¿Qué es Taproot y cómo la actualización impactará sobre Bitcoin?

La naturaleza del desarrollo de Bitcoin garantiza que las actualizaciones lleguen de forma lenta. Cualquier cambio en la mecánica subyacente de la blockchain original requiere el consenso de un gran porcentaje de mineros de Bitcoin. Sin ese consenso, las alteraciones no pueden ser permanentes. Aunque este consenso crea un grado de estabilidad, también puede tener repercusiones. El desarrollo lento permite que activos digitales más pequeños y ágiles prosperen compensando las debilidades percibidas de Bitcoin. Sin embargo, Bitcoin sigue siendo el progenitor y la cara pública de la industria blockchain. Por ello, el sector de las criptomonedas esperó con impaciencia  la siguiente actualización de Taproot en noviembre de 2021, el primer cambio importante de Bitcoin desde 2017.

La última gran actualización introdujo el concepto de Testigo Segregado, o SegWit, en el protocolo central de Bitcoin. Se eliminaron los datos asociados de las firmas y así se liberó espacio de bloques para nuevas transacciones. A pesar de la naturaleza relativamente inocua de la actualización de SegWit, surgió una ruptura en la comunidad, que llevó al fork (bifurcación) de Bitcoin Cash y, en última instancia, a las posteriores guerras de hash de 2018. El Bitcoin y la tecnología blockchain salieron indemnes de la ruptura y las variantes del Bitcoin Cash fueron disminuyendo con el tiempo.

En cambio, la propuesta de mejora de Taproot ha resultado ser mucho menos polémica. La comunidad de Bitcoin estableció como fecha límite el 11 de agosto, después de la cual Taproot se vería obligado a volver a desarrollarse. Más del 90% de los mineros de Bitcoin indicaron su apoyo a principios de junio de 2021 durante esta fase de "Speedy Trial" (prueba rápida), "que bloqueó" la activación de Taproot — mucho antes de la fecha límite propuesta. 

¿Qué es Taproot?

Taproot es una importante actualización de Bitcoin que cambia fundamentalmente la forma de procesar las transacciones. Para llevar a cabo la actualización propuesta, se realiza un “fork suave” que cambia las reglas de validez de cualquier bloque recién completado. Un bloque que se consideraba válido antes del fork, como por ejemplo, uno que contenía datos de firmas antes del fork de SegWit, ya no será válido según las reglas nuevas. La nueva actualización solo afecta a los bloques minados en adelante, sin impacto retroactivo en los bloques de la cadena. Además, cualquier minero que siga operando un nodo con el conjunto de reglas heredado verá las reglas del fork suave como válidas.

La actualización de Taproot, conocida como  Propuesta de mejora de Bitcoin 0341, o BIP 0341, añade varias características nuevas a la blockchain de Bitcoin que ayudan a mejorar la funcionalidad de los contratos inteligentes. La principal mejora es el concepto de la firma Schnorr, , que amplía enormemente tanto la privacidad como la eficacia de las transacciones nuevas. Además del cambio de algoritmo de firma, Taproot también incluye la introducción de un árbol de Merkle, una tecnología que ofusca los aspectos no ejecutados de una transacción.

Los cambios realizados durante la actualización de Taproot mejorarán la funcionalidad del backend (parte a la que no accede un usuario) de Bitcoin de una manera que no es evidente para los usuarios casuales. Sin embargo, estos aspectos nuevos aumentarán la eficiencia y la facilidad de uso para los desarrolladores que trabajan con la red Bitcoin. Las soluciones de la segunda capa, como la red Lightning, se beneficiarán de las incorporaciones, lo que permite aliviar la fricción transaccional durante los períodos de alto tráfico.

¿Cómo se integra el esquema de firma digital de Schnorr con Bitcoin?

La propiedad y la prueba de identidad dentro del ecosistema de Bitcoin requieren de una firma digital. Esta firma identifica la billetera y confirma que tiene los permisos necesarios y la clave privada para realizar la transacción solicitada. Estas firmas digitales se basan en un algoritmo que proporciona un medio para verificar los permisos al tiempo que garantiza fácilmente la seguridad. Antes de la actualización de Taproot, Bitcoin se basaba en el modelo ECDSA para los algoritmos de firma.

Cuando Satoshi Nakamoto lanzó Bitcoin, las firmas Schnorr eran un concepto bien conocido, pero hacía poco que habían dejado de estar protegidas por derechos de autor. Por ello, eligió el Algoritmo de firma digital de curva elíptica, o ECDSA, en su lugar. A diferencia de las firmas Schnorr, ECDSA era de código abierto, estaba disponible y era compatible con diversas plataformas. La sustitución del modelo ECDSA de Bitcoin por las firmas Schnorr elimina varias ineficiencias en la blockchain, al tiempo que ofrece varias opciones nuevas para la validación de las transacciones.

ECDSA es una evolución del anterior algoritmo DSA, que se originó como una solución a los derechos de autor de la firma Schnorr. Las firmas Schnorr utilizan un algoritmo más sencillo que cualquiera de las derivadas, de naturaleza lineal, lo que permite el uso de álgebra basada en la firma, que permite una seguridad criptográfica más compleja. La base de las transacciones con varias firmas se basa en la capacidad de Schnorr para crear claves agregadas.

Con Bitcoin, esto permite que una variedad completa de transacciones complejas aparezca como una sola clave pública. Mientras que con ECDSA los observadores pueden ver cada rama de transacción posible (incluso las que no se ejecutaron), ahora solo verán la única transacción ejecutada.

Esta técnica forma parte de los Árboles de Scripts Alternativos Merklizados o MAST. Los árboles merklizados utilizan un hash en cascada para simplificar la verificación de las transacciones y las firmas Schnorr solo permiten que se visibilice la transacción ejecutada ante terceros. Cualquier otra posible variable o medio de ejecución permanece oculto, lo que aumenta de forma considerable la privacidad de Bitcoin.

¿Cómo afecta Taproot al precio de Bitcoin?

La actualización de Taproot representa un salto importante en la base tecnológica de Bitcoin. La sustitución del algoritmo ineficiente de ECDSA por las firmas Schnorr permite a los desarrolladores introducir varios sistemas nuevos que benefician a los usuarios finales. Aunque el beneficio puede no notarse de inmediato para los inversores casuales de Bitcoin, sí tendrá un impacto en los costos operativos diarios.

La eliminación de datos innecesarios en las transacciones simples reduce la necesidad de espacio y así permite realizar más transacciones hasta que se completa cada bloque. De esta forma, se aumenta la velocidad de procesamiento de las transacciones complejas de Bitcoin, pero también da lugar a menores costos de transacción.

Más allá de la economía directa, Taproot también introduce la posibilidad de una nueva tecnología blockchain. Las transacciones con múltiples firmas, o multi-sig, permiten crear sistemas más complejos en torno a Bitcoin. Ya están en marcha varios proyectos que harán uso de esta función. La capacidad de realizar matemáticas complejas que requieren múltiples firmas como variables abre la puerta a los desarrolladores para crear sistemas nuevos e innovadores y así aportar mayor valor a la plataforma.

Taproot también incluye beneficios para la red Lightning de segunda capa. Conceptualizada como resultado de la grave congestión del tráfico a finales de 2017, la red Lightning es una solución fuera de la cadena que reduce la tensión en el propio Bitcoin. En el pasado dependía del concepto de HTLC o contratos de bloqueo de tiempo con hash, que se basan en imágenes de hash. Las firmas de Schnorr allanan el camino para que la red Lightning pase a PTLC o contratos bloqueados por tiempo y que confíe en las claves públicas en su lugar. De esta forma se aumenta la seguridad y la privacidad de la red Lightning sin incrementar la carga de trabajo informático.

Una red Lightning más eficiente y privada impulsará un mayor compromiso con Bitcoin y la solución de la segunda capa. A medida que más usuarios pasen de las transacciones de Bitcoin de gasto directo a las soluciones de segunda capa, se reducirá aún más la congestión en la blockchain, aumentará la velocidad y dará lugar a una red Lightning menos costosa. La reducción de las comisiones y el aumento de la facilidad de uso que se consigue de este modo hacen que el valor global de Bitcoin aumente.

¿Cómo beneficia Taproot a Bitcoin?

La mayoría de las ventajas de Taproot son derivadas de la adición de las firmas Schnorr. Sin embargo, hay varias aplicaciones contabilizadas explícitamente dentro de la actualización relacionada.

