Bitcoin обновляется: разбор протокола Taproot

Crypto Pizza

1 апреля 2021

Время на прочтение 13 мин.

Содержание статьи:

Зачем сети Bitcoin обновляться
Taproot — долгожданное обновление
подписи Шнорра и
Taproot будет активирован в ноябре
Хардфорка в сети Bitcoin не будет
Taproot не решит всех проблем блокчейна Bitcoin
Как Taproot отразится на цене ВТС

24 марта разработчики Bitcoin договорились о дате и способе активации обновления сети под названием Taproot. Если большинство майнеров согласится провести этот апдейт, то Taproot будет запущен в середине ноября в виде софтфорка. Это обновление улучшит масштабируемость и конфиденциальность сети, а также снизит размер комиссий в ней. Разобрались в ключевых изменениях, которые произойдут после активации обновления, и в том, почему Taproot — важный шаг в развитии экосистемы Bitcoin.

Зачем сети Bitcoin обновляться?

Биткоин — первая, важнейшая и самая дорогая криптовалюта, на которой держится весь криптосектор. Но блокчейн Bitcoin уже давно технически устарел: он медленный, плохо масштабируется и не подходит для массового применения. Все это мешает практическому использованию монеты и ее более широкому принятию. Разработчики Bitcoin уже давно работают над тем, чтобы модернизировать код блокчейна, сделав его более масштабируемым и функциональным.

Еще одна проблема сети Bitcoin — возможность отследить любые транзакции. Криптосообщество все чаще поднимает вопрос о повышении конфиденциальности данных и проведенных транзакций. Но Bitcoin — публичный блокчейн, и любой желающий может отслеживать транзакции, которые происходят в сети. Более того, если ваш BTC-кошелек хоть раз был связан c аккаунтом с вашей персональной информацией, например, на регулируемой криптобирже или в онлайн-магазине, то установить вашу личность будет несложно.

Не многие знают это, но в сети Bitcoin, так же как и в Ethereum, можно запускать смарт-контракты, однако с гораздо более узким функционалом. Они используются для сложных и многосоставных транзакций. Но проблема в том, что после того как смарт-контракт исполнен, его условия, то есть сумма сделки и количество подписей, становятся видны всем участникам сети — это нарушает приватность пользователей.

Taproot — долгожданное обновление

Последний раз код Bitcoin обновился в 2017 году — тогда протокол Segregated Witness (SegWit) снизил размер комиссий и увеличил лимит блока, что позволило повысить масштабируемость сети. Тогда обновление должно было пройти в форме софтфорка — изменения в работе блокчейн-сети, которое позволяет нодам новой сети взаимодействовать с нодами старой. Но SegWit приняли не все участники сети Bitcoin, и в результате произошел хардфорк — блокчейн разделился на две несовместимые цепочки, одна из которых образовала новую монету Bitcoin Cash.

Обновление Taproot должно стать важным шагом к решению всех этих проблем. Его концепция зародилась еще в 2018 году, а весной 2019 года разработчик Питер Велле предложил провести обновление Taproot одновременно с активацией других обновлений, таких как:

Протокол Taproot;
Подписи Шнорра — новый алгоритм подписания транзакций;
Tapscript — новый язык программирования.

Обновления объединены специально — так сеть станет эффективнее. Изначально предполагалось, что обновления активируют в конце 2020 года, но технические трудности и отсутствие согласия о способах проведения софтфорка заставили разработчиков отложить запуск. В чем суть этих обновлений, мы разобрались ниже.

Какие изменения несут Taproot, подписи Шнорра и Tapscript

Не вдаваясь в технические тонкости работы предлагаемых обновлений, рассмотрим, как они изменят работу сети Bitcoin.

Технологически Taproot основан на криптографических подписях Шнорра, концепции MAST и усовершенствованном языке программирования Tapscript.

Подписи Шнорра (Schnorr signatures) — это алгоритм, который объединяет открытые ключи и мультиподписи в одну уникальную подпись. Таким образом вместо нескольких подписей, каждую из которых надо верифицировать, майнеры работают всего с одной. Считается, что это самый эффективный способ подписывать транзакции. Подписи Шнорра не заменят нынешний алгоритм мультиподписей — ECDSA. Обе схемы будут работать вместе.

MAST (Merkelized Abstract Syntax Tree) — решение, основанное на структуре данных, называемой деревом Меркла (M), и абстрактном синтаксическом дереве (AST). MAST позволяет создавать сложные смарт-контракты со множеством различных условий, при этом не раскрывая условия сделки.

Tapscript — новый язык программирования, который упрощает добавление новых функций. Это нововведение важно для разработчиков и ничего не изменит для простых пользователей.

Taproot дополняет функционал подписей Шнорра, обеспечивая пользователям более высокий уровень конфиденциальности. Это происходит за счет того, что Taproot позволяет маскировать сложные транзакции с любым количеством участников, транслируя их в сеть как обычные ВТС-транзакции от одного человека к другому.

Например, при активации Taproot операция с биткоином через Lightning Network, атомарный своп или сложный смарт-контракт для внешнего наблюдателя будет выглядеть как самая обычная транзакция. Taproot скроет информацию о типе перевода, а данные о количестве ключей и подписей, участвующих в транзакции, останутся приватными. При этом адреса кошельков отправителя и получателя биткоина все равно будут известны.

