Bitcoin Taproot uitgelegd: hoe de upgrade werkt

Bitcoin Taproot is een protocolupgrade die in november 2021 in werking is getreden en die de privacy van Bitcoin heeft verbeterd, de kosten voor complexe transacties heeft verlaagd en ontwikkelaars een flexibelere scriptomgeving heeft geboden. Het was de eerste grote upgrade van Bitcoin sinds SegWit in 2017 en omvatte drie Bitcoin Improvement Proposals: Schnorr-handtekeningen (BIP 340), het Taproot-uitvoertype (BIP 341) en een nieuwe scripttaal genaamd Tapscript (BIP 342). Taproot-adressen beginnen met `bc1p` en worden technisch gezien Pay-to-Taproot, of P2TR, genoemd.

De daadwerkelijke impact van Taproot bleek heel anders te zijn dan in de oorspronkelijke presentatie was geschetst. Dezelfde upgrade, die bedoeld was om multisig-wallets en Lightning-kanalen efficiënter te maken, maakte per ongeluk ook Ordinals, Inscriptions, BRC-20-tokens en Runes mogelijk, wat een golf van activiteit ontketende die de blokruimte van Bitcoin bijna twee jaar lang domineerde. In deze gids wordt uitgelegd wat Taproot nu eigenlijk is, hoe de drie onderdelen ervan werken en waarom de praktijk zo sterk afweek van het oorspronkelijke plan.

Beheer je Bitcoin en andere cryptovaluta’s veilig met zelfbewaring Bitcoin.com Wallet-app.

Belangrijkste punten

• Bitcoin Taproot is een soft fork-upgrade die op 14 november 2021 bij blokhoogte 709.632 is geactiveerd; dit is de eerste grote protocolupgrade van Bitcoin sinds SegWit in 2017.
• Het omvatte drie Bitcoin Improvement Proposals: BIP 340 (Schnorr-handtekeningen), BIP 341 (het outputtype ‘Pay-to-Taproot’) en BIP 342 (de scripttaal Tapscript).
• Taproot verbetert de privacy door complexe transacties, zoals multisig-uitgaven en het afsluiten van Lightning-kanalen, er op de blockchain identiek te laten lijken aan betalingen met één handtekening, en verlaagt de kosten voor die transacties met ongeveer 25%.
• Taproot-adressen beginnen met bc1p en maken gebruik van Bech32m-codering, waardoor ze zich onderscheiden van eerdere SegWit-adressen die beginnen met bc1q.
• Diezelfde flexibiliteit, die oorspronkelijk was ontworpen voor multisig en Lightning, maakte ook Ordinals (december 2022), BRC-20-tokens en Runes (april 2024) mogelijk. Vanaf april 2026 is Taproot volgens de meeste maatstaven goed voor ongeveer een vijfde van alle Bitcoin-transacties.

De oorsprong van Taproot

Taproot werd voor het eerst voorgesteld in januari 2018 door Gregory Maxwell, een van de eerste en meest productieve bijdragers aan het Bitcoin-protocol. Het kernidee – het gebruik van een cryptografische truc om complexe transacties niet te onderscheiden van eenvoudige transacties – was in abstracte zin niet nieuw. Maar dankzij de specifieke opzet van Maxwell werd het praktisch haalbaar om het op Bitcoin te implementeren zonder de compatibiliteit met oudere nodes te schenden.

Het voorstel onderging vervolgens meer dan drie jaar van beoordeling, verfijning en discussie. De cryptografie werd grondig onder de loep genomen, alternatieve ontwerpen werden overwogen en de gemeenschap worstelde met de vraag hoe de upgrade precies geactiveerd moest worden zonder de omstreden activeringsstrijd te herhalen die in 2017 rond SegWit had gewoed. Het uiteindelijke antwoord was Speedy Trial, een activeringsmechanisme met een vast tijdsbestek dat miners een periode van drie maanden gaf om aan te geven dat ze er klaar voor waren. In juni 2021 bereikten ze de vereiste drempel van 90%, en Taproot werd later dat jaar definitief vastgelegd voor activering.

