je rezultat bio nefungibilni tokeni na Bitcoinu.

Protokoli izgrađeni na Ordinalsima brzo su se proširili. U roku od nekoliko mjeseci, anonimni programer poznat kao Domo objavio je BRC-20, standard fungibilnih tokena koji se temelji na protokolu inskripcija. U travnju 2024. Rodarmor je pokrenuo Runes, učinkovitiji protokol fungibilnih tokena dizajniran posebno za Bitcoin blok prostor. U različitim trenucima tijekom 2023. i 2024. godine, ti su protokoli podigli naknade za Bitcoin transakcije na višegodišnje vrhunce i istovremeno povećali iskorištenost Taproot transakcija. Prema podacima Glassnodea, usvajanje Taproota poraslo je s oko 1 % početkom 2023. na vrhunac iznad 40 % tijekom 2024., prije nego što se smanjilo kako se aktivnost upisivanja (inscription) ohladila.

Taproot nije bio dizajniran za ovo. Mnogi Bitcoin programeri imali su pomiješana osjećanja dok su gledali kako se najvidljiviji slučaj upotrebe nadogradnje pokazao kao NFT-ovi i tokeni, a ne poboljšanja privatnosti i Lightning mreže na kojima su godinama radili. No ista ta fleksibilnost koja omogućuje postojanje inskripcija čini Taproot korisnim za sve ostalo, a ovaj je događaj pokazao kako nadogradnje infrastrukture mogu proizvesti primjene daleko izvan onoga za što su prvotno bile zamišljene.

Usvajanje 2026.

Brojke o usvajanju Taproota variraju ovisno o tome što točno mjerite (adresa koje primaju sredstva, transakcije s barem jednim Taproot ulazom ili udio u ukupnim transakcijskim izlazima), a različite nadzorne ploče izvještavaju o različitim brojkama. Opći je dojam, prema stanju u travnju 2026., da Taproot čini otprilike petinu aktivnosti Bitcoin transakcija prema većini mjera. To je pad u odnosu na vrhunce postignute tijekom buma upisa, ali i znatno više nego što je bilo tijekom prve godine nakon aktivacije.

Spora implementacija slijedi isti obrazac kao i SegWit prije nje. Programeri novčanika, burze i skrbnici ažuriraju se prema vlastitim rasporedima, a mnogi korisnici nikada ne odabiru vrstu adrese namjerno. Oni jednostavno koriste ono što njihov novčanik generira. Glavne burze, uključujući Binance, Coinbase, Kraken i OKX, sada podržavaju slanje na Taproot adrese, ali potpuna nativna podrška za Taproot u širem ekosustavu još uvijek stiže.

Postoji jedan stalni izvor opreza. Schnorr potpisi, kao i ECDSA, oslanjaju se na krivuljnu kriptografiju koja je teoretski ranjiva na dovoljno moćno kvantno računalo koje pokreće Shorov algoritam. Taproot ne čini Bitcoin ranjivijim na kvantne napade od naslijeđenih tipova adresa jer svi koriste istu krivulju secp256k1. Međutim, adrese s Taprootom otkrivaju javni ključ izravno na lancu u trenutku stvaranja izlaza, dok adrese stare generacije i SegWit v0 adrese otkrivaju javni ključ tek kada se izlaz potroši. Nacrt prijedloga pod nazivom BIP-360 aktivno se raspravlja kao put prema opcijama potpisivanja za post-kvantno doba, iako nijedno nadogradnja nije na pomolu.

Što Taproot otključava ubuduće

Još se razvijaju nekoliko slučajeva upotrebe Taproota. Tri su područja vrijedna praćenja:

• Nadogradnje Lightning mreže. PTLC usmjeravanje i Schnorr-ove konstrukcije kanala postupno se uvode u Lightning implementacije, poboljšavajući privatnost plaćanja i omogućujući sofisticiranije strukture kanala.
• Glavni korijen. Izvorno najavljen kao Taro od strane Lightning Labs i preimenovan 2023. godine, Taproot Assets je protokol za izdavanje zamjenjivih i nezamjenjivih sredstava na Bitcoinu koristeći Taprootovu strukturu obveza, s mogućnošću prijenosa tih sredstava putem Lightninga. To je vrlo različita filozofija dizajna od Ordinalsa i Runes, optimizirana za stabilne kovanice i druge financijske instrumente, a ne za kolekcionarske predmete.
• Sefovi i napredna skrbništva. Taprootova MAST struktura omogućuje praktičnu izgradnju Bitcoin trezora, novčanika u kojima isplate zahtijevaju vremensko odgađanje, u kojima se kompromitirani ključevi mogu opozvati i u kojima više puteva za oporavak može postojati bez plaćanja na lancu, osim ako se ne koriste. Ovo je posebno relevantno za institucionalno čuvanje i za rješenja za samostalno čuvanje koja moraju uskladiti sigurnost s upotrebljivošću.

Zaključak

Taproot je jedno od najvažnijih nadogradnji u povijesti Bitcoina. Poboljšao je učinkovitost potpisa, učinio složene transakcije da izgledaju kao jednostavne i dao programerima fleksibilniju osnovu za razvoj. Također je, gotovo slučajno, otvorio vrata nemonetarnoj upotrebi Bitcoin blockchaina koja je bila daleko izvan njegova izvornog dizajna.

Za svakodnevne korisnike, praktični ishod je jednostavan. Adrese Taproot su u mnogim situacijama jeftinije za trošenje, privatnije kada se koriste s multisigom ili Lightningom, i sve su češće zadana opcija u novijim novčanicima. Za programere, Taproot je temelj na kojem se sada gradi većina ozbiljnog rada na Bitcoin protokolu. A za sam protokol, to je podsjetnik da pažljive, konzervativne nadogradnje infrastrukture temeljnog sloja mogu proizvesti učinke daleko izvan onoga što su njihovi dizajneri planirali.