Bitcoin Taproot jest aktualizacją protokołu wprowadzoną w listopadzie 2021 roku, która poprawiła prywatność Bitcoina, obniżyła opłaty za złożone transakcje oraz zapewniła programistom bardziej elastyczne środowisko skryptowe. Była to pierwsza duża aktualizacja Bitcoina od czasu SegWit w 2017 r. i obejmowała trzy propozycje ulepszeń Bitcoina (BIP): podpisy Schnorr (BIP 340), typ wyjścia Taproot (BIP 341) oraz nowy język skryptowy o nazwie Tapscript (BIP 342). Adresy Taproot zaczynają się od `bc1p` i są technicznie nazywane Pay-to-Taproot, czyli P2TR.
Rzeczywisty wpływ Taproot okazał się zupełnie inny niż zakładano w pierwotnej prezentacji. Ta sama aktualizacja, zaprojektowana w celu zwiększenia wydajności portfeli z wielokrotnym podpisem (multisig) i kanałów Lightning, przypadkowo umożliwiła również wprowadzenie Ordinals, Inscriptions, tokenów BRC-20 oraz Runes, wywołując falę aktywności, która zdominowała przestrzeń blokową Bitcoina przez prawie dwa lata. W niniejszym przewodniku wyjaśniono, czym właściwie jest Taproot, jak działają jego trzy elementy oraz dlaczego jego rzeczywisty przebieg tak znacznie odbiegał od pierwotnego planu.
Zarządzaj swoimi bitcoinami i innymi kryptowalutami w bezpieczny sposób dzięki samodzielnemu przechowywaniu Aplikacja Bitcoin.com Wallet.
Najważniejsze wnioski
- Bitcoin Taproot to aktualizacja typu soft fork, która została uruchomiona 14 listopada 2021 r. przy wysokości bloku 709 632. Jest to pierwsza znacząca aktualizacja protokołu Bitcoin od czasu wprowadzenia SegWit w 2017 r.
- Obejmowała ona trzy propozycje ulepszeń Bitcoina (BIP): BIP 340 (podpisy Schnorr), BIP 341 (typ wyjścia „Pay-to-Taproot”) oraz BIP 342 (język skryptowy Tapscript).
- Taproot zwiększa prywatność, sprawiając, że złożone transakcje, takie jak wydatki z wielokrotnym podpisem i zamknięcia kanałów Lightning, wyglądają identycznie jak płatności z pojedynczym podpisem realizowane w łańcuchu bloków, a także obniża opłaty za te transakcje o około 25%.
- Adresy Taproot zaczynają się od
bc1poraz wykorzystują kodowanie Bech32m, co odróżnia je od wcześniejszych adresów SegWit, które zaczynają się odbc1q. - Ta sama elastyczność, zaprojektowana z myślą o mechanizmie multisig i sieci Lightning, umożliwiła również wprowadzenie Ordinals (grudzień 2022 r.), tokenów BRC-20 oraz Runes (kwiecień 2024 r.). Według większości wskaźników, od kwietnia 2026 r. Taproot odpowiada za około jedną piątą aktywności transakcyjnej w sieci Bitcoin.
Pochodzenie Taproot
Projekt Taproot został po raz pierwszy zaproponowany w styczniu 2018 roku przez Gregory’ego Maxwella, jednego z pierwszych i najbardziej płodnych twórców protokołu Bitcoin. Główna idea – wykorzystanie sztuczki kryptograficznej, dzięki której złożone transakcje stają się nie do odróżnienia od prostych – nie była nowa w teorii. Jednak konkretna konstrukcja zaproponowana przez Maxwella umożliwiła praktyczne wdrożenie tego rozwiązania w sieci Bitcoin bez naruszania kompatybilności ze starszymi węzłami.
Następnie propozycja przeszła ponad trzyletni proces weryfikacji, udoskonalania i dyskusji. Dokładnie przeanalizowano aspekty kryptograficzne, rozważano alternatywne projekty, a społeczność zmagała się z pytaniem, jak dokładnie aktywować aktualizację, unikając powtórzenia kontrowersyjnej walki o aktywację, która towarzyszyła wprowadzeniu SegWit w 2017 roku. Ostatecznym rozwiązaniem okazał się mechanizm „Speedy Trial” – mechanizm aktywacji z ograniczeniem czasowym, który dał górnikom trzymiesięczne okno na zasygnalizowanie gotowości. W czerwcu 2021 roku osiągnęli wymagany próg 90%, a aktywacja Taproot została ustalona na późniejszą część tego samego roku.
