Explicații despre Taproot pentru Bitcoin: Cum funcționează actualizarea

Bitcoin Taproot este o actualizare a protocolului activată în noiembrie 2021, care a îmbunătățit confidențialitatea Bitcoin, a redus comisioanele pentru tranzacțiile complexe și a oferit dezvoltatorilor un mediu de scriptare mai flexibil. A fost prima actualizare majoră a Bitcoin de la SegWit din 2017 și a reunit trei propuneri de îmbunătățire a Bitcoin: semnăturile Schnorr (BIP 340), tipul de ieșire Taproot (BIP 341) și un nou limbaj de scriptare numit Tapscript (BIP 342). Adresele Taproot încep cu `bc1p` și sunt denumite tehnic Pay-to-Taproot, sau P2TR.

Impactul real al Taproot s-a dovedit a fi foarte diferit de prezentarea inițială. Aceeași actualizare, concepută pentru a spori eficiența portofelelor multisig și a canalelor Lightning, a permis, în mod accidental, apariția Ordinalelor, Inscripțiilor, token-urilor BRC-20 și a Rune-urilor, declanșând un val de activitate care a dominat spațiul de blocuri Bitcoin timp de aproape doi ani. Acest ghid prezintă ce este de fapt Taproot, cum funcționează cele trei componente ale sale și de ce evoluția sa în lumea reală s-a abătut atât de mult de la planul inițial.

Gestionează-ți Bitcoin-ul și alte criptomonede în siguranță cu ajutorul custodiei proprii Aplicația Bitcoin.com Wallet.

Concluzii cheie

• Bitcoin Taproot este o actualizare de tip soft fork activată pe 14 noiembrie 2021 la înălțimea blocului 709.632, prima actualizare majoră a protocolului Bitcoin de la SegWit din 2017.
• Acesta a inclus trei propuneri de îmbunătățire a Bitcoin: BIP 340 (semnăturile Schnorr), BIP 341 (tipul de ieșire „Pay-to-Taproot”) și BIP 342 (limbajul de scriptare Tapscript).
• Taproot îmbunătățește confidențialitatea făcând ca tranzacțiile complexe, precum cheltuielile cu semnături multiple și închiderea canalelor Lightning, să pară identice cu plățile cu o singură semnătură efectuate pe lanț, și reduce comisioanele pentru aceste tranzacții cu aproximativ 25%.
• Adresele Taproot încep cu bc1p și utilizează codificarea Bech32m, ceea ce le deosebește de adresele SegWit anterioare care încep cu bc1q.
• Aceeași flexibilitate concepută pentru multisig și Lightning a permis, de asemenea, apariția Ordinals (decembrie 2022), a tokenurilor BRC-20 și a Runes (aprilie 2024). Începând cu aprilie 2026, Taproot reprezintă aproximativ o cincime din activitatea tranzacțională Bitcoin, conform majorității indicatorilor.

Originile Taproot

Taproot a fost propus pentru prima dată în ianuarie 2018 de către Gregory Maxwell, unul dintre cei mai vechi și mai prolifici colaboratori la protocolul Bitcoin. Ideea de bază, aceea de a folosi o tehnică criptografică pentru a face tranzacțiile complexe imposibil de distins de cele simple, nu era nouă la nivel abstract. Însă structura specifică concepută de Maxwell a făcut ca aceasta să poată fi implementată în mod practic în Bitcoin fără a afecta compatibilitatea cu nodurile mai vechi.

Propunerea a trecut apoi printr-un proces de revizuire, perfecționare și dezbatere care a durat mai mult de trei ani. Criptografia a fost analizată amănunțit, s-au luat în considerare proiecte alternative, iar comunitatea s-a confruntat cu problema modului exact de activare a actualizării, fără a repeta disputa controversată din jurul activării SegWit din 2017. Răspunsul final a fost „Speedy Trial”, un mecanism de activare cu termen limitat care le-a oferit minerilor o perioadă de trei luni pentru a semnala că sunt pregătiți. Aceștia au atins pragul necesar de 90% în iunie 2021, iar Taproot a fost programat pentru activare mai târziu în același an.