Árboles de Scripts Alternativos Merklizados

MAST permite a los usuarios determinar una serie de condiciones que conducen a una transacción de Bitcoin. Aunque era posible antes de la actualización de Taproot, todas las ramas involucradas eran visibles del público. Con la integración de la firma MAST y Schnorr, solo la extensión ejecutada de los MAST es visible después de que la transacción se haya completado.

Se logra un mayor grado de privacidad, ya que el proceso no expone a otros posibles participantes. También se reduce la carga de la blockchain de Bitcoin, al eliminar el script completo de las ramas no ejecutadas y reducir el tamaño total del contrato, y por tanto la tarifa impuesta a la entidad promulgadora.

Claves agregadas

El hecho de que las firmas Schnorr sean lineales permite que sus firmas digitales resultantes funcionen de forma algebraica. Así, se pueden combinar varias firmas para crear una única firma resultante. Como se ha comentado anteriormente, esto potencia el concepto de las transacciones multi-sig. Antes de la actualización, los usuarios que deseaban realizar transacciones más complejas debían incluir todas las firmas asociadas, lo que aumentaba drásticamente el tamaño requerido de la función.

Las claves agregadas siguen teniendo el mismo tamaño, independientemente de la cantidad de participantes. En esencia, esto crea un contrato de registro discreto a través de contratos inteligentes. Al igual que con MAST, la disponibilidad de estas nuevas funciones derivadas de Schnorr permite varios métodos nuevos para resolver las transacciones.

Tapscript

Al mejorar el lenguaje de programación Bitcoin Script, Tapscript permite a la blockchain implementar las características introducidas en Taproot. Lo hace mediante la introducción de varios códigos de operación nuevos centrados en las firmas Schnorr. Sin esta nueva funcionalidad, Bitcoin Script no podría integrar correctamente las firmas Schnorr y perdería la mayor parte de la eficacia introducida por Taproot.

Tapscript también introduce códigos de operación nuevos para futuras actualizaciones. Estos códigos todavía no cumplen una función, pero brindan el marco para aplicaciones posteriores. Junto a estos cambios, Tapscript elimina una limitación de tamaño que impedía la realización de Script más complejos y allana el camino para aplicaciones mejoradas, un factor común a muchas de las características de Taproot.

Eliminación de la maleabilidad de la firma

Anteriormente, Bitcoin presentaba un pequeño mecanismo, en cierto modo explotable, llamado maleabilidad de la firma. En teoría, un participante malicioso podía modificar las transacciones antes de la confirmación para invalidarlas. En la práctica, este método de ataque rara vez tuvo éxito. Sin embargo, esta maleabilidad también podría aprovecharse para crear una enorme cantidad de transacciones "basura" y empantar la blockchain con datos inútiles.

La actualización de Taproot elimina por completo este error y así desaparece la maleabilidad de la firma que lo había permitido originalmente.

Reflexiones finales

Las actualizaciones de la blockchain de Bitcoin son raras y de naturaleza muy técnica. Mientras que la última gran actualización resultó polémica, no ocurre lo mismo con la actualización de Taproot de Bitcoin, que genera una votación casi unánime para su implementación. Dada la velocidad de la innovación en la industria de las criptomonedas, Bitcoin debe seguir adaptándose para seguir siendo competitivo a largo plazo, algo que Taproot ayudará a garantizar. La introducción de las firmas Schnorr resuelve una de las ineficiencias originales que ha afectado a la comunidad de Bitcoin y pemite un montón de casos de uso nuevos.

Bitcoin sigue siendo la fuerza dominante en la industria cripto, en parte debido a su condición de blockchain original. 

Sin embargo, una actualización de Bitcoin como Taproot que aumente la usabilidad y la eficiencia garantiza que siga siendo una plataforma viable para el desarrollo y no un simple dinosaurio a la espera de que otro proyecto lo suplante. Además, la inclusión de funciones que facilitan las actualizaciones garantiza que Bitcoin siga siendo competitivo en los próximos años. La propia etimología de Taproot sugiere que no se trata de una actualización independiente, sino de la base para futuras actualizaciones que se basarán en este nuevo éxito.

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