To, że wdrożenie Taproot wymagało lat starannej pracy i przebiegło bez żadnych komplikacji, samo w sobie stanowi przykład tego, jak przebiegają aktualizacje Bitcoina. Zmiany w protokole bazowym są celowo wprowadzane powoli i ostrożnie, ponieważ po ich wdrożeniu od ich prawidłowego działania na zawsze zależy wartość rzędu miliardów dolarów.
Trzy części korzenia palowego
Aby jak najlepiej zrozumieć projekt Taproot, warto przyjrzeć się kolejno trzem składowym propozycjom. Każda z nich pełni odrębną funkcję, a zostały one zaprojektowane tak, by współdziałać ze sobą. Pełna specyfikacja została opublikowana w Repozytorium propozycji ulepszeń Bitcoina.
BIP 340: Podpisy Schnorra
Każda transakcja w sieci Bitcoin wymaga podpisu cyfrowego, który potwierdza, że osoba dokonująca płatności jest uprawniona do przeniesienia środków. Od momentu powstania w 2009 roku aż do wprowadzenia Taproot Bitcoin korzystał ze schematu podpisów o nazwie ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm). ECDSA działa dobrze, ale ma pewną kłopotliwą właściwość matematyczną: podpisy nie są liniowe, co oznacza, że nie da się w prosty sposób połączyć wielu podpisów w jeden.
Podpisy Schnorra, wprowadzone w BIP 340, mają charakter liniowy. Ta jedna cecha niesie ze sobą szereg praktycznych korzyści.
Najważniejsze jest to, że agregacja kluczy. Jeśli trzy osoby współpodpisują transakcję (na przykład transakcja z wielokrotnym podpisem typu „3 z 3”), algorytm Schnorra pozwala im wygenerować jeden wspólny podpis przy użyciu jednego wspólnego klucza publicznego. Z zewnątrz transakcja wygląda identycznie jak płatność z jednym podpisującym. Łańcuch bloków przechowuje mniej danych, strony płacą niższe opłaty, a każdy obserwujący łańcuch nie dowiaduje się niczego o ustaleniach dotyczących podpisu wielokrotnego.
Podpisy Schnorra są również nieco mniejsze niż podpisy ECDSA i umożliwiają wydajną weryfikację zbiorczą, co pomaga pełnym węzłom w szybszym przetwarzaniu bloków. Założenia dotyczące bezpieczeństwa kryptograficznego są zasadniczo takie same jak w przypadku ECDSA. Oba schematy opierają się na trudności rozwiązania problemu logarytmu dyskretnego na krzywej eliptycznej secp256k1.
BIP 341: Taproot (P2TR)
Standard BIP 341 definiuje sam nowy typ wyjścia: Pay-to-Taproot, czyli P2TR. To właśnie on tworzy bc1p- adresy z tym przedrostkiem, które być może widzieliście.
Główną ideą stojącą za P2TR jest to, że każde wyjście Taproot przewiduje jednocześnie dwa sposoby jego wykorzystania:
- Ścieżka kluczowa. Właściciel może po prostu wygenerować podpis Schnorra przy użyciu odpowiedniego klucza i wydać monety, tak jak w przypadku zwykłej płatności.
- Ścieżka do skryptu. Ukryte drzewo alternatywnych warunków wydatkowania, z których każdy można ujawnić i wykorzystać do wydatkowania uzyskanego wyniku.
To drzewo alternatywnych skryptów zostało zbudowane przy użyciu struktury zwanej Drzewo skryptów alternatywnych w wersji Merkle’alub MAST. MAST pozwala na zatwierdzenie transakcji z uwzględnieniem wielu możliwych warunków wydatkowania (rozwiązania awaryjne typu multisig, blokady czasowe, blokady hashowe, gałęzie rozstrzygania sporów) bez umieszczania żadnego z nich w łańcuchu bloków, chyba że zostaną faktycznie wykorzystane. Ujawniana jest jedynie konkretna gałąź, która została uruchomiona, wraz z niewielkim dowodem kryptograficznym potwierdzającym, że stanowiła ona część pierwotnego zobowiązania. Każda niewykorzystana gałąź nie zajmuje miejsca w bloku i nie ujawnia żadnych informacji.
W połączeniu z agregacją kluczy Schnorra oznacza to, że przeważająca większość transakcji Taproot, nawet tych bardzo złożonych, pojawia się w łańcuchu bloków jako zwykłe transakcje oparte na ścieżce kluczy. Portfel z podpisem wielokrotnym 2 z 3, zamknięcie kanału Lightning w ramach współpracy, skarbiec z ścieżkami odzyskiwania z blokadą czasową oraz zwykła codzienna płatność osobista mogą wyglądać dokładnie tak samo.
BIP 342: Skrypt Tapscript
Trzecia propozycja, BIP 342, modernizuje język skryptowy Bitcoina pod kątem wykorzystania w ścieżkach skryptowych Taproot. Wynikiem tych zmian jest język o nazwie Tapscript.
Tapscript nie jest zupełnie nowym językiem. Jest to ulepszona wersja istniejącego języka Bitcoin Script, z której usunięto kilka przestarzałych niedoskonałości i dodano kilka niewielkich ulepszeń:
- Operacje związane z podpisami sprawdzają teraz poprawność podpisów Schnorr, a nie ECDSA
- Złagodzono sztywne ograniczenia dotyczące rozmiaru skryptu, które zostały przejęte z wcześniejszych soft forków
- Nowy kod operacyjny,
OP_CHECKSIGADD, zwiększa wydajność weryfikacji wielopodpisowej dostosowanej do przetwarzania wsadowego - Nowy algorytm haszowania podpisów obejmuje większy zakres danych transakcyjnych, co uniemożliwia przeprowadzenie niektórych rodzajów subtelnych ataków związanych z podpisywaniem
To właśnie Tapscript zapewnia systemowi Taproot przyszłościową elastyczność. Przyszłe soft forki będą mogły rozszerzać go o nowe kody operacyjne i funkcje bez zakłócania działania istniejących wyników Taproot.
Taproot a SegWit: porównanie
SegWit i Taproot są często wymieniane razem jako dwie najważniejsze współczesne aktualizacje Bitcoina, ale zostały zaprojektowane w celu rozwiązania różnych problemów. SegWit, uruchomiony w 2017 roku, skupiał się na wyeliminowaniu podatności transakcji na modyfikacje oraz na skutecznym zwiększeniu pojemności bloków. Taproot, wprowadzony cztery lata później, skupiał się na prywatności i elastyczności skryptów. Te dwie aktualizacje raczej się uzupełniają, niż pokrywają.
bc1qbc1pbc1qbc1pTaproot jest technicznie wyjściem SegWit w wersji 1, dlatego obie aktualizacje wykorzystują bc1 przedrostek. Różnica polega na znaku, który występuje zaraz po nim: q dla SegWit v0 oraz p dla Taproot.
Co miało poprawić Taproot
W latach poprzedzających uruchomienie projektu Taproot w prezentacji skupiono się na trzech konkretnych korzyściach:
- Prywatność. Ponieważ agregacja Schnorra i MAST sprawiają, że niemal każda transakcja wygląda jak zwykła płatność z jednym podpisem, narzędziom do analizy łańcucha bloków znacznie trudniej jest zidentyfikować portfele z wieloma podpisami, kanały Lightning oraz inne złożone konfiguracje na podstawie ich śladów w łańcuchu bloków. Korzyści w zakresie prywatności rosną wraz ze wzrostem liczby użytkowników korzystających z Taproot, ponieważ rozszerza się zbiór anonimowych „transakcji, które wyglądają jak proste płatności”.
- Niższe opłaty za złożone transakcje. Opłaty transakcyjne w sieci Bitcoin są naliczane za bajt. Podpisy Schnorr są nieco mniejsze niż podpisy ECDSA, agregacja kluczy pozwala połączyć wiele podpisów w jeden, a mechanizm MAST całkowicie przenosi nieużywane gałęzie skryptu poza łańcuch bloków. W przypadku typowego portfela z wieloma podpisami oszczędność może wynieść około jednej czwartej poprzedniego obciążenia łańcucha bloków.
- Lepsza infrastruktura dla protokołów drugiej warstwy. W szczególności oczekiwano, że sieć Lightning Network odniesie korzyści z algorytmu Schnorr dzięki funkcji zwanej Point Time-Locked Contracts (PTLC). PTLC zastępują stosowany obecnie w sieci Lightning routing oparty na blokadach hashowych schematem, który eliminuje korelację między płatnościami w poszczególnych przeskokach, zwiększając prywatność przekierowywanych płatności. Również fabryki kanałów, aktualizacje kanałów w stylu eltoo oraz kontrakty typu Discreet Log Contracts czerpią korzyści z liniowości algorytmu Schnorra.
