APR:簡單理解比特幣的Taproot

比特幣的Taproot提案已獲得社區支持，并預計于今年11月份激活，這引起了加密社區的較大關注。為什么Taproot會引起人們的關注？因為它是近年來比特幣最重要的升級之一。

Taproot是一種提升比特幣腳本功能的技術，由GregMaxwell等公布，它希望通過此技術提升比特幣的隱私性、安全性以及可擴展性。

具體來說，如何簡單理解比特幣中的Taproot軟分叉升級？

Taproot升級之于比特幣

Taproot軟分叉升級對比特幣來說，有幾個好處，可以增強隱私、降低費用以及提升可擴展性。

美國參議員：打擊比特幣以應對氣候危機，是我們能做的最簡單、破壞性最小的事情之一:美國參議員Elizabeth Warren表示，比特幣需要如此多的計算活動，以至于它消耗的能量比整個國家都多。為應對氣候危機，我們能做的最簡單、破壞性最小的事情之一就是打擊對環境造成浪費的加密貨幣。[2021/6/10 23:27:54]

目前加密社區最關注的問題之一是隱私。比特幣鏈上發生的任何事情都是可以查看的，為了解決這個問題，出來了不少隱私解決方案，甚至有隱私代幣，以此試圖來解決加密領域的隱私問題。不過，目前為止，隱私代幣試圖通過隱私屬性來取代btc幾乎是不現實的。

一般來說，比特幣支出需要進行簽名，同時還可以添加其他的條件，如時間鎖、多重簽名等。為了滿足更多場景的需求，可以對這些條件進行復合，比如在某區塊高度之后才能使用，且要滿足多人簽名才能支出等。比如某個項目持有的BTC，有特定的支出計劃，可以采用時間鎖+多重簽名的方式進行支出。

聲音 | Libra：希望通過簡單易用的支付工具促進更緊密聯系的全球支付系統:金色財經報道，Libra官方推特今日發推文稱，我們希望通過一個簡單易用的支付工具來增強全球數十億人的能力，該工具將促進更緊密聯系的全球支付系統。[2020/1/8]

Taproot同樣也支持比特幣網絡進行這些復雜功能交易，比如多重簽名、時間鎖定發行等。不過不同的地方在于，當前的解決方案在btc進行支出時，需要披露整個腳本。如果條件復雜，數據量會很大，執行起來也貴，效率不高。此外，它也不利于隱私，因為腳本會揭示所有參與方的信息。

通過Taproot升級則可以解決上述問題。

有了Taproot，這些復雜的功能看上去是一次交易，其中的條件可以被隱藏起來。也就是說，通過Taproot，可以隱藏比特幣腳本的蹤跡。例如，可以在閃電網絡上使用Taproot支付btc，而人們只能看到這些對等交易。

聲音 | 元道：幣改自治社群不會對項目進行簡單判斷 項目好壞由私募投資者決定:針對近日社區對幣改的爭議，中關村區塊鏈產業聯盟理事長元道今晚在朋友圈轉發“幣改自治社群滿月公告”表示，大家對幣改還存在一些誤解。首先，我們幣改自治社群對幣改的定義是：業務的通證改造，也就是經由token（通證）改造實際業務的商業模式、利益分配模式、組織協作模式和治理模式等。其次，幣改自治社群不會對任何項目進行簡單的主觀判斷，我們的工作內容就是通過通過自治社群，對項目進行充分的信息披露，通過沙盤推演、答辯、吐槽、踢館護館等等媒體深度協同公之于天下，甚至幫助項目演化發展。我們相信，幣改自治社群的這些工作，對任何項目都有實質性幫助，但項目是否是好項目，完全由私募投資者決定。同時，任何項目“闖關”幣改自治社群過程中所有信息都會“可信記賬”、最終都會“記錄上鏈”。[2018/8/6]

此外，Taproot升級還有利于降低費用和提升可擴展性，為比特幣的復雜交易提供更多方便。

麥斯凱瑟：索羅斯壟斷比特幣太簡單:4月10日，bitcoinist訪問中，《今日俄羅斯》主持人麥斯凱瑟在問及比特幣期貨合約時表示，“期貨合約將促進比特幣下一個高增長，索羅斯和洛克菲勒這樣的投資者可以壟斷比特幣市場，他們能夠利用這些金融工具用于對沖頭寸并建立更大的頭寸。實際上，如果索羅斯試圖壟斷比特幣市場，我一點兒也不驚訝，因為他能夠輕易籌集低息資本并且占據巨大的份額。”麥斯凱瑟曾預言比特幣價格未來將達到10萬美元。[2018/4/10]

之所以能做到這些，很重要的是得益于MAST結構和Schnorr簽名方案。Taproot將兩者納入到其軟分叉升級中。

MAST+Schnorr

MAST

MAST是默克爾化抽象語法樹。它來自于抽象語法樹和默克爾樹的結合。

MAST試圖使用默克爾樹對腳本中的操作進行編碼。當btc支出時，只需提供其分支運算并將分支哈希連接到固定大小的默克爾根上，從而減少交易大小，節省區塊空間。它對資金可支付的不同條件都單獨進行了哈希，且都包含在一棵默克爾樹中，并形成單個哈希，由此鎖定代幣。

通過MAST結構，只有滿足的條件才需要揭示出來，這增加了隱私性。此外，當它跟Schnorr簽名方案結合，它還可隱藏MAST的結果，達成更好的隱私訴求。

整體而言，MAST支持更復雜的交易，可以有各種支出條件，與此同時，它可不用揭示沒有執行的腳本或未被觸發的條件，由此實現隱私保護。此外，MAST結構還有一個好處是，復雜交易可以實現交易大小的顯著降低。有些交易有諸多復雜條件，但隨著其腳本數量的增加，MAST交易大小是對數增長，而非線形增長。

Schnorr

比特幣社區還將Schnorr簽名技術納入Taproot軟分叉升級中。Schnorr簽名目的在于實現高效性。比特幣目前的簽名方案是ECDSA，它和Schnorr簽名方案都屬于橢圓曲線數字簽名算法，不過Schnorr可以實現“聚合簽名”。

簡單來說，就是一筆交易中多個簽名可以組合成一個，它通過將公鑰和簽名組成成“閥值公鑰”和“閥值簽名”，讓其交易看上去跟普通交易沒有區別。“閥值公鑰”可以讓參與者的公鑰疊加在一起，而“閥值簽名”可以讓參與者的簽名組合起來，根據約定條件進行支付。Schnorr簽名算法可以使得多重簽名更高效，同時由于其看上去跟普通交易一樣，因此，也提升了隱私性。

Schnorr簽名也被一些加密學家們認為更具安全性，它在“randomoracle”模型范圍內證明是安全的，而ECDSA簽名則無法做到。

結語

拋開復雜的技術問題，Taproot為比特幣帶來之前沒有的好處：

降低費用

一些復雜的交易，其數據量會極大減少，這會讓這些復雜交易費用顯著降低。而費用的降低，則利于提升比特幣上的復雜交易活動。

憎強隱私

通過Schnorr簽名和MSAT組合可以增強交易的隱私性，一些復雜交易看上跟普通的交易類似。

提升可擴展性和安全性

將Mast和Schnorr簽名結合起來，可以讓區塊包含更多的交易，減少數據量，不僅較低交易費用，還提升了可擴展性以及安全性。不過，也不要對其擴大吞吐量有過高期待，它主要通過減少多簽的大小。想通過它實現更大的可擴展性還是有一定的天花板的。

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