Dat Taproot jaren van zorgvuldig werk heeft gekost en zonder problemen is geïmplementeerd, is op zich al een verhaal over hoe Bitcoin wordt geüpgraded. Wijzigingen aan het basisprotocol verlopen bewust traag en voorzichtig, omdat er, zodra ze zijn geïmplementeerd, miljarden dollars aan waarde van afhangen dat ze voor altijd correct blijven functioneren.

De drie delen van de hoofdwortel

Je krijgt het beste inzicht in Taproot door de drie onderliggende voorstellen één voor één te bekijken. Elk voorstel heeft een eigen functie en ze zijn ontworpen om samen te werken. De volledige specificaties zijn gepubliceerd in de Repository voor Bitcoin Improvement Proposals.

BIP 340: Schnorr-handtekeningen

Elke Bitcoin-transactie vereist een digitale handtekening om aan te tonen dat de betaler bevoegd is om de coins over te dragen. Vanaf de lancering in 2009 tot aan Taproot maakte Bitcoin gebruik van een handtekeningschema genaamd ECDSA, het Elliptic Curve Digital Signature Algorithm. ECDSA werkt prima, maar heeft een lastige wiskundige eigenschap: handtekeningen zijn niet lineair, wat betekent dat je meerdere handtekeningen niet eenvoudig tot één kunt combineren.

Schnorr-handtekeningen, geïntroduceerd in BIP 340, zijn lineair. Juist die eigenschap biedt tal van praktische voordelen.

Het belangrijkste is sleutelaggregatie. Als drie personen een transactie gezamenlijk ondertekenen (bijvoorbeeld een uitgave met een 3-van-3-multisignatuur), stelt Schnorr hen in staat om één gecombineerde handtekening te genereren met behulp van één gecombineerde openbare sleutel. Van buitenaf gezien ziet de transactie er identiek uit aan een betaling met één ondertekenaar. De blockchain slaat minder gegevens op, de partijen betalen lagere kosten en iedereen die de keten volgt, komt niets te weten over de multisig-regeling.

Schnorr-handtekeningen zijn bovendien iets kleiner dan ECDSA-handtekeningen en maken efficiënte batchverificatie mogelijk, waardoor volledige knooppunten blokken sneller kunnen verwerken. De cryptografische veiligheidsaannames zijn in wezen dezelfde als bij ECDSA. Beide systemen zijn gebaseerd op de moeilijkheidsgraad van het probleem van de discrete logaritme op de elliptische kromme secp256k1.

BIP 341: Taproot (P2TR)

BIP 341 definieert het nieuwe outputtype zelf: Pay-to-Taproot, of P2TR. Dit zorgt ervoor dat de bc1p-adressen met het voorvoegsel die je wellicht al eens bent tegengekomen.

Het kernidee achter P2TR is dat elke Taproot-output zich tegelijkertijd verbindt tot twee manieren waarop deze kan worden uitgegeven:

• Belangrijkste route. De eigenaar kan eenvoudigweg een Schnorr-handtekening aanmaken met de juiste sleutel en de munten uitgeven, net als bij een gewone betaling.
• Scriptpad. Een verborgen boomstructuur met alternatieve bestedingsvoorwaarden, waarvan er elk kan worden onthuld en gebruikt om de output in plaats daarvan te besteden.

Deze boomstructuur met alternatieve scripts is opgebouwd aan de hand van een structuur die een Merklized alternatieve scriptboom, of MAST. Met een MAST kan een transactie zich vastleggen op tal van mogelijke bestedingsvoorwaarden (multisig-fallbacks, timelocks, hash-locks, takken voor geschillenbeslechting) zonder dat deze op de blockchain worden vastgelegd, tenzij ze daadwerkelijk worden gebruikt. Alleen de specifieke tak die wordt uitgevoerd, wordt onthuld, samen met een klein cryptografisch bewijs dat deze deel uitmaakte van de oorspronkelijke verbintenis. Elke ongebruikte tak kost geen blokruimte en lekt geen informatie.