Były to oczekiwane sukcesy. Są one rzeczywiste i stopniowo stają się widoczne. Nie są one jednak tym, co większość ludzi zapamiętała z lat bezpośrednio po uruchomieniu projektu. Jak ordynale zmieniły narrację
W grudniu 2022 roku Casey Rodarmor zaprezentował Liczebniki porządkowe, osadzanie danych w transakcjach Taproot.
Jak numery porządkowe i napisy nadały Taprootowi nowe przeznaczenie
W grudniu 2022 roku inżynier oprogramowania Casey Rodarmor wykorzystał złagodzone ograniczenia skryptowe Taproot do wykonania czynności, która nie była przewidziana. Umieścił on obraz bezpośrednio w danych świadectwa transakcji Bitcoin. Nazwał ten protokół Liczebniki porządkoweoraz wbudowane dane w postaci inskrypcji. Pierwsza inskrypcja została zapisana w łańcuchu bloków 14 grudnia 2022 r., a protokół został publicznie uruchomiony w styczniu 2023 r.
Inskrypcje zadziałały, ponieważ Taproot po cichu zniosł ścisłe ograniczenie rozmiaru poszczególnych skryptów wewnątrz liścia MAST. Oznaczało to, że świadectwo Taproot mogło zawierać kilobajty, a ostatecznie nawet megabajty dowolnej treści: obrazów, tekstu, klipów audio, a nawet niewielkich plików wideo. Wpisane dane były następnie numerowane przy użyciu schematu, który śledził poszczególne satoshi w łańcuchu, nadając każdej inskrypcji stałą tożsamość. W praktyce skutkowało to powstaniem tokenów niewymienialnych w sieci Bitcoin.
Protokoły oparte na Ordinals szybko się rozwinęły. W ciągu kilku miesięcy anonimowy programista znany jako Domo opublikował BRC-20 – standard tokenów zamiennych działający w ramach protokołu Inscription. W kwietniu 2024 roku firma Rodarmor wprowadziła Runes – bardziej wydajny protokół tokenów zamiennych, zaprojektowany specjalnie z myślą o przestrzeni blokowej Bitcoina. W różnych momentach w latach 2023 i 2024 protokoły te spowodowały wzrost opłat transakcyjnych w sieci Bitcoin do najwyższych poziomów od wielu lat, a wraz z nimi wzrosło wykorzystanie transakcji Taproot. Według danych Glassnode wskaźnik adopcji Taproot wzrósł z około 1% na początku 2023 r. do szczytowych wartości powyżej 40% w 2024 r., po czym spadł wraz ze spadkiem aktywności związanej z inskrypcjami.
Nie do tego właśnie zaprojektowano Taproot. Wielu programistów Bitcoina miało mieszane uczucia, obserwując, jak najbardziej widocznym przykładem zastosowania tej aktualizacji okazały się NFT i tokeny, a nie ulepszenia dotyczące prywatności i sieci Lightning, nad którymi pracowali przez lata. Jednak ta sama elastyczność, która umożliwia istnienie inskrypcji, sprawia, że Taproot jest przydatny we wszystkich innych zastosowaniach, a ten epizod pokazał, jak modernizacja infrastruktury może przynieść zastosowania wykraczające daleko poza to, do czego została zaprojektowana.
Przyjęcie w 2026 roku
Wskaźniki popularności Taproot różnią się w zależności od tego, co dokładnie się mierzy (adresy otrzymujące środki, transakcje z co najmniej jednym wejściem Taproot lub udział w łącznej wartości wyjść transakcji), a różne pulpity nawigacyjne podają różne dane. Ogólny obraz sytuacji na kwiecień 2026 r. wskazuje, że według większości wskaźników Taproot stanowi około jednej piątej aktywności transakcyjnej w sieci Bitcoin. Jest to spadek w stosunku do szczytowych wartości osiągniętych podczas boomu na inskrypcje, ale wynik znacznie przewyższa poziom odnotowany w pierwszym roku po aktywacji.
