Taproot в сети Биткоин

Bitcoin — первая криптовалюта, на которую ориентируется весь цифровой сектор. Но блокчейн BTC давно технически устарел: он медленный, плохо масштабируется и не подходит для массового применения. Чтобы решить проблемы, разработчики провели очередное обновление сети. Софтфорк Taproot был запущен 14 ноября 2021 года на блоке 709 632, добытом майнинг-пулом F2Pool. От него ждут увеличения масштабируемости, приватности и эффективности криптовалюты. Дата выхода обновления Taproot в сети Биткоин была известна заранее — разработчики договорились о ней еще в марте 2021 года. К июню предложение достигло консенсуса в сообществе — за него проголосовало более 90% майнеров.

Что такое Taproot

Эксперты давно говорят о необходимости модернизировать код биткоина, который технически уступает другим децентрализованным сетям. Главные проблемы:

  • Медленные транзакции. Блокчейн обрабатывает 3 операции в секунду (Litecoin за это же время проводит примерно 56 сделок, EOS — 50 тыс.).
  • Низкая конфиденциальность. Сторонний наблюдатель может отследить переводы в системе BTC и гипотетически установить личность держателя монет (если удастся вычислить адрес кошелька в интернете).
  • Ограниченный функционал и отсутствие приватности смарт-контрактов. После исполнения сделки ее условия остаются открытыми в блокчейне.

До запуска Taproot код Bitcoin в последний раз обновлялся в 2017 году. Протокол SegWit (Segregated Witness) снизил плату за переводы и увеличил размер блока в сети за счет вынесения криптографических подписей транзакций. В результате увеличилась масштабируемость блокчейна BTC, но проблемы остались.

Taproot в 2018 году предложил ведущий разработчик программного клиента Bitcoin Core Грегори Максвелл. В 2020 код интегрировали в библиотеку проекта по запросу программиста Питера Велле. Обновление призвано увеличить гибкость смарт-контрактов BTC, приватность сделок и пропускную способность блокчейна для обработки.

Это возможно за счет объединения 3 составляющих:

  • Подписи Шнорра — заменяют множество открытых ключей одним.
  • Алгоритм MAST (Merkelized Abstract Syntax Tree — «Абстрактное синтаксическое дерево Меркла») — позволяет проводить сложные сделки, сохраняя параметры соглашения приватными.
  • Tapscript — новый язык программирования, упрощающий внедрение функций.

Смысл обновления Taproot в сети Bitcoin (BTC) состоит в том, чтобы создать приватную систему платежей, в которой комплексные сделки с любым количеством участников замаскированы под стандартные операции. Транзакции имеют небольшой размер и низкие комиссии.

Подписи Шнорра

До ноябрьского обновления сеть Bitcoin использовала цифровые мультиподписи на базе криптографической схемы ESDCA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm). Технология позволяет создавать ключи на базе эллиптической кривой так, что третья сторона (майнеры) может верифицировать их. Taproot дополняет алгоритм методом мультиподписи Шнорра (Schnorr signatures). Он объединяет открытые ключи в один. Теперь майнерам не нужно подтверждать каждую подпись — они работают только с одной. Это позволяет снизить операционные издержки.

Автор технологии — немецкий профессор математики Клаус Шнорр. Он рассчитал линейную логарифмическую функцию, чтобы создать несколько подписей для одной операции. Методика нашла применение в блокчейне: комбинируя разные типы ключей, сложную сделку можно превратить в не отличимую от стандартной операции. Схема аутентификации Шнорра также используется в белорусском стандарте цифровой подписи СТБ 1176.2-99 и южнокорейских KCDSA, EC-KCDSA.

P2SH и MAST

После активации Taproot в сети Bitcoin пользователи начали создавать смарт-контракты с несколькими участниками и набором условий. Это стало возможным благодаря интеграции классического алгоритма структуры данных, который изобрел Ральф Меркл. MAST улучшает действующий способ подтверждения транзакций P2SH (Pay to Scrypt Hash), запутывая условия сценария сделки.