In combinatie met Schnorr-sleutelaggregatie betekent dit dat de overgrote meerderheid van de Taproot-uitgaven, zelfs de zeer complexe, op de blockchain verschijnen als gewone uitgaven met een sleutelpad. Een 2-van-3 multisig-portemonnee, een coöperatieve afsluiting van een Lightning-kanaal, een kluis met tijdgebonden herstelpaden en een alledaagse persoonlijke betaling kunnen er allemaal precies hetzelfde uitzien.

BIP 342: Tapscript

Het derde voorstel, BIP 342, moderniseert de scripttaal van Bitcoin voor gebruik binnen Taproot-scriptpaden. Het resultaat heet Tapscript.

Tapscript is geen gloednieuwe taal. Het is een opgeschoonde versie van het bestaande Bitcoin Script, waarbij een aantal verouderde eigenaardigheden zijn verwijderd en enkele bescheiden verbeteringen zijn aangebracht:

• Bij handtekeningbewerkingen worden nu Schnorr-handtekeningen gevalideerd in plaats van ECDSA-handtekeningen
• De strenge limieten voor scriptgrootte die zijn overgenomen uit eerdere soft forks, worden versoepeld
• Een nieuwe opcode, OP_CHECKSIGADD, zorgt ervoor dat batchverwerking van multisig-verificaties efficiënter verloopt
• Een nieuw hashing-algoritme voor handtekeningen bestrijkt meer transactiegegevens, waardoor bepaalde soorten subtiele aanvallen op handtekeningen worden voorkomen

Tapscript is wat Taproot zijn toekomstgerichte flexibiliteit geeft. Toekomstige soft forks kunnen het uitbreiden met nieuwe opcodes en functies zonder bestaande Taproot-outputs te verstoren.

Taproot versus SegWit: een vergelijking

SegWit en Taproot worden vaak samen genoemd als de twee belangrijkste moderne upgrades van Bitcoin, maar ze zijn ontworpen om verschillende problemen op te lossen. SegWit, dat in 2017 werd geactiveerd, was gericht op het verhelpen van de vervormbaarheid van transacties en het effectief vergroten van de blokcapaciteit. Taproot, vier jaar later, richtte zich op privacy en flexibiliteit bij het programmeren. De twee upgrades vullen elkaar aan in plaats van elkaar te overlappen.

Taproot is technisch gezien een SegWit versie 1-uitgang; daarom maken beide upgrades gebruik van de bc1 voorvoegsel. Het verschil zit hem in het teken dat erop volgt: q voor SegWit v0 en p voor Taproot.

Wat Taproot had moeten verbeteren

De presentatie van Taproot, in de jaren voorafgaand aan de lancering, was gericht op drie concrete voordelen:

• Privacy. Omdat Schnorr-aggregatie en MAST ervoor zorgen dat bijna elke uitgave eruitziet als een gewone betaling met één handtekening, is het voor tools voor ketenanalyse veel moeilijker om multisig-wallets, Lightning-kanalen en andere complexe opstellingen te identificeren aan de hand van hun vingerafdrukken op de blockchain. Het privacyvoordeel neemt toe naarmate meer gebruikers Taproot gaan gebruiken, aangezien de anonimiteitsset van „transacties die eruitzien als eenvoudige betalingen“ zich uitbreidt.
• Lagere kosten voor complexe transacties. Bitcoin-transactiekosten worden per byte betaald. Schnorr-handtekeningen zijn iets kleiner dan ECDSA-handtekeningen, dankzij sleutelaggregatie worden veel handtekeningen samengevoegd tot één, en MAST houdt ongebruikte scriptvertakkingen volledig buiten de blockchain. Voor een doorsnee multisignature-portemonnee kan de besparing oplopen tot ongeveer een kwart van de eerdere on-chain-voetafdruk.
• Betere infrastructuur voor protocollen op het tweede niveau. Met name het Lightning Network zou naar verwachting profiteren van Schnorr via een functie die ‘Point Time-Locked Contracts’ (PTLC’s) wordt genoemd. PTLC’s vervangen de momenteel in Lightning gebruikte ‘hash-locked’ routing door een systeem dat betalingen tussen verschillende hops van elkaar loskoppelt, waardoor de privacy van gerouteerde betalingen wordt verbeterd. Ook channel factories, kanaalupdates in eltoo-stijl en Discreet Log Contracts profiteren allemaal van de lineariteit van Schnorr.

