Биткойн Taproot — это обновление протокола, запущенное в ноябре 2021 года, которое повысило уровень конфиденциальности Биткойна, снизило комиссии за сложные транзакции и предоставило разработчикам более гибкую среду для написания скриптов. Это было первое крупное обновление Биткойна со времени SegWit в 2017 году, в которое вошли три предложения по улучшению Биткойна (BIP): подписи Шнорра (BIP 340), тип вывода Taproot (BIP 341) и новый язык сценариев под названием Tapscript (BIP 342). Адреса Taproot начинаются с `bc1p` и технически называются Pay-to-Taproot, или P2TR.
Реальное влияние Taproot оказалось совсем не таким, как предполагалось изначально. То самое обновление, призванное повысить эффективность кошельков с мультиподписью и каналов Lightning, также случайно открыло путь для Ordinals, Inscriptions, токенов BRC-20 и Runes, что вызвало волну активности, которая доминировала в пространстве блоков Биткойна почти два года. В этом руководстве рассказывается, что такое Taproot на самом деле, как работают его три компонента и почему его реальная история так резко разошлась с первоначальным планом.
Безопасно управляйте своими биткойнами и другими криптовалютами с помощью самостоятельного хранения Приложение «Кошелек Bitcoin.com».
Основные выводы
- Bitcoin Taproot — это обновление в виде мягкого форка, активированное 14 ноября 2021 года на высоте блока 709 632. Это первое крупное обновление протокола Биткойна после SegWit в 2017 году.
- Он объединил три предложения по улучшению биткоина: BIP 340 (подписи Шнорра), BIP 341 (тип вывода «Pay-to-Taproot») и BIP 342 (язык сценариев Tapscript).
- Taproot повышает уровень конфиденциальности, делая сложные транзакции, такие как расходование средств с мультиподписью и закрытие каналов Lightning, внешне идентичными платежам с одной подписью в цепочке, а также снижает комиссию за эти транзакции примерно на 25 %.
- Адреса Taproot начинаются с
bc1pи используют кодировку Bech32m, что позволяет отличить их от более ранних адресов SegWit, которые начинаются сbc1q. - Та же гибкость, разработанная для мультиподписей и Lightning, также позволила реализовать Ordinals (декабрь 2022 года), токены BRC-20 и Runes (апрель 2024 года). По состоянию на апрель 2026 года на долю Taproot приходится примерно пятая часть транзакционной активности Биткойна по большинству показателей.
Истоки Taproot
Впервые идея Taproot была предложена в январе 2018 года Грегори Максвеллом, одним из первых и наиболее плодовитых разработчиков протокола Биткойна. Основная идея — использование криптографического приёма, позволяющего сделать сложные транзакции неотличимыми от простых — в абстрактном плане не была новой. Однако конкретная реализация Максвелла сделала её практичной для внедрения в Биткойн без нарушения совместимости со старыми узлами.
Затем предложение прошло более чем трёхлетний процесс рассмотрения, доработки и обсуждения. Была тщательно проанализирована криптография, рассмотрены альтернативные варианты реализации, а сообщество ломало голову над тем, как именно активировать обновление, не повторив спорную борьбу вокруг активации SegWit в 2017 году. В итоге был выбран механизм «Speedy Trial» — механизм активации с фиксированным сроком, дававший майнерам трёхмесячное окно для подтверждения готовности. В июне 2021 года они достигли необходимого порога в 90%, и активация Taproot была зафиксирована на конец того же года.
Тот факт, что реализация Taproot потребовала многих лет кропотливой работы и прошла без каких-либо проблем, сам по себе является примером того, как происходит модернизация Биткойна. Изменения в базовом протоколе внедряются намеренно медленно и осторожно, поскольку после их внедрения от их правильного функционирования на протяжении всего времени зависят активы на миллиарды долларов.
Три части стержневого корня
Лучше всего понять Taproot можно, рассмотрев поочередно три составляющих его предложения. Каждое из них выполняет свою отдельную функцию, и они были разработаны для совместной работы. Полные спецификации опубликованы в Репозиторий предложений по улучшению Биткойна.
BIP 340: Подписи Шнорра
Каждая транзакция в сети Биткойн требует цифровой подписи, подтверждающей, что отправитель имеет право на перевод монет. С момента запуска в 2009 году и до внедрения Taproot в Биткойне использовалась схема подписи под названием ECDSA (алгоритм цифровой подписи на основе эллиптической кривой). ECDSA работает нормально, но обладает одним неудобным математическим свойством: подписи не являются линейными, а это означает, что невозможно легко объединить несколько подписей в одну.