Все существующие монеты BTC хранятся в контракте, содержащем условия, при которых каждый владелец активов сможет их потратить. Это место известно как хеш сценария оплаты (P2SH).

Например, обычные транзакции активируются созданием приватного ключа. Для совершения сложных сделок с несколькими участниками необходимы подписи большинства.

Право потратить монеты может соответствовать нескольким условиям P2SH. Но только одно из них нужно выполнить, чтобы разрешить операцию. До обновления все условия сделки раскрывались в сети после завершения. Это создавало проблемы с приватностью в сети Bitcoin, поскольку сторонние пользователи могли легко определить исходный адрес перевода.

MAST закрывает условия выполнения сделки и транслирует в блокчейн только первое действие, которое отвечает за расход BTC. Для этого алгоритм шифрует каждое отдельное требование, а не весь сценарий. MAST может подтвердить все выполненные действия, не открывая других параметров сделки. Например, для транзакции, содержащей требование мультиподписи 2 участников из 3 и временной «заморозки» монет, в сети будет раскрыто только то действие, которое осуществлено первым. Если контрагенты подтвердили сделку, третье лицо сможет проверить, было ли соблюдено требование 2-из-3, но он не будет знать о существовании второго условия.

Зачем нужен Taproot в сети Биткоин

Эксперты (в частности, Виктор Першиков из швейцарской компании 8848 Invest) расценивают обновление Bitcoin как фундаментальное событие, способное увеличить спрос на первую криптовалюту. Активация Taproot запустила следующий этап реализации смарт-контрактов в блокчейне биткоина, который объединяет и модифицирует основные характеристики предыдущих алгоритмов. Использование новых протоколов Schnorr signatures, MAST и Tapscript позволяет сохранить приватность любой сделки в сети, замаскировав ее под обычную операцию. Taproot скрывает данные о типе, сумме и условиях платежа, сведения о количестве участников. Открытыми остаются только адреса сторон транзакции. Другие преимущества технологии:

  • Рост пропускной способности блокчейна Bitcoin. Объединение множества ключей в один уменьшает вес данных, которые нужно хранить, и позволяет разместить больше транзакций в блоке.
  • Снижение операционных расходов. Благодаря внедрению алгоритма MAST плата за сложную сделку составит ту же сумму, что и за обычную.
  • Повышение конфиденциальности. Сторонний наблюдатель увидит только адреса участников платежа. Но владелец монет сможет доказать право собственности на BTC, не раскрывая, в каком кошельке они хранятся.
  • Увеличение количества контрагентов в контракте. До обновления в сделке могли участвовать до 15 человек.
  • Повышение безопасности криптовалютной сети. До Taproot пользователь мог изменить подпись к платежу до подтверждения. Теперь это невозможно.
Обновление делает Bitcoin гораздо более эффективным, увеличивая конфиденциальность, емкость платежей, а также снижая комиссии. Однако многие криптовалюты (Ethereum, Cardano, Ripple) уже предлагают лучшие приватность и масштабируемость операций, чем флагман рынка.
МонетаСкорость операций (TPS)Средняя комиссия сети в ноябре 2021 года ($)
Bitcoin€32,78
Ethereum2042,67
EOS3996меньше 0,01
Ripple50 тыс.меньше 0,01

Приватность

Ранее критики неоднократно указывали на проблемы конфиденциальности Биткоина: кто угодно может посмотреть любой платеж в сети и связать его с адресом кошелька. Taproot для криптовалюты BTC является актуальным решением. Протокол не обеспечивает полную приватность блокчейна, но предлагает сделать все операции одинаковыми для стороннего наблюдателя:

  • Пользователи могут не разглашать детали сделок, сохраняя прозрачность блокчейна. Сложные транзакции становятся похожи на обычные.
  • Разработчики усовершенствовали функцию анонимизации BTC CoinJoin. Благодаря решению CoinSwap активировавшие ее платежи больше не отличаются от остальных в системе.
  • Держатели BTC могут подтвердить наличие у них актива, не раскрывая адрес кошелька.