To powolne wdrażanie przebiega według tego samego schematu, co wcześniej w przypadku SegWit. Twórcy portfeli, giełdy i podmioty świadczące usługi powiernicze wprowadzają aktualizacje zgodnie z własnymi harmonogramami, a wielu użytkowników nigdy świadomie nie wybiera typu adresu. Po prostu korzystają z tego, co generuje ich portfel. Główne giełdy, w tym Binance, Coinbase, Kraken i OKX, obsługują obecnie wysyłanie środków na adresy Taproot, ale pełna natywna obsługa Taproot w całym ekosystemie wciąż jest w trakcie wdrażania.
Istnieje jednak jeden powód do ostrożności. Podpisy Schnorr, podobnie jak ECDSA, opierają się na kryptografii krzywych eliptycznych, która teoretycznie jest podatna na ataki wystarczająco wydajnego komputera kwantowego wykorzystującego algorytm Shora. Taproot nie sprawia, że Bitcoin jest bardziej podatny na ataki kwantowe niż starsze typy adresów, ponieważ wszystkie one wykorzystują tę samą krzywą secp256k1. Jednak adresy Taproot ujawniają klucz publiczny bezpośrednio w łańcuchu bloków w momencie utworzenia wyjścia, podczas gdy adresy starszego typu i adresy SegWit v0 ujawniają klucz publiczny dopiero w momencie wykorzystania wyjścia. Projekt propozycji o nazwie BIP-360 jest obecnie przedmiotem ożywionej dyskusji jako droga do wprowadzenia opcji podpisów postkwantowych, choć żadna aktualizacja nie jest jeszcze planowana w najbliższym czasie.
Jakie możliwości otwiera Taproot na przyszłość
Obecnie trwają prace nad kilkoma kolejnymi zastosowaniami Taproot. Warto zwrócić uwagę na trzy obszary:
- Aktualizacje sieci Lightning Network. W implementacjach sieci Lightning stopniowo wprowadzane są trasowanie PTLC oraz konstrukcje kanałów oparte na algorytmie Schnorra, co poprawia prywatność płatności i umożliwia tworzenie bardziej złożonych struktur kanałów.
- Taproot Assets. Taproot Assets – pierwotnie ogłoszony przez Lightning Labs pod nazwą Taro, a przemianowany w 2023 roku – to protokół służący do emitowania aktywów zamiennych i niezamiennych w sieci Bitcoin z wykorzystaniem struktury zobowiązań Taproot, umożliwiający transfer tych aktywów za pośrednictwem sieci Lightning. Jest to filozofia projektowa znacznie różniąca się od Ordinals i Runes, zoptymalizowana pod kątem stablecoinów i innych instrumentów finansowych, a nie przedmiotów kolekcjonerskich.
- Skarbiec i zaawansowane usługi przechowywania. Struktura MAST w sieci Taproot umożliwia tworzenie skarbców bitcoinowych – portfeli, w których wypłaty podlegają opóźnieniom, w których można unieważnić skompromitowane klucze oraz w których może współistnieć wiele ścieżek odzyskiwania, bez konieczności ponoszenia kosztów w łańcuchu bloków, dopóki nie zostaną one wykorzystane. Ma to szczególne znaczenie w przypadku powiernictwa instytucjonalnego oraz rozwiązań opartych na samodzielnym przechowywaniu, które muszą zapewnić równowagę między bezpieczeństwem a wygodą użytkowania.
Wnioski
Taproot to jedna z najważniejszych aktualizacji w historii Bitcoina. Zwiększyła ona wydajność podpisów, sprawiła, że złożone transakcje wyglądają jak proste, a także zapewniła programistom bardziej elastyczną platformę do tworzenia nowych rozwiązań. Ponadto, niemal przypadkowo, otworzyła drogę do niepieniężnych zastosowań łańcucha bloków Bitcoina, które znacznie wykraczały poza pierwotny zakres jego projektu.
Dla zwykłych użytkowników praktyczne konsekwencje są oczywiste. Adresy Taproot są w wielu sytuacjach tańsze w użyciu, zapewniają większą prywatność w połączeniu z podpisami wielostronnymi (multisig) lub siecią Lightning, a także coraz częściej stają się domyślnym rozwiązaniem w nowszych portfelach. Dla programistów Taproot stanowi fundament, na którym obecnie opiera się większość poważnych prac nad protokołem Bitcoin. A dla samego protokołu stanowi to przypomnienie, że ostrożne, konserwatywne aktualizacje infrastruktury warstwy bazowej mogą przynieść efekty wykraczające daleko poza to, co zaplanowali ich projektanci.