Подписи Шнорра, введенные в BIP 340, являются линейными. Это единственное свойство открывает целый ряд практических преимуществ.
Самое главное — это агрегация ключей. Если три человека совместно подписывают транзакцию (например, расход средств с мультиподписью «3 из 3»), алгоритм Шнорра позволяет им сгенерировать одну объединенную подпись с использованием одного объединенного открытого ключа. С внешней точки зрения транзакция выглядит точно так же, как платеж с одним подписантом. В блокчейне хранится меньше данных, участники платят меньшие комиссии, а любой наблюдатель за цепочкой не узнает ничего о многоподписном механизме.
Подписи Шнорра также имеют немного меньший размер, чем подписи ECDSA, и поддерживают эффективную пакетную проверку, что помогает полным узлам быстрее обрабатывать блоки. Предположения о криптографической безопасности по сути такие же, как и у ECDSA. Обе схемы основаны на сложности решения задачи дискретного логарифма на эллиптической кривой secp256k1.
BIP 341: Taproot (P2TR)
В стандарте BIP 341 определяется сам новый тип вывода: Pay-to-Taproot, или P2TR. Именно это и создает bc1p- адреса с префиксом, которые вы, возможно, видели.
Основная идея P2TR заключается в том, что каждый выход Taproot одновременно фиксирует два варианта его расходования:
- Ключевой путь. Владелец может просто сгенерировать подпись Шнорра с помощью нужного ключа и потратить монеты, как при обычном платеже.
- Путь к скрипту. Скрытое дерево альтернативных условий расходования, любое из которых можно раскрыть и использовать для расходования выпущенных средств.
Это дерево альтернативных сценариев построено с использованием структуры, называемой Мерклизированное альтернативное дерево сценариев, или MAST. MAST позволяет фиксировать транзакцию с учетом множества возможных условий расходования средств (резервные варианты с мультиподписью, временные блокировки, хеш-блокировки, ветви для разрешения споров), не занося ни одно из них в цепочку, пока они не будут фактически использованы. Раскрывается только та конкретная ветвь, которая была реализована, вместе с небольшим криптографическим доказательством того, что она была частью исходного обязательства. Каждая неиспользованная ветвь не занимает места в блоке и не приводит к утечке информации.
В сочетании с агрегацией ключей по алгоритму Шнорра это означает, что подавляющее большинство транзакций Taproot, даже очень сложных, отображаются в блокчейне как обычные транзакции с ключевым путем. Кошелек с мультиподписью «2 из 3», кооперативное закрытие канала Lightning, хранилище с путями восстановления, защищенными временной блокировкой, и обычный личный платеж — все это может выглядеть абсолютно одинаково.
BIP 342: Tapscript
Третье предложение, BIP 342, предусматривает модернизацию языка сценариев Биткойна для использования в рамках сценариев Taproot. Результат этой модернизации получил название Tapscript.
Tapscript — это не совершенно новый язык. Это оптимизированная версия существующего Bitcoin Script, из которой были устранены некоторые устаревшие особенности и добавлены несколько небольших улучшений:
- Теперь при обработке подписей проверяются подписи по алгоритму Шнорра, а не по алгоритму ECDSA
- Ограничения на размер скриптов, унаследованные от предыдущих «мягких форков», ослаблены
- Новый операционный код,
OP_CHECKSIGADD, повышает эффективность проверки мультиподписей, удобной для пакетной обработки - Новый алгоритм хеширования подписей охватывает более широкий объем данных транзакций, что позволяет предотвратить некоторые виды изощрённых атак, связанных с подписью
Именно Tapscript обеспечивает Taproot его перспективную гибкость. Будущие мягкие форки смогут расширять его за счёт новых опкодов и функций, не затрагивая существующие выходы Taproot.
Taproot и SegWit: сравнение
SegWit и Taproot часто объединяют в одну группу как два важнейших современных обновления Биткойна, однако они были разработаны для решения разных задач. SegWit, активированный в 2017 году, был направлен на устранение проблемы изменчивости транзакций и эффективное увеличение емкости блоков. Taproot, появившийся четырьмя годами позже, был ориентирован на обеспечение конфиденциальности и гибкости скриптов. Эти два обновления скорее дополняют друг друга, чем дублируют функции друг друга.
bc1qbc1pbc1qbc1pTaproot технически представляет собой выход данных SegWit версии 1, поэтому в обоих обновлениях используется bc1 префикс. Разница заключается в следующем за ним символе: q для SegWit v0 и p для Taproot.