Faptul că Taproot a necesitat ani de muncă minuțioasă și a fost lansat fără incidente este, în sine, o poveste despre modul în care se realizează actualizările Bitcoin. Modificările aduse protocolului de bază sunt în mod deliberat lente și conservatoare, deoarece, odată implementate, valoarea a miliarde de dolari depinde de funcționarea corectă a acestora pe termen nelimitat.

Cele trei părți ale rădăcinii principale

Pentru a înțelege mai bine Taproot, este recomandat să analizăm pe rând cele trei propuneri care îl compun. Fiecare dintre ele îndeplinește o funcție distinctă, iar acestea au fost concepute pentru a funcționa împreună. Specificațiile complete sunt publicate în Arhiva propunerilor de îmbunătățire a Bitcoin.

BIP 340: Semnăturile Schnorr

Fiecare tranzacție Bitcoin necesită o semnătură digitală pentru a dovedi că persoana care efectuează tranzacția este autorizată să transfere monedele. De la lansarea sa în 2009 și până la introducerea Taproot, Bitcoin a utilizat un sistem de semnături numit ECDSA, adică Algoritmul de semnătură digitală pe curbe eliptice. ECDSA funcționează bine, dar are o proprietate matematică incomodă: semnăturile nu sunt liniare, ceea ce înseamnă că nu se pot combina ușor mai multe semnături într-una singură.

Semnăturile Schnorr, introduse în BIP 340, sunt liniare. Această singură proprietate oferă numeroase avantaje practice.

Cel mai important lucru este agregarea cheilor. Dacă trei persoane semnează în comun o tranzacție (de exemplu, o tranzacție cu semnături multiple de tip 3 din 3), sistemul Schnorr le permite să genereze o singură semnătură combinată folosind o singură cheie publică combinată. Din exterior, tranzacția pare identică cu o plată cu un singur semnatar. Blockchain-ul stochează mai puține date, părțile plătesc comisioane mai mici, iar oricine urmărește lanțul nu află nimic despre aranjamentul multisig.

Semnăturile Schnorr sunt, de asemenea, puțin mai mici decât semnăturile ECDSA și permit verificarea eficientă în lot, ceea ce ajută nodurile complete să proceseze blocurile mai rapid. Ipotezele de securitate criptografică sunt, în esență, aceleași ca în cazul ECDSA. Ambele scheme se bazează pe dificultatea problemei logaritmului discret pe curba eliptică secp256k1.

BIP 341: Taproot (P2TR)

BIP 341 definește chiar noul tip de ieșire: Pay-to-Taproot, sau P2TR. Acesta este elementul care creează bc1p- adresele cu prefixul pe care probabil le-ați văzut.

Ideea centrală care stă la baza P2TR este că fiecare ieșire Taproot se angajează să poată fi cheltuită în două moduri simultan:

• Calea principală. Proprietarul poate pur și simplu să genereze o semnătură Schnorr folosind cheia corespunzătoare și să cheltuiască monedele, exact ca în cazul unei plăți obișnuite.
• Calea către script. Un arbore ascuns de condiții alternative de cheltuire, oricare dintre acestea putând fi dezvăluită și utilizată pentru a cheltui rezultatul.

Acest arbore al scripturilor alternative este construit folosind o structură numită Arbore de scripturi alternative merklizat, sau MAST. Un MAST permite unei tranzacții să se angajeze față de mai multe condiții posibile de cheltuire (opțiuni de rezervă multisig, blocări temporare, blocări hash, ramuri de soluționare a disputelor) fără a înregistra vreuna dintre acestea pe lanț, cu excepția cazului în care sunt efectiv utilizate. Este dezvăluită doar ramura specifică care este exercitată, împreună cu o mică dovadă criptografică că aceasta a făcut parte din angajamentul inițial. Fiecare ramură neutilizată nu ocupă spațiu în bloc și nu divulgă nicio informație.

