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BTC将迎来Taproot升级 将带来哪些变化?

1、Schnorr签名

Schnorr签名最早是由德国数学家和密码学家Claus P. Schnorr于2008年提出的数字签名策略,后来区块链公司Blockstream的密码学家Gregory Maxwell、Pieter Wuille等人在2021年提出了一种名为MuSig的Schnorr签名策略。这一算法签名将作为BTC一直以来用椭圆曲线数字签名算法的替代策略。

Schnorr的运行原理像椭圆曲线数字签名,但相比ECDSA拥有更多优点。其中最为显著的一点就是允许签名聚合,即可以将参与买卖的多方“聚合”为单个Schnorr签名。这不仅能够降低签名占用体积,还可以使得多签买卖和互联网上任何其它买卖变得没办法区别,从而降低信息暴露,提升私密性和安全性。

在ECDSA签名中,可以从多重签名买卖的签名中追踪参与者的身份信息;在Schnorr签名中,从生成的单一签名没办法查询原有些单个签名信息。

除此之外同时,Schnorr签名算法与原有些ECDSA签名都用同样的椭圆曲线secp256k1 和哈希函数SHA256,这保证了其可以以最小的改动兼容BTC现在的公私钥生成机制。

原标题:BTC将迎来Taproot升级 能否助推其价格拉升?

2021年十月11日,BTC持续向上拉升,截至十月12日凌晨触达57,824.6USD的价格水平,基本已经收回5月以来的跌幅。加密市场最近回温,市场上对“双头牛”的讨论愈加热烈,不少业内人士对BTC给予了更高价位的期待。

在这一背景下,大家关注到BTC互联网的一个要紧技术升级——Taproot升级——将在下个月启动,这将是BTC进步历程中值得关注的一个里程碑事件。

2021年6月12日,据Taproot.watch数据显示,BTCTaproot升级已被锁定,并将在今年11月激活。Taproot.watch网站甚至还制作和发布了一个影片表示庆祝。这意味着,11月BTC互联网达到指定的区块高度(709,632)时,Taproot将被激活,与Taproot有关并包含在比特币 Core 0.21.1 中的BTC改进提案(BIPs)将自动启动。

因为Taproot升级将是继2021年BTC隔离见证之后最大的一次技术拓展,因此遭到了行业巨大的关注,特别在BTC喜好者眼中该升级具备非凡的意义。Taprrot升级被寄期望于改变BTC互联网的可扩展性、隐私性、灵活性,提升用性能和客户体验,同时最大程度地降低对链上的影响。

那样,BTC为何需要进行升级?Taproot具体是什么样的一次升级?它会对BTC互联网产生什么潜在影响?能否助推价格暴涨?

Tah3root支出条件的图形解析说明

Taproot结构与Schnorr签名技术结合后,可以隐藏BTC买卖中的部分脚本,而无需暴露过多的买卖细则信息,只有在“非协作式支出”(Script1和Script2)时,才需要披露MAirSwap的存在,且仅需披露被实行的脚本部分。通过该解决方法,不仅能够降低BTC买卖体积,还可以隐藏所有中间数据,保护用户的隐私。

Tah3root升级的影响

要说Taproot升级会给BTC带来的要紧影响,那样主要体目前隐私性和可扩展性这两点上。

依据大家前面所介绍,概要而言,Taproot升级的最主要技术定义是Schnorr签名和MAirSwap。这两大升级可以直接改变现在BTC互联网的安全隐私性和可扩展性。

第一来看Schnorr签名,前面大家提到聚合签名可以使得多重签名买卖在链上显示为正常的单签买卖,这就使得多签买卖会变得难以区别,单个买卖难以被追踪,这一点可以提升多签用户的隐私性。依据p2sh.info的数据图表显示,现在多重签名的用率处于迅速增长状况。这对于有着多签需要的机构和一般用户来讲,Taproot升级将带来用体验上很大的优化。

2、Tah3root

Taproot可以看作MAirSwap(Merkelized Abstract Syntax Tree,默克抽象语言树)的一种应用,Taproot在与MAirSwap类似的首要条件下运作,将买卖支出条件划分为默克尔树哈希。但与原有些BTC脚本逻辑相比,Taproot 结构仅显示一个由支出条件的默克尔根和原始公钥的组合生成的经过调整的公钥。

3、Tah3scrih3t

BIP 342是Schnorr和Taproot的补充升级,它添加和更新了一些操作码,这部分操作码是指定要实行的操作的机器语言指令的一部分。BIP 342补充了BIP 341(Taproot)中提出的对BTC脚本结构需要做的改进,且允许对Schnorr签名进行批量验证,添加了新的操作码来增强BTC的智能合约功能。

参考文献:

1 Schnorr and Taproot:https://medium.com/@listedreserve/schnorr-and-taproot-cc4fa1edc828

2 Maxwell, Gregory, Andrew Poelstra, Yannick Seurin, and Pieter Wuille, 2021, "Simple Schnorr Multi-Signatures with Applications to 比特币".https://eprint.iacr.org/2021/068.pdf

Tah3root升级是什么?

和ETH互联网(EIPs)一样,BTC每隔段时间也会进行更新(互联网软分叉),主要通过BTC改进提案(BIPs)的形式为BTC引入一些信息改进和新功能。

总的来讲,Taproot就是一个旨在提升BTC互联网安全性、隐私性及灵活性的协议升级,此次升级主要包含三个升级包(BIPs),即Schnorr签名、Taproot 和Tapscript。下面分别来介绍这几个升级的具体内容。

BTC为何需要升级?

大家都知道,BTC自诞生起除去存储和买卖以外,几乎不拥有其它的功能,其价值更多的体目前贮藏方法和“数字黄金”这一特质上。而作为价值转移的基础设施,BTC互联网一直存在可扩展性和买卖效率的问题。BTC区块上限大小为1MB,这致使BTC互联网中每秒处置的买卖笔数仅为7左右。因此BTC互联网买卖确认速度很慢,互联网拥堵问题一直困扰着不少BTC用户。

近些年来,BTC社区也一直在研究和尝试扩容策略。2021年8月,BTC社区通过激活隔离见证(SegWit)升级试图改变BTC的可扩展性。隔离见证通过把每笔买卖的数字签名信息从区块里面去掉并存储在基本买卖块以外,从而减小区块的尺寸,来改变扩展性的问题。

但,这对BTC的互联网可扩展性提高仍然远远不够,BTC社区在不断探寻其他解决方法,包括后来的BTC二层扩容策略——闪电互联网,虽然在非常大程度上改变了BTC的买卖堵塞问题,但BTC互联网性能相比主流的区块链互联网而言,仍有较大差距和空间。这也使得BTC非常难成为高买卖体量的数字资产。

除此之外,更为要紧的一点是,BTC互联网的隐私安全问题也亟待解决。一方面,BTC在技术层面的程序脚本设置会公开合约条约内容,会暴露参与方的信息;另一方面,BTC现在的ECDSA 签名中,身份信息可以从多重签名买卖的签名中免费获得,通过技术方法同样可以追踪到参与方的信息。伴随BTC互联网的普及和参与人数愈加广,以上这部分问题就看上去更为突出。

为了提高BTC的隐私性和买卖扩展性,2021年1月,BTC核心贡献者Gregory Maxwell在研究了MAirSwap技术之后,初次提出了Taproot的定义。后来,他与包括Pieter Wuille、Anthony Towns、Johnson Lau、Jonas Nick等多个核心开发者一块,研究了一种称为Schnorr签名的策略,并将其纳入Taproot,计划在协议更新中展示。

2021年5月6日,BTC协议开发职员Pieter Wuille向BTC开发者邮件群发名单发布了一个名为 "Taproot" 软分叉提案。2021年1月,Taproot/Schnorr软分叉升级提案已正式作为BTC改进提案(BIPs)发布,有关提案序号为BIP340-342。截到今天年6月,已获得BTC社区和矿工的支持,马上正式被激活。

按P2SH地址种类存储的BTC

另外,Schnorr签名降低了原来的签名字节(Schnorr签名是64字节,而ECDSA签名为71-73字节),从而节省了买卖占比空间。Blockstream团队过去在2021年发布的论文《Simple Schnorr Multi-Signatures with Applications to 比特币》中提到用MuSig可以给BTC互联网节省巨大的空间,由此可以带来潜在BTC互联网容量的增加。(这仅包括用多重签名的节省,不包括密钥聚合可能带来的节省。)

用及不用多重签名的BTC区块链的大小 

出处:Simple Schnorr Multi-Signatures with Applications to 比特币

除去空间上的节省,Schnorr签名还可以被批量验证,相比逐一验证ECDSA,很大地节省了验证时间,从而可以提升买卖处置效率,这可能意味着将来整个BTC互联网的买卖可以变得更快、更实惠。

再来讲MAirSwap,MAirSwap被引入BTC区块链协议,Taproot通过改变其支出条件的结构方法,降低原本买卖中附加冗长的脚本,来降低每笔BTC买卖的数据占用空间。通过与Schnorr签名技术的结合,进一步节省买卖占用空间,同时也可以在一定量上降低现在BTC互联网大多数买卖的安全性和隐私性威胁。最后,这部分对互联网层面的潜在影响能否反映在市场表现上,能否助推BTC价格再创历史?也让人期待。

综上而言,虽说与ETH以往升级的浩大声势相比,BTC升级看上去有的相形见绌,但不能否认,Taproot升级的到来和其影响值得BTC社区和BTC喜好者们关注。一直以来,区块链的扩容问题备受关注,就BTC和ETH而言,这一问题到今天仍未从实质上解决。BTC闪电互联网进步虽有进展但与ETHLayer 2相比总体效果甚微,现在ETH也正在eth 2.0的转型的道路上,这次TaprooBTC升级对BTC而言算是一场准时雨,有望增强其隐私属性和支付属性,稳定和提高BTC在海量数字资产中的竞争优势。

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