Что должен был улучшить Taproot
В период, предшествовавший запуску, в презентации проекта Taproot основное внимание уделялось трем конкретным преимуществам:
- Конфиденциальность. Поскольку агрегация Шнорра и MAST позволяют практически каждому расходу выглядеть как обычный платеж с одной подписью, инструментам анализа цепочки гораздо сложнее выявлять кошельки с мультиподписью, каналы Lightning и другие сложные конфигурации по их «отпечаткам» в цепочке. Преимущества в плане конфиденциальности усиливаются по мере того, как всё больше пользователей переходят на Taproot, поскольку расширяется набор анонимных «транзакций, выглядящих как простые платежи».
- Более низкие комиссии за сложные транзакции. Комиссии за транзакции в сети Биткойн взимаются за каждый байт. Подписи Шнорра занимают немного меньше места, чем подписи ECDSA, агрегация ключей позволяет объединить множество подписей в одну, а технология MAST позволяет полностью вынести неиспользуемые ветви скриптов за пределы цепочки блоков. Для типичного кошелька с мультиподписью экономия может составить примерно четверть от прежнего объема данных в цепочке блоков.
- Улучшение инфраструктуры для протоколов второго уровня. В частности, ожидалось, что сеть Lightning Network извлечет выгоду из алгоритма Шнорра благодаря функции, называемой «контрактами с фиксированным временем и точкой» (Point Time-Locked Contracts, PTLC). PTLC заменяют используемую в настоящее время в Lightning маршрутизацию с фиксацией хеша на схему, которая устраняет корреляцию между платежами на разных этапах маршрута, повышая конфиденциальность маршрутизируемых платежей. «Фабрики» каналов, обновления каналов в стиле eltoo и контракты с дискретным журналом (Discreet Log Contracts) также извлекают выгоду из линейности алгоритма Шнорра.
Это были ожидаемые успехи. Они реальны и постепенно становятся заметными. Но именно не об этом большинство людей вспоминает, когда речь заходит о годах, последовавших сразу за запуском. Как ординалы изменили общую картину
В декабре 2022 года Кейси Родармор представил Порядковые числительные, встраивая данные в транзакции Taproot.
Как «Ordinals» и «Inscriptions» изменили назначение Taproot
В декабре 2022 года инженер-программист по имени Кейси Родармор воспользовался ослабленными ограничениями скриптов Taproot, чтобы сделать нечто, не предусмотренное разработчиками. Он встроил изображение непосредственно в данные свидетеля транзакции Bitcoin. Он назвал этот протокол Порядковые числительные, а также встроенные данные — надписи. Первая надпись была занесена в цепочку блоков 14 декабря 2022 года, а публичный запуск протокола состоялся в январе 2023 года.
Надписи сработали, потому что Taproot незаметно снял строгое ограничение на размер отдельных скриптов внутри листьев MAST. Это означало, что свидетель Taproot мог содержать килобайты, а впоследствии и мегабайты произвольного контента: изображения, текст, аудиоклипы и даже небольшие видеофайлы. Затем вписанные данные нумеровались с использованием схемы, которая отслеживала отдельные сатоши по цепочке, присваивая каждой надписи стабильный идентификатор. На практике это привело к появлению невзаимозаменяемых токенов в сети Биткойн.
Протоколы, построенные на основе Ordinals, быстро расширились. В течение нескольких месяцев анонимный разработчик, известный как Domo, выпустил BRC-20 — стандарт заменимых токенов, работающий на протоколе Inscription. В апреле 2024 года Rodarmor запустил Runes — более эффективный протокол заменимых токенов, разработанный специально для пространства блоков Биткойна. В разные моменты 2023 и 2024 годов эти протоколы подняли комиссии за транзакции в сети Биткойна до многолетних максимумов и одновременно увеличили использование транзакций Taproot. Согласно данным Glassnode, уровень внедрения Taproot вырос с примерно 1 % в начале 2023 года до пиковых значений свыше 40 % в течение 2024 года, после чего снизился по мере ослабления активности по созданию инскрипций.
Taproot разрабатывался не для этого. Многие разработчики Bitcoin с смешанными чувствами наблюдали за тем, как самым заметным примером использования этого обновления стали NFT и токены, а не улучшения в области конфиденциальности и сети Lightning, над которыми они трудились годами. Однако та же гибкость, которая позволяет существовать надписям, делает Taproot полезным и для всего остального, и этот эпизод показал, как обновления инфраструктуры могут привести к применениям, выходящим далеко за рамки того, для чего они были разработаны.
Принятие в 2026 году
Показатели внедрения Taproot варьируются в зависимости от того, что именно вы измеряете (адреса, получающие средства; транзакции с хотя бы одним входом Taproot; или долю выходов в общем объеме транзакций), и разные аналитические панели приводят разные цифры. Общая картина по состоянию на апрель 2026 года такова: по большинству показателей на долю Taproot приходится примерно пятая часть транзакционной активности в сети Биткойна. Это ниже пиковых значений, достигнутых во время бума инскрипций, но значительно выше уровня, на котором показатель находился в течение первого года после активации.
Медленное внедрение проходит по той же схеме, что и в случае с SegWit ранее. Разработчики кошельков, биржи и хранители осуществляют обновление по собственному графику, а многие пользователи никогда сознательно не выбирают тип адреса. Они просто используют тот адрес, который генерирует их кошелек. Крупные биржи, включая Binance, Coinbase, Kraken и OKX, теперь поддерживают отправку средств на адреса Taproot, но полная встроенная поддержка Taproot в более широкой экосистеме пока находится в стадии внедрения.
Существует один постоянный повод для осторожности. Подписи Шнорра, как и ECDSA, основаны на криптографии на основе эллиптических кривых, которая теоретически уязвима для достаточно мощного квантового компьютера, использующего алгоритм Шора. Taproot не делает Биткойн более уязвимым к квантовым атакам, чем устаревшие типы адресов, поскольку все они используют одну и ту же кривую secp256k1. Однако адреса Taproot раскрывают открытый ключ непосредственно в цепочке в момент создания вывода, тогда как устаревшие адреса и адреса SegWit v0 раскрывают открытый ключ только при трате вывода. Проект предложения под названием BIP-360 активно обсуждается как путь к постквантовым вариантам подписи, хотя в ближайшее время обновления не предвидится.
Какие возможности открывает Taproot в будущем
В настоящее время продолжается разработка нескольких сценариев использования Taproot. Стоит обратить внимание на три направления:
- Обновления Lightning Network. Маршрутизация PTLC и построение каналов на основе алгоритма Шнорра постепенно внедряются в различные реализации Lightning, что повышает конфиденциальность платежей и открывает возможности для создания более сложных структур каналов.
- Taproot Assets. Изначально анонсированный компанией Lightning Labs под названием Taro и переименованный в 2023 году, Taproot Assets представляет собой протокол для выпуска заменимых и незаменимых активов в сети Биткойн с использованием структуры обязательств Taproot, с возможностью передачи этих активов через сеть Lightning. Эта философия проектирования значительно отличается от Ordinals и Runes и оптимизирована для стейблкоинов и других финансовых инструментов, а не для коллекционных предметов.
- Хранилища и расширенные услуги по хранению. Структура MAST в Taproot позволяет создавать биткойн-хранилища — кошельки, в которых для вывода средств требуется определенная задержка, где можно аннулировать скомпрометированные ключи и где могут сосуществовать несколько путей восстановления, при этом оплата за них в цепочке блоков производится только в случае их использования. Это особенно актуально для институционального хранения и для систем самостоятельного хранения, в которых необходимо найти баланс между безопасностью и удобством использования.
Заключение
Taproot — одно из важнейших обновлений в истории Биткойна. Оно повысило эффективность подписей, позволило представлять сложные транзакции в виде простых и предоставило разработчикам более гибкую основу для дальнейших разработок. Кроме того, почти случайно оно открыло путь к немонетарным способам использования блокчейна Биткойна, которые выходили далеко за рамки его первоначальной концепции.
Для обычных пользователей практический результат очевиден. Адреса Taproot во многих ситуациях позволяют совершать транзакции с меньшими комиссиями, обеспечивают большую конфиденциальность при использовании с мультиподписью или сетью Lightning и всё чаще становятся стандартом в новых кошельках. Для разработчиков Taproot — это фундамент, на котором в настоящее время строится большая часть серьёзных разработок протокола Биткойна. А для самого протокола это служит напоминанием о том, что тщательные и осторожные обновления инфраструктуры базового уровня могут привести к результатам, выходящим далеко за рамки первоначальных планов их разработчиков.
