比特幣: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。

日本央行官員：日本央行將尋求設計“簡單”的數字日元:金色財經報道，日本央行一位高級官員周五表示，日本央行發行的任何數字貨幣都應該有一個簡單的設計，私營公司可以用它為客戶開發金融和支付服務。日本央行執行董事內田新一表示，如果央行決定發行數字貨幣，它們需要與私營部門支付服務共存。為了實現縱向共存，一個相對簡單的中央銀行數字貨幣（CBDC）設計對于私營部門來說是可取的，將其作為一種成分”來開發各種服務，Uchida 補充說，例如，私人實體可以開發服務，允許客戶通過一個錢包同時使用 CBDC 和私人支付方式。全球中央銀行已加緊努力開發自己的數字貨幣，以實現金融系統現代化并加快國內和國際支付。（路透社）[2021/10/15 20:31:27]

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。

歐洲央行執委會成員：數字歐元將提供簡單、安全和可靠的支付方式:歐洲央行執行董事會成員Fabio Panetta在接受采訪時表示，研究數字歐元的主要動機是金融業的數字化。每兩個歐洲人中就有一個喜歡用數字支付，而新冠疫情進一步加劇了這種情況。數字歐元將提供一種簡單、安全、可靠的支付方式，使用成本低廉，保護數據，并被歐元區接受。我們將繼續提供現金。數字歐元項目將使我們能夠進一步測試公眾的反應和期望。在不同城市試用也是有可能的。[2021/2/9 19:20:57]

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 | 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]

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。

EOS Factory CTO：用簡單的語言向用戶普及EOS:在2018年EOS開發者大會上，EOS Factor CTO Jakub Zarembinski發表演講，他表示，EOS Factor致力于通過創造開發工具，來幫助EOS發展，創造一種環境用以來測試EOS智能合約，并且以往通過自己的身體力行，將復雜的語法簡單化，用以向所有用戶普及EOS。[2018/6/10]

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。

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。

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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