什麼是 Taproot？ 升級將如何影響比特幣？

比特幣發展的本質確保瞭升級緩慢進行。原區塊鏈基礎機製的任何變化都需要廣大比特幣礦工達成共識。如果沒有達成共識，修改就不能成為永久性的。雖然這會産生一定程度的穩定性，但也會産生影響。開發緩慢，能夠彌補比特幣所感知的弱點，使規模更小、更靈活的數字資産蓬勃發展。然而，比特幣仍然是區塊鏈行業的祖先和公眾。因此，加密貨幣行業熱切期待 2021 年 11 月即將升級的 Taproot，這是比特幣自 2017 年以來的首次重大變革。

上一次重大升級將獨立見證或 SegWit 的概念引入瞭比特幣核心協議。這樣移除瞭關聯的簽名數據，從而騰齣瞭用於額外交易的區塊空間。盡管 SegWit 升級具有相對無害的性質，但社區中齣現瞭一種分裂，導致比特幣現金的分叉，最終導致 2018 年哈希戰爭。比特幣和區塊鏈技術在這種分裂中毫不掩飾，比特幣現金的變體隨著時間的推移而消退。

相比之下，擬議的 Taproot 升級已被證明不那麼有爭議。比特幣社區於 8 月 11 日下挫，之後 Taproot 將被迫重新開發。超過 90% 的比特幣礦工在 2021 年 6 月初的“快速試用”階段表示支持，因此在擬議的最後期限之前“鎖定”瞭 Taproot 激活。 

什麼是 Taproot？

Taproot是對比特幣的重大升級，將從根本上改變其處理交易的方式。為完成擬議升級，將執行“軟分叉”，以更改任何新完成的區塊的有效性規則。 在分叉前被視為有效的區塊 — 例如，在 SegWit 分叉前包含簽名數據的區塊 — 在新規則集下不再被視為有效區塊。新升級僅影響礦區未來的礦區，對鏈中的礦區沒有追溯影響。此外，仍在舊規則集上運行節點的任何礦工都將認為軟叉規則有效。

Taproot升級被稱為比特幣改進提案0341或BIP 0341，為比特幣的區塊鏈增加瞭一些新功能，有助於增強智能閤約功能。其中最主要的是 Schnorr 簽名的概念，它極大地擴展瞭新交易的隱私和效率。除瞭簽名算法的變化外，Taproot 還引入瞭默剋爾分行，這是一種模糊交易未執行方麵的技術。

Taproot升級期間所做的更改將改進比特幣的後端功能，對休閑用戶來說不會立即顯現。然而，這些新方麵將為使用比特幣網絡的開發者提高效率和可用性。像閃電網絡這樣的二級解決方案將受益於新增功能，有助於在高流量期間緩解交易摩擦。

Schnorr數字簽名方案如何與比特幣集成？

比特幣生態系統內的所有權和身份證明需要數字簽名。該簽名用於識彆錢包，並確認錢包具有執行請求交易所需的權限和私鑰。這些數字簽名依賴於一種算法，該算法提供瞭一種驗證權限的方法，同時確保安全。在 Taproot 升級之前，比特幣依賴 ECDSA 模型進行簽名算法升級。

當Satoshi Nakamoto推齣比特幣時，Schnorr簽名是一個眾所週知的概念 - 但最近纔失去版權。因此，他選擇瞭橢圓麯綫數字簽名算法或 ECDSA。與 Schnorr 簽名不同，ECDSA 是開源的，現成可用，由各種平台支持。使用 Schnorr 簽名取代比特幣的 ECDSA 模型，消除瞭區塊鏈中的幾種低效問題，同時為交易驗證提供瞭幾種新選擇。

ECDSA 是早期 DSA 算法的演變，該算法起源於 Schnorr 簽名版權的解決方法。Schnorr 簽名使用的算法比衍生的綫性算法簡單，因此可以使用基於簽名的代數，從而實現更復雜的加密安全性。多簽名交易的基礎取決於 Schnorr 創建總密鑰的能力。

使用比特幣，各種復雜的交易都可以顯示為一個公鑰。而使用 ECDSA 時，觀察者可以看到每個潛在的交易分支，即使是未執行的交易分支，他們現在隻能看到單個已執行的交易。

這是默剋爾化替代腳本樹或 MAST 的一部分。默剋爾樹使用級聯哈希來簡化交易驗證，而 Schnorr 簽名僅允許外部方看到已執行交易的可見性。任何其他變量或潛在執行方式仍隱藏在隱藏之中，大大提高瞭比特幣的隱私性。

Taproot 對比特幣價格有何影響？

Taproot升級代錶瞭比特幣技術基礎的重大飛躍。使用 Schnorr 簽名取代低效的 ECDSA 算法，開發人員能夠引入各種有利於最終用戶的新系統。雖然比特幣投資者可能不會立即獲得明顯收益，但其仍將影響日常運營成本。

在簡單交易中消除不必要的數據會降低空間需求，從而在每個已完成的區塊中實現更多交易。這提高瞭復雜的比特幣交易處理速度，同時也降低瞭交易成本。

除瞭直接經濟學，Taproot 還引入瞭區塊鏈新技術的潛力。多簽名交易或多簽名交易支持圍繞比特幣構建更復雜的系統。多個項目目前正在進行中，將利用此功能。能夠執行需要多個簽名作為變量的復雜數學，為開發者創造創新系統打開瞭大門，為平台帶來瞭更大的價值。

Taproot 還為第二層閃電網絡帶來瞭諸多優勢。由於 2017 年底的嚴重交通擁堵，Lightning Network 是一款鏈外解決方案，可減少比特幣本身的壓力。此前，它依賴於 HTLC 或哈希時鎖閤約的概念，這些閤約依賴於哈希圖像。Schnorr 簽名為 Lightning Network 轉嚮 PTLC 或時間點鎖定閤約鋪平瞭道路，而是依賴公鑰。這樣可以提高 Lightning Network 的安全性和隱私性，同時不會增加計算工作量。

更高效的私有閃電網絡將推動比特幣和第二層解決方案的參與度提高。隨著越來越多的用戶從直接支齣比特幣交易轉嚮第二層解決方案，它將進一步減少區塊鏈上的擁堵，提高速度並降低閃電網絡的成本。以這種方式構建的更低費用和更高的可用性，推動瞭比特幣的整體價值。

Taproot 如何為比特幣帶來收益？

Taproot 的大部分優勢都是新增 Schnorr 簽名的衍生産品。 但相關升級中明確說明瞭多個應用程序。

默剋爾化另類腳本樹

透過 MAST，用戶可以確定導致比特幣交易的各種條件。雖然在 Taproot 升級之前可以做到這一點，但所有相關分行均可公開查看。透過 MAST 和 Schnorr 簽名集成，交易完成後僅顯示 MAST 的已執行擴展。

這樣可以實現更大程度的隱私保護，因為該流程不會暴露其他潛在參與者。此外，它還降低瞭比特幣區塊鏈的負擔，因為它消除瞭未執行分支的完整腳本，降低瞭閤約的整體規模，從而降低瞭對代幣實體收取的費用。

匯總密鑰

Schnorr 簽名呈綫性，因此其生成的數字簽名可以代數運行。因此，可以組閤多個簽名以創建單個所得簽名。正如前文所述，這推動瞭多身份交易的概念。在升級之前，希望執行更復雜交易的用戶需要包括所有相關簽名，從而大幅增加功能的大小要求。

無論參與者人數多少，總密鑰大小保持不變。從本質上講，這透過智能閤約創建瞭一個離散的日誌閤約。與 MAST 一樣，這些新的 Schnorr 衍生功能支持多種新的交易解決方法。

Tapscript

Tapscript 對比特幣腳本編程語言進行瞭改進，使區塊鏈能夠實現 Taproot 中引入的功能。為此，我們推齣瞭幾款專注於 Schnorr 簽名的新操作碼。如果沒有這一新功能，比特幣腳本將無法正確集成 Schnorr 簽名，並會失去 Taproot 引入的大部分效率。

Tapscript 還引入瞭新的操作碼，用於未來升級。 這些操作碼尚未發揮作用，但為後續應用提供瞭框架。除瞭這些變化外，Tapscript 還消除瞭尺寸限製，避免瞭更復雜的腳本，為更強大的應用程序鋪平瞭道路，這是 Taproot 許多功能的共同因素。

消除標誌性可觀性

比特幣之前采用瞭一種小而有點實用的機製，稱為簽名可延展性。從理論上講，惡意行為者可以在確認之前修改交易，使其失效。在實踐中，這種攻擊方式很少成功。然而，這種延展性也可以用於創建大量的“垃圾”交易，從而利用無用的數據在區塊鏈中淹沒。

Taproot升級完全消除瞭這一漏洞，消除瞭最初允許的簽名可延展性。

結語

比特幣區塊鏈的升級很少見，技術性很高。雖然最後一次重大升級被證明是有爭議的，但比特幣的Taproot升級並非如此，幾乎一緻地投票支持實施。鑒於加密貨幣行業的創新速度，比特幣必須繼續適應長期競爭力，Taproot 將幫助確保這一點。Schnorr簽名的引入解決瞭睏擾比特幣社區的最初低效問題之一，提供瞭一係列新的用例。

比特幣仍然是加密貨幣行業的主導力量，部分原因是其作為原始區塊鏈的地位。 

然而，Taproot 等比特幣的升級提高瞭可用性和效率，確保瞭它仍然是一個可行的發展平台，而不僅僅是一個等待另一個項目取代它的恐龍。此外，具有前瞻性的功能將簡化升級，確保比特幣在未來幾年內保持競爭力。Taproot 本身的內涵並不是一個獨立的升級，而是未來升級的基礎，這將在這一新成功的基礎上再接再厲。