În combinație cu agregarea cheilor Schnorr, acest lucru înseamnă că marea majoritate a tranzacțiilor Taproot, chiar și cele foarte complexe, apar pe blockchain ca simple tranzacții de tip „key-path”. Un portofel multisig 2 din 3, o închidere cooperativă a unui canal Lightning, un seif cu căi de recuperare cu blocare temporară și o plată personală de zi cu zi pot arăta toate exact la fel.

BIP 342: Transcrierea dialogului

A treia propunere, BIP 342, modernizează limbajul de scriptare al Bitcoin pentru a putea fi utilizat în cadrul căilor de script Taproot. Rezultatul se numește Tapscript.

Tapscript nu este un limbaj complet nou. Este o versiune optimizată a limbajului Bitcoin Script existent, din care au fost eliminate câteva particularități moștenite și au fost adăugate câteva îmbunătățiri modeste:

• Operațiunile de semnare validează acum semnăturile Schnorr, în locul celor ECDSA
• Limitele stricte privind dimensiunea scriptului, moștenite de la soft fork-urile anterioare, sunt relaxate
• Un nou cod de operație, OP_CHECKSIGADD, sporește eficiența verificării multisig adaptate proceselor de tip lot
• Un nou algoritm de hash pentru semnături acoperă mai multe date privind tranzacțiile, eliminând astfel anumite tipuri de atacuri subtile asupra semnăturilor

Tapscript este elementul care conferă Taproot flexibilitatea sa orientată spre viitor. Viitoarele soft fork-uri îl pot extinde cu noi coduri operaționale și funcționalități, fără a afecta ieșirile Taproot existente.

Taproot vs SegWit: o comparație între cele două

SegWit și Taproot sunt adesea considerate împreună cele mai importante două actualizări moderne ale Bitcoin, dar au fost concepute pentru a rezolva probleme diferite. SegWit, activat în 2017, s-a concentrat pe remedierea maleabilității tranzacțiilor și pe extinderea efectivă a capacității blocurilor. Taproot, patru ani mai târziu, s-a concentrat pe confidențialitate și pe flexibilitatea scripturilor. Cele două actualizări se completează reciproc, fără a se suprapune.

Taproot este, din punct de vedere tehnic, o ieșire SegWit versiunea 1, motiv pentru care ambele actualizări utilizează bc1 prefix. Diferența constă în caracterul care urmează: q pentru SegWit v0 și p pentru Taproot.

Ce ar fi trebuit să îmbunătățească Taproot

Prezentarea produsului Taproot, în anii care au precedat lansarea, s-a axat pe trei avantaje concrete:

• Confidențialitate. Deoarece agregarea Schnorr și MAST fac ca aproape orice tranzacție să pară o plată obișnuită cu o singură semnătură, instrumentelor de analiză a lanțului le este mult mai greu să identifice portofelele multisig, canalele Lightning și alte configurații complexe pe baza amprentelor lor de pe lanț. Avantajul în materie de confidențialitate crește pe măsură ce tot mai mulți utilizatori adoptă Taproot, deoarece setul de anonimat al „tranzacțiilor care par a fi plăți simple” se extinde.
• Comisioane mai mici pentru tranzacțiile complexe. Comisioanele de tranzacție Bitcoin se plătesc pe byte. Semnăturile Schnorr sunt puțin mai mici decât cele ECDSA, agregarea cheilor permite combinarea mai multor semnături într-una singură, iar MAST menține ramurile de script neutilizate în întregime în afara lanțului de blocuri. Pentru un portofel tipic cu semnături multiple, economiile pot ajunge la aproximativ un sfert din amprenta anterioară pe lanțul de blocuri.
• O infrastructură îmbunătățită pentru protocoalele de nivel secundar. Se preconiza că, în special, rețeaua Lightning va beneficia de tehnologia Schnorr prin intermediul unei funcționalități denumite „Point Time-Locked Contracts” (PTLC). PTLC-urile înlocuiesc rutarea bazată pe hash-lock utilizată în prezent în Lightning cu un sistem care elimină corelația dintre plăți la nivelul diferitelor etape de rutare, îmbunătățind astfel confidențialitatea plăților rute. Fabricile de canale, actualizările de canale în stilul eltoo și contractele Discreet Log beneficiază, de asemenea, de liniaritatea algoritmului Schnorr.

Acestea erau victoriile așteptate. Sunt reale și încep să se contureze treptat. Dar nu ele constituie povestea pe care majoritatea oamenilor și-o amintesc din anii imediat următori activării. Cum au schimbat ordinalele narațiunea

În decembrie 2022, Casey Rodarmor a prezentat Numere ordinale, prin încorporarea datelor în tranzacțiile Taproot.

Cum numerele ordinale și inscripțiile au dat o nouă utilitate rădăcinii principale

În decembrie 2022, un inginer de software pe nume Casey Rodarmor a profitat de limitele mai puțin stricte ale scripturilor din Taproot pentru a face ceva neprevăzut. El a încorporat o imagine direct în datele de martor ale unei tranzacții Bitcoin. El a numit protocolul Numere ordinale, precum și inscripțiile cu date încorporate. Prima inscripție a fost înregistrată pe lanțul de blocuri pe 14 decembrie 2022, iar protocolul a fost lansat public în ianuarie 2023.

Inscripțiile au funcționat deoarece Taproot a eliminat în mod discret limita strictă de dimensiune pentru scripturile individuale din interiorul unui nod MAST. Aceasta însemna că un martor Taproot putea conține kilobyți, și eventual megabyți, de conținut arbitrar: imagini, text, clipuri audio, chiar și fișiere video de dimensiuni reduse. Datele inscripționate erau apoi numerotate folosind o schemă care urmărea satoshi-urile individuale de-a lungul lanțului, conferind fiecărei inscripții o identitate stabilă. Rezultatul, în practică, a fost apariția token-urilor nefungibile pe Bitcoin.

Protocoalele construite pe baza Ordinals s-au extins rapid. În câteva luni, un dezvoltator anonim cunoscut sub numele de Domo a lansat BRC-20, un standard de token fungibil care funcționează pe protocolul Inscription. În aprilie 2024, Rodarmor a lansat Runes, un protocol de token fungibil mai eficient, conceput special pentru spațiul de bloc al Bitcoin. În diferite momente din anii 2023 și 2024, aceste protocoale au împins comisioanele de tranzacție Bitcoin la niveluri maxime înregistrate în ultimii ani și au determinat, odată cu acestea, o creștere a utilizării tranzacțiilor Taproot. Conform datelor Glassnode, adoptarea Taproot a crescut de la aproximativ 1% la începutul anului 2023 la maxime de peste 40% în cursul anului 2024, înainte de a se stabiliza la un nivel mai scăzut, pe măsură ce activitatea de inscripționare a încetinit.

Nu pentru asta a fost conceput Taproot. Mulți dezvoltatori Bitcoin au avut sentimente amestecate când au văzut că cel mai vizibil caz de utilizare al actualizării s-a dovedit a fi NFT-urile și token-urile, mai degrabă decât îmbunătățirile privind confidențialitatea și Lightning pe care le-au dezvoltat de-a lungul anilor. Dar aceeași flexibilitate care permite existența inscripțiilor este ceea ce face ca Taproot să fie util pentru orice altceva, iar acest episod a arătat cum actualizările de infrastructură pot genera utilizări care depășesc cu mult scopul pentru care au fost concepute.

Adopția în 2026

Cifrele privind adoptarea Taproot variază în funcție de ce anume se măsoară (adresele care primesc fonduri, tranzacțiile cu cel puțin o intrare Taproot sau ponderea ieșirilor totale din tranzacții), iar diferite tablouri de bord prezintă cifre diferite. În ansamblu, începând cu aprilie 2026, Taproot reprezintă aproximativ o cincime din activitatea tranzacțională Bitcoin, conform majorității indicatorilor. Această valoare este mai mică față de maximele atinse în timpul boom-ului de înscrieri, dar cu mult peste nivelul înregistrat în primul an după activare.

