ViaBTC微比特|90%算力通過 Taproot升級為比特幣帶來了什麼?
2021-09-08 12:10

6月13日,全網超過90%的算力支持通過了比特幣Taproot升級提案,該項提案將於11月激活。與以太坊火熱的包含了EIP1559的倫敦升級相比,穩居加密貨幣市值第一的比特幣的這項升級計劃反而顯得有些不溫不火,並未引發大量的關注度。

 

這也是因為以太坊社區一向在技術進步上要求更高,希望以太坊能夠成長為更實用的公鏈平台。而比特幣社區對於比特幣的技術改革要穩重很多,對於現階段的比特幣,許多人還是秉承著應該保持原狀的態度,這也導致了後續對大區塊一提議的意見不和而發生了BCH硬分叉事件。

 

但比特幣網絡的擁堵也確實成為了困擾不少用戶的一個問題,因此後續比特幣社區通過激活SegWit升級使用閃電網絡來試圖緩解這一壓力。除此之外,比特幣社區也在尋找其他解決方案試圖提升比特幣網絡的可擴展性,並且加強其安全性。本次Taproot升級的主要內容包含Schnorr 簽名 (BIP 340)、Taproot (BIP 341) 和 Tapscript(BIP 342)三部分提案升級。

 

 

Schnorr 簽名

Schnorr 簽名技術是本次升級的重點之一,中本聰在設計比特幣時所採用的是當時更為成熟的ECDSA 簽名算法,但隨著Schnorr 簽名技術的逐漸應用,比特幣社區開始考慮採用Schnorr 簽名算法代替原有的ECDSA簽名算法。

 

Schnorr簽名算法是線性的,簡化成常見的函數關係可以理解為f(x+y)=f(x)+f(y)成立,這種映射關係就可以被叫做是線性的。這意味著對公鑰進行加法就可以等同於對應的私鑰的加法。而原有的ECDSA並不具有這個特性。

 

因此Schnorr 簽名算法相對於原有的ECDSA算法,它能夠更加簡便地生成短簽名,並且驗證速度快,具有高效性。尤其是對於現階段,不少用戶及企業都對比特幣有著多重簽名的需求。而Schnorr 簽名算法能夠在多重交易簽名中獲取多個密鑰並生成唯一簽名,這種方式也被稱作「聚合簽名」。

 

 

打個比方,在ESDCA簽名算法,如果是五個人的多重交易簽名,就必須需要五個獨立的簽名才可以使得交易有效;而通過Schnorr 簽名算法,這筆交易只需要一個合併簽名,可以一定程度上減少存儲負擔。並且,在 ECDSA 簽名中,身份信息可以從多重簽名交易的簽名中免費獲得。在 Schnorr 簽名中,多重簽名交易的簽名者可以是完全私密的,因為生成的唯一簽名無法查看出原有的單個簽名信息。

 

同時,Schnorr 簽名算法與原有的ECDSA簽名在技術上都屬於橢圓曲線數字簽名算法,保證了升級後可以兼容現有的公私鑰生成機制,不會給用戶帶來太多的升級遷移成本。

 

Taproot和 Tapscript

Taproot結構是由比特幣開發者提出的 MAST(默克爾抽象語法樹)演變而來,與原有的比特幣腳本邏輯相比,Taproot結構加強了隱私性,與Schnorr 簽名技術結合後,可以隱藏比特幣交易中的部分腳本,而不需要暴露過多的細節信息,由此保護用戶的隱私。比如現階段你可以識別出來是一筆交易是否使用了多重簽名,而在加入了Taproot結構後,將難以識別其與普通交易的區別。

 

而Tapscript是對Schnorr和Taproot的一個補充升級,主要目的是為了更好地服務於Schnorr簽名體系,允許對Schnorr簽名進行批量驗證,提升Schnorr多重簽名效率,讓Schnorr簽名技術更好地應用於比特幣上。

 

Taproot升級的影響

本次升級中最核心的影響是簽名算法的升級,Schnorr簽名提高了多重簽名的效率以及隱私性。根據Bitmex Research報告顯示,目前大約 21.5% 的比特幣存儲在多重簽名錢包中,並且多重簽名的使用率一直處於增長狀態。

 

存儲在不同類型地址的BTC佔比

(數據來源:Bitmex Research)

 

比特幣的本次升級,對於許多普通用戶而言,感知上並沒有那麼明顯,這也是並未引發大量討論的原因之一。而對於使用多簽的用戶而言,Taproot升級通過對多重簽名交易的優化,減少了簽名字節,降低了交易數據量,從而也降低了多重簽名交易的交易成本。並且Schnorr 簽名技術和Taproot結構的結合進一步擴大了現有比特幣網絡大部分交易的隱私性,為複雜交易進一步節省空間,一定程度上能夠讓有限的區塊空間容納更多的複雜交易。本次升級將建立在原有Segwit升級的基礎上,更好地服務於現有的比特幣多簽體系。


 

數據來源:https://taprootactivation.com/

 

此前,ViaBTC微比特等多家全網算力靠前的礦池均已對該提案進行了投票支持,算力支持度已突破90%,計劃將於今年11月激活。雖然近期因為政策原因,除了ViaBTC微比特和Foundry USA礦池算力佔比大幅上升以外,不少算力靠前的礦池出現了算力佔比下降的情況,但秉持著支持態度的礦池仍佔據主導地位。

  

部分支持礦池近期算力變化情況

(數據來源:btc.com)

 

總體來說,比特幣社區的升級雖然較為緩慢,但其共識度仍然是全球第一高的加密貨幣,也正在從多類型用戶角度優化比特幣的使用體驗。本次Taproot升級無疑會給大量有著較強多簽需求的機構用戶帶來更好的用戶體驗。