Масштабируемость

Мультисигнатура Шнорра объединяет открытые ключи в один, освобождая место в блокчейне. Ранее в коде ECDSA каждая подпись фиксировалась индивидуально, а майнеры задействовали ресурсы для их подтверждения. Теперь ключи учитываются как один. Это позволяет увеличить количество транзакций в блоках.

Как повлияет на пользователей

По данным в твиттере Taproot Signal, на момент активации протокола актуальную версию клиента установили 52,68% держателей монет.

Обновление произошло в формате софтфорк (предложенные улучшения приняло подавляющее большинство майнеров — более 98%). Это значит, что старые ноды будут работать в системе, но не смогут применять добавленные функции. Пользователям кошельков также придется ждать, пока разработчики интегрируют новые опции.

Блокчейн Bitcoin уже поддерживает все настройки, но как быстро они будут внедряться — зависит от сообщества. Предыдущему обновлению — SegWit — потребовалось около 3 лет, прежде чем его активировали более 50% держателей актива.

О поддержке Taproot уже заявили разработчики приложения Cash App от платежной сети Square. Последние новости говорят о том, что представители компании пообещали обеспечить совместимость адресов в сети биткоина к 1 декабря 2021 года.

Пост в Твиттере
Статистика активаций обновления на 18 ноября 2021 года

Реакция рынка и стоимость BTC (Bitcoin)

Некоторые эксперты убеждены, что Taproot способен стать катализатором роста BTC в следующие несколько месяцев. Об этом говорит Глеб Костарев (представитель Binance в Восточной Европе). По его словам, аналитики видят на графике криптовалюты паттерны, повторяющие ситуацию конца 2017 года. Тогда после внедрения SegWit Bitcoin установил исторический максимум в $20 тыс. Эксперт также отметил рекордную инфляцию в США, во время которой инвесторы ищут способ уберечь деньги от обесценивания. Это укрепляет позицию Bitcoin как альтернативного класса активов.

График биткоина
Курс BTC после активации обновления

Другие представители индустрии полагают, что рассчитывать на рост криптовалюты после двукратного увеличения курса с начала года не стоит. Денис Винокуров (Synergia Capital) утверждает, что Taproot уже был заложен в цену монеты, поскольку о готовящихся нововведениях известно с 2018 года.

Многие эксперты считают, что BTC должен гораздо активнее развиваться, чтобы сохранять статус лидера. Однако истинные адепты убеждены, что сеть постоянно совершенствуется в фоновом режиме. По словам CEO Blockstream Адама Бэка, запланировано большое количество изменений, которые требуют длительного и тщательного контроля качества.

Резюме

Внедрение кода Taproot снижает количество проблем биткоина, связанных с низкой масштабируемостью, высокими комиссиями и недостаточной конфиденциальностью. Обновление улучшает качество сети и добавляет новые функции для пользователей. Это увеличивает привлекательность первой криптовалюты как платежной системы и способа реализации смарт-контрактов.

Часто задаваемые вопросы

🥕 Что означает название Taproot?

В переводе с английского — «Корень». Метафорически это значит, что данные хранятся глубоко в системе.

🏋️‍♀️ Сколько весит сеть Биткоин?

В ноябре 2021 года размер блокчейна составляет 375 Гб. Прогнозируемое значение на конец года — около 390 Гб.

❕Как новый форк влияет на Lightning Network?

Приватность и масштабируемость улучшаются не только для блокчейна Bitcoin. Модернизируются также связанные с ним протоколы, включая Lightning Network.

🔽 За счет чего снижаются комиссии при обновлении системы?

Плату за переводы рассчитывают в сатоши/байт. Чем меньше весит платеж, тем ниже сборы за него.

❓ Сколько пользователей уже активировали обновление?

По данным Taproot Signal, 18 ноября 2021 года поддержка нод составляла 53,32%.

заместитель главного редактора
Комментариев пока нет
Получайте главные новости из мира криптовалюты прямо на почту