Această implementare treptată urmează același model pe care l-a urmat SegWit înaintea sa. Dezvoltatorii de portofele, platformele de tranzacționare și furnizorii de servicii de custodie efectuează actualizările conform propriilor programe, iar mulți utilizatori nu aleg niciodată în mod deliberat un tip de adresă. Ei folosesc pur și simplu ceea ce generează portofelul lor. Platformele majore de tranzacționare, printre care Binance, Coinbase, Kraken și OKX, acceptă acum trimiterea de fonduri către adrese Taproot, dar suportul nativ complet pentru Taproot la nivelul întregului ecosistem este încă în curs de implementare.

Există totuși un motiv de precauție. Semnăturile Schnorr, la fel ca ECDSA, se bazează pe criptografia cu curbe eliptice, care este teoretic vulnerabilă la un computer cuantic suficient de puternic care rulează algoritmul lui Shor. Taproot nu face ca Bitcoin să fie mai vulnerabil la atacurile cuantice decât tipurile de adrese tradiționale, deoarece toate utilizează aceeași curbă secp256k1. Cu toate acestea, adresele Taproot dezvăluie o cheie publică direct pe lanț în momentul creării ieșirii, în timp ce adresele tradiționale și cele SegWit v0 dezvăluie cheia publică doar atunci când ieșirea este cheltuită. O propunere preliminară numită BIP-360 a făcut obiectul unor discuții active ca o cale către opțiuni de semnături post-cuantice, deși nu este iminentă nicio actualizare.

Ce oportunități deschide Taproot pentru viitor

În prezent, se lucrează încă la dezvoltarea mai multor cazuri de utilizare ale Taproot. Trei domenii merită urmărite:

• Actualizări ale rețelei Lightning. Rutarea PTLC și construcțiile de canale bazate pe algoritmul Schnorr sunt implementate treptat în cadrul diverselor implementări ale rețelei Lightning, îmbunătățind confidențialitatea plăților și permițând crearea unor structuri de canale mai sofisticate.
• Taproot Assets. Anunțat inițial sub numele de Taro de către Lightning Labs și redenumit în 2023, Taproot Assets este un protocol pentru emiterea de active fungibile și nefungibile pe Bitcoin, folosind structura de angajamente a Taproot, cu posibilitatea de a transfera aceste active prin rețeaua Lightning. Este o filosofie de proiectare foarte diferită de cea a Ordinals și Runes, optimizată pentru stablecoin-uri și alte instrumente financiare, mai degrabă decât pentru obiecte de colecție.
• Seifuri și servicii avansate de custodie. Structura MAST a rețelei Taproot face posibilă crearea de seifuri Bitcoin — portofele în care retragerile necesită perioade de așteptare, în care cheile compromise pot fi revocate și în care pot coexista mai multe căi de recuperare, fără a fi necesară plata acestora pe lanț, cu excepția cazului în care sunt utilizate. Acest lucru este deosebit de relevant pentru serviciile de custodie instituțională și pentru configurațiile de auto-custodie care trebuie să găsească un echilibru între securitate și ușurința utilizării.

Concluzie

Taproot este una dintre cele mai importante actualizări din istoria Bitcoin. Aceasta a sporit eficiența semnăturilor, a transformat tranzacțiile complexe în unele simple și a oferit dezvoltatorilor o bază mai flexibilă pe care să-și construiască proiectele. De asemenea, aproape întâmplător, a deschis calea către utilizări nemonetare ale blockchain-ului Bitcoin, care se aflau cu mult în afara domeniului de aplicare inițial al acestuia.

Pentru utilizatorii obișnuiți, avantajul practic este clar. Adresele Taproot sunt mai ieftine de utilizat în multe situații, oferă mai multă confidențialitate atunci când sunt folosite împreună cu multisig sau Lightning și devin din ce în ce mai des opțiunea implicită în portofelele mai noi. Pentru dezvoltatori, Taproot reprezintă fundamentul pe care se bazează în prezent cea mai mare parte a lucrărilor serioase legate de protocolul Bitcoin. Iar pentru protocolul în sine, acesta reprezintă o reamintire a faptului că actualizările atente și conservatoare ale infrastructurii de bază pot produce efecte care depășesc cu mult ceea ce au planificat proiectanții lor.