Dit waren de verwachte successen. Ze zijn reëel en komen geleidelijk aan het licht. Maar ze vormen niet het verhaal dat de meeste mensen zich herinneren van de jaren direct na de ingebruikname. Hoe ordinalen het verhaal hebben veranderd

In december 2022 introduceerde Casey Rodarmor Ordinale getallen, waarbij gegevens in Taproot-transacties worden ingebed.

Hoe ordinalen en inscripties Taproot een nieuwe bestemming gaven

In december 2022 maakte een software-engineer genaamd Casey Rodarmor gebruik van de versoepelde scriptlimieten van Taproot om iets te doen wat niet de bedoeling was. Hij voegde een afbeelding rechtstreeks in de witness-gegevens van een Bitcoin-transactie in. Hij noemde het protocol Ordinale getallen, en de ingebedde gegevensinscripties. De eerste inscriptie werd op 14 december 2022 op de blockchain geplaatst, en het protocol werd in januari 2023 officieel gelanceerd.

Inscripties werkten omdat Taproot stilletjes de strikte groottelimiet voor individuele scripts binnen een MAST-leaf had opgeheven. Dat betekende dat een Taproot-witness kilobytes, en uiteindelijk zelfs megabytes, aan willekeurige inhoud kon bevatten: afbeeldingen, tekst, audiofragmenten en zelfs kleine videobestanden. De ingeschreven gegevens werden vervolgens genummerd volgens een schema dat individuele satoshi’s door de keten heen volgde, waardoor elke inscriptie een stabiele identiteit kreeg. Het resultaat was in de praktijk niet-vervangbare tokens op Bitcoin.

De protocollen die op Ordinals waren gebaseerd, breidden zich snel uit. Binnen enkele maanden bracht een anonieme ontwikkelaar, bekend als Domo, BRC-20 uit, een standaard voor fungibele tokens die draait op het Inscription-protocol. In april 2024 lanceerde Rodarmor Runes, een efficiënter protocol voor fungibele tokens dat speciaal is ontworpen voor de blokruimte van Bitcoin. Op verschillende momenten in 2023 en 2024 zorgden deze protocollen ervoor dat de transactiekosten voor Bitcoin tot het hoogste niveau in jaren stegen en dat het gebruik van Taproot-transacties daarmee mee omhoogschoot. Volgens gegevens van Glassnode steeg het gebruik van Taproot van ongeveer 1% begin 2023 tot pieken van meer dan 40% in de loop van 2024, waarna het weer daalde naarmate de Inscription-activiteit afnam.

Dit was niet waarvoor Taproot was ontworpen. Veel Bitcoin-ontwikkelaars hadden gemengde gevoelens toen ze zagen dat de meest zichtbare toepassing van de upgrade uiteindelijk NFT's en tokens bleken te zijn, in plaats van de verbeteringen op het gebied van privacy en Lightning waar ze jaren aan hadden gewerkt. Maar dezelfde flexibiliteit die inscripties mogelijk maakt, is ook wat Taproot bruikbaar maakt voor al het andere, en deze episode liet zien hoe infrastructuurupgrades toepassingen kunnen opleveren die veel verder gaan dan waarvoor ze oorspronkelijk waren ontworpen.

Invoering in 2026

De cijfers over de acceptatie van Taproot variëren, afhankelijk van wat je precies meet (adressen die geld ontvangen, transacties met ten minste één Taproot-input of het aandeel in de totale transactie-outputs), en verschillende dashboards geven uiteenlopende cijfers weer. Het algemene beeld, per april 2026, is dat Taproot volgens de meeste maatstaven goed is voor ongeveer een vijfde van de Bitcoin-transactieactiviteit. Dat is een daling ten opzichte van de pieken die tijdens de inscription-boom werden bereikt, maar ligt ruim boven het niveau van het eerste jaar na de activering.

De geleidelijke invoering verloopt volgens hetzelfde patroon als bij SegWit eerder het geval was. Ontwikkelaars van wallets, beurzen en bewaarders voeren de upgrade allemaal volgens hun eigen tijdschema door, en veel gebruikers kiezen nooit bewust voor een bepaald adrestype. Ze gebruiken gewoon wat hun wallet genereert. Grote beurzen, waaronder Binance, Coinbase, Kraken en OKX, ondersteunen nu het verzenden naar Taproot-adressen, maar volledige native Taproot-ondersteuning in het bredere ecosysteem is nog in ontwikkeling.

Er is één punt van zorg. Schnorr-handtekeningen zijn, net als ECDSA, gebaseerd op cryptografie met elliptische krommen, die in theorie kwetsbaar is voor een voldoende krachtige kwantumcomputer waarop het algoritme van Shor wordt uitgevoerd. Taproot maakt Bitcoin niet kwetsbaarder voor kwantumaanvallen dan de oudere adrestypen, aangezien ze allemaal dezelfde secp256k1-kromme gebruiken. Taproot-adressen maken de openbare sleutel echter direct op de blockchain bekend op het moment dat de output wordt aangemaakt, terwijl oudere adressen en SegWit v0-adressen de openbare sleutel pas onthullen wanneer de output wordt uitgegeven. Er wordt momenteel actief gediscussieerd over een voorstel, BIP-360 genaamd, als een stap in de richting van post-kwantumhandtekeningopties, hoewel er nog geen upgrade op korte termijn te verwachten is.

Wat Taproot in de toekomst mogelijk maakt

Er worden nog steeds verschillende toepassingen voor Taproot ontwikkeld. Drie gebieden zijn het in de gaten houden waard:

• Upgrades van het Lightning Network. PTLC-routing en op Schnorr gebaseerde kanaalconstructies worden geleidelijk aan geïmplementeerd in Lightning-implementaties, waardoor de privacy bij betalingen wordt verbeterd en complexere kanaalstructuren mogelijk worden.
• Taproot Assets. Taproot Assets, dat oorspronkelijk door Lightning Labs als Taro werd aangekondigd en in 2023 een nieuwe naam kreeg, is een protocol voor het uitgeven van fungibele en niet-fungibele activa op Bitcoin met behulp van de commitment-structuur van Taproot, waarbij deze activa via Lightning kunnen worden overgedragen. Het is een heel andere ontwerpfilosofie dan die van Ordinals en Runes, en is geoptimaliseerd voor stablecoins en andere financiële instrumenten in plaats van verzamelobjecten.
• Kluizen en geavanceerde bewaring. Dankzij de MAST-structuur van Taproot is het praktisch mogelijk om Bitcoin-kluizen te bouwen: wallets waarbij opnames pas na een bepaalde tijd worden verwerkt, waarbij gecompromitteerde sleutels kunnen worden ingetrokken en waarbij meerdere herstelroutes naast elkaar kunnen bestaan zonder dat er on-chain voor hoeft te worden betaald, tenzij ze daadwerkelijk worden gebruikt. Dit is met name relevant voor institutionele bewaring en voor zelfbewaringopstellingen waarbij een evenwicht moet worden gevonden tussen veiligheid en gebruiksgemak.

Conclusie

Taproot is een van de belangrijkste upgrades in de geschiedenis van Bitcoin. Het heeft handtekeningen efficiënter gemaakt, complexe transacties op eenvoudige transacties laten lijken en ontwikkelaars een flexibelere basis geboden om op voort te bouwen. Bovendien heeft het, bijna per ongeluk, de deur geopend naar niet-monetaire toepassingen van de Bitcoin-blockchain die ver buiten het oorspronkelijke ontwerpdoel vielen.

Voor gewone gebruikers is het praktische voordeel duidelijk. Taproot-adressen zijn in veel situaties goedkoper om geld vanaf te versturen, bieden meer privacy bij gebruik met multisig of Lightning, en worden steeds vaker als standaard ingesteld in nieuwere wallets. Voor ontwikkelaars vormt Taproot de basis waarop het meeste serieuze werk aan het Bitcoin-protocol momenteel wordt uitgevoerd. En voor het protocol zelf dient het als een herinnering dat zorgvuldige, conservatieve upgrades van de basisinfrastructuur effecten kunnen hebben die veel verder reiken dan de ontwerpers ooit hadden gepland.