Стоит отметить, что Taproot не просто маскирует транзакции. Он позволяет также уменьшить их размер и стоимость комиссий. Вот как Taproot отразится на работе сети Bitcoin:

Увеличение пропускной способности минимум на 25% — объединение нескольких подписей в одну снижает размер данных, которые необходимо хранить, и позволяет записать в блок больше транзакций;
Экономия на транзакционных расходах — обновление позволит платить комиссию за сложную транзакцию так же, как за обычную;
Бо́льшая приватность — внешний наблюдатель видит меньше данных о транзакции и ее подписантах. При этом пользователи сети Bitcoin смогут доказать, что владеют определенными монетами, не раскрывая открытого ключа, связанного с этими монетами. То есть пользователь может доказать, что у него есть 1 BTC, но не раскрыть, в каком именно кошельке. Это важно, например, для операторов нод Lightning Network, которые хотят доказать право собственности на платежный канал, не жертвуя конфиденциальностью;
Снижение вероятности спам-атак — они станут дороже и провести их будет сложнее;
Повышение лимита подписантов MultiSig-подписи — с нынешних 15 до «гораздо большего числа»;
Увеличение безопасности сети Bitcoin — сейчас можно изменить подпись транзакции до того, как она будет подтверждена, после обновления это станет невозможным;
Увеличение эффективности сложных контрактов — например, в Lightning Network.

Taproot будет активирован в ноябре

Еще в октябре 2020 года все три обновления — BIP 340, 341 и 342 — были включены в код самого популярного клиента сети Bitcoin Core, оставалось лишь активировать их в сети Bitcoin. Но разработчики и члены сообщества первой криптовалюты не смогли прийти к согласию о том, как именно и когда это сделать.

Основные споры вращались вокруг выбора между двумя вариантами активационной логики:

BIP-8 (true) — согласно этому предложению ноды смогут принудительно запустить обновление, даже если большинство майнеров не поддержат его активацию. Именно так прошло обновление SegWit в 2017 году. В случае такого исхода в сети произойдет хардфорк. Но сторонники BIP-8(true) надеются, что сама угроза разделения сети поможет его избежать — несогласные майнеры не захотят до этого доводить и поддержат изменения.
BIP-8 (false) позволяет отказаться от обновления, если майнеры его не поддержат. Сторонники этого подхода уверены, что сообщество и так одобрит обновление (в октябре его поддержало свыше 90% майнеров), и нет нужды навязывать его и запугивать сообщество угрозой форка.

В марте разработчик Blockstream Рассел О'Коннор представил компромиссный вариант между двумя подходами — модификацию предложения по активации под названием «Speedy Trial», или «Быстрая тестовая сеть».

В течение первых трех месяцев работы Speedy Trial тестовую сеть должны поддержать майнеры, представляющие не менее 90% хешрейта Bitcoin. После этого еще через три месяца обновление будет активировано в сети. Если майнеры не придут к консенсусу в течение первых трех месяцев работы Speedy Trial, то активация обновления не произойдет.

Перед запуском тестовой сети Speedy Trial разработчики и сообщество еще должны определиться с тем, какие именно изменения будут внесены в код Bitcoin и как их активировать. Если обсуждение затянется, срок запуска Speedy Trial может измениться.

Согласно обсуждению разработчиков в публичном IRC-чате, код для «Speedy Trial» может быть готов в мае этого года. Если тестовая сеть окажется успешной, в основной сети Bitcoin обновление активируют в середине ноября.

Хардфорка в сети Bitcoin не будет

Чтобы обновления были активированы, их должны принять свыше 90% майнеров. Вероятно, с этим не будет проблем. Предлагаемые изменения, в отличие от EIP-1559 в Ethereum, никак не отражаются на доходах майнеров.

Поэтому, вероятно, разделения сообщества с последующим хардфорком, как это было в 2017 году с SegWit, ждать не стоит. Сейчас подавляющее большинство согласно, что обновления необходимы и пойдут на пользу сети. Ведь Taproot — результат запросов сообщества, который закрывает многие нужды участников сети Bitcoin.

Taproot не решит всех проблем блокчейна Bitcoin

Taproot значительно расширит функциональность блокчейна Bitcoin и внесет в сеть значительные улучшения с точки зрения конфиденциальности, масштабируемости и безопасности. Активация изменений может также вызвать рост интереса к Lightning Network и стимулировать более частое использование MultiSig-подписей. Также Taproot открывает дорогу для более эффективной имплементации дальнейших обновлений.

Однако Taproot не решит все проблемы сети Bitcoin. Блокчейн первой криптовалюты станет чуть эффективнее, но продолжит технически отставать от других децентрализованных сетей. Taproot также не обеспечит полную конфиденциальность транзакций — они останутся публичными. Возможности смарт-контрактов в сети Bitcoin также останутся ограниченными — конкурировать с Ethereum не удастся.

Как Taproot отразится на цене ВТС

Помимо технических обновлений, у Taproot есть важное символическое значение. Он показывает, что блокчейн первой криптовалюты не закостенел и продолжает развиваться. Немаловажно и то, что биткоином станет удобнее пользоваться: уменьшенные блоки увеличат скорость транзакций и снизят комиссии, а MAST позволить создавать в Bitcoin полноценные смарт-контракты.

Несмотря на это, не думаем, что активация Taproot заметно подтолкнет цену ВТС вверх. Если бы разработчикам удалось радикально решить проблему медленных транзакций, чтобы биткоин мог претендовать на использование в качестве средства массовых платежей, это могло бы стать драйвером сильного роста цены монеты. Но и это не гарантировано — биткоин уже давно не рассматривается как средство платежей. Для этого хватает других монет. Незначительных же для массового пользователя технических улучшений недостаточно для мощного толчка роста стоимости ВТС. Например, команда Bitcoin Cash активировала подписи Шнорра еще в ноябре 2019 года. Однако это не отразилось на цене курса монеты.

Цена биткоина гораздо сильнее зависит от других факторов: спроса со стороны розничных и институциональных инвесторов, а также крупных компаний, от политики ФРС США, роста рынка криптодеривативов и общего настроения на рынке.

Возможно вы пропустили: