تحليل فني لترقية Bitcoin Taproot

بيتكوين جاهز للخضوع لترقية كبيرة في نوفمبر. تتضمن الترقية العديد من التغييرات المهمة في التكنولوجيا الأساسية للبيتكوين ، كما هو مذكور في 3 BIPs (مقترحات تحسين Bitcoin): بيب شنومكس لتوقيعات شنور ، Taproot in بيب شنومكس, والتحقق من صحة البرامج النصية Taproot بتنسيق بيب شنومكس.

الترقية ، المسماة Taproot ، كانت المقترح من قبل أحد المساهمين الأساسيين في Bitcoin والمؤسس المشارك ورئيس قسم التكنولوجيا في Blockstream ، جريجوري ماكسويل في عام 2018. ويهدف هذا إلى تحسين الخصوصية والكفاءة وأساليب برمجة Bitcoin تمت إضافة ميزات جديدة معينة ، يتم توقعها لفترة طويلة ، مثل إمكانيات العقد الذكية وتوقيعات شنور وفروع Merkle وأوضاع sighash الجديدة. تجعل التغييرات معاملات Bitcoin P2SH أكثر خصوصية ، وتجنب الانتباه غير الضروري للمعاملات الكبيرة الحجم من المتسللين ، أو ربما الهيئات التنظيمية.

إنها ترقية بسيطة من المقرر إجراؤها في نوفمبر 2021. لا يتعين على المستخدمين ترقية محافظهم. العقد القديمة و عملات البيتكوين المتداولة ستبقى غير متأثرة تمامًا. ولكن إذا اختار المستخدمون عدم الترقية إلى Taproot بحلول 12 نوفمبر 2021 ، فقد يصبحون عرضة لهجمات معينة.

في 12 يونيو ، تم دعم الترقية وحجزها بنسبة 90٪ من جميع الكتل التي تم تعدينها على Bitcoin. لدعمها ، كان على المستخدمين الترقية إلى أحدث إصدار من Bitcoin Core v 0.21.1. باستخدام طريقة نشر الشوكة اللينة ، BIP9 و Speedy Trial ، أشار عمال المناجم وأحواض التعدين لدعمهم للشوكة اللينة في الكتل الملغومة ، في فترة كتلة 2016 (حوالي أسبوعين). للتثبيت من أجل التنشيط ، كان على 2٪ من الكتل إرسال إشارة. كان من المقرر أن تنتهي المحاكمة السريعة في أغسطس ، لكن المجتمع حقق الإجماع المطلوب في وقت مبكر.

ترقية Bitcoin softfork Taproot مقفلة الآن !!!https://t.co/2ENYz4eLZu# جذر pic.twitter.com/XKdCkO8TuU

- BitMEX Research (BitMEXResearch) 12 حزيران، 2021

منذ العام الماضي ، جذبت Bitcoin الكثير من الاستثمارات من المؤسسات المالية والمستثمرين الأفراد اعتبارها مناسبة كفئة أصول جديدة قابلة للاستثمار. مع التنفيذ الصحيح لـ Taproot ، ستجذب القدرات الجديدة للتعامل مع العقود الذكية المطورين إلى Bitcoin. تمامًا مثل الصناديق ، يمكن لشركات الشركات الكبرى الانتقال إلى Bitcoin لتطوير العقود الذكية بدلاً من استخدام blockchain للمبتدئين والأقل أمانًا.

يمكن الآن استخدام Bitcoin في مجموعة متنوعة من القطاعات مثل DeFi و NFTs و ICO و IEOs بدلاً من كونها مجرد أداة مالية ستوفر فائدة أكبر لعملة البيتكوين. نأمل أن تساهم هذه الخطوة قريبًا في جعل الويب 3.0 حقيقة واقعة.

تم تضمين التغييرات في BIPs التالية في Taproot:

توقيعات شنور: BIP-340

يعتمد Bitcoin على تشفير منحنى Elliptic لضمان أمانه وخصوصيته. تستخدم حاليًا خوارزمية التوقيع الرقمي Elliptic Curve (ECDSA) لتوقيع أي معاملة.

مع ترقية Taproot ، تنتقل Bitcoin لاستخدام مخطط توقيع رقمي آخر يسمى Schnorr signature لمصادقة المعاملات. إنه مخطط توقيع أكثر أمانًا وغير مرن. توقيعات ECDSA قابلة للطرق ، مما يسمح لأي طرف ثالث بتغيير توقيع موجود إلى توقيع رقمي صالح آخر. 

الخصوصية في البرامج النصية P2SH: باستخدام توقيع شنور ، تستبدل الترقية معاملات P2SH بمعاملة P2PKH عامة. يعد البرنامج النصي P2PKH (Pay-to-Public-Key-Hash) هو النوع الأساسي لمعاملة Bitcoin. لإنفاق مخرجات مقفلة بواسطة هذا البرنامج النصي ، المسمى scriptPubKey ، يجب على المستخدم توفير برنامج نصي لإلغاء القفل ، يسمى scriptSig ، وهو التوقيع العام والرقمي باستخدام المفتاح الخاص المقابل. إن P2SH (Pay-to-Script-Hash) هو نص برمجي متقدم يسمح للمرسل بتأمين الأموال في تجزئة نص برمجي. يذكر نص الاسترداد حالة إنفاق الأموال ويتطلب برنامج نصي لإلغاء القفل لإنفاق المخرجات.

لا يتم الكشف عن البرنامج النصي للاسترداد إلا أثناء معاملة الإنفاق. في ذلك الوقت ، يمكن لأي شخص في الشبكة الكشف عن النص الكامل والهويات المتضمنة فيه ، مما يقلل من خصوصية المستخدم.

يزداد حجم البرنامج النصي أيضًا في حالة تضمين شروط إنفاق أكثر تعقيدًا. تشغل البرامج النصية الكبيرة مساحة أكبر في مساحة UTXO مما يعد عيبًا في قابلية التوسع. يؤدي هذا أيضًا إلى زيادة رسوم المعاملات التي يتعين على المرسل دفعها.

تجميع المفاتيح في المعاملات متعددة الأطراف: توقيعات شنور خطية. تسمح هذه الخاصية لأطراف متعددة في معاملة ما بالتعاون وإنتاج توقيع واحد صالح لمجموع مفاتيحهم العامة. يمكن تحويل أي معاملة متعددة الأطراف يحددها برنامج نصي P2SH إلى معاملة P2PKH بسيطة. يمكن تحويل التوقيعات المتعددة إلى توقيع واحد فقط باستخدام خاصية تجميع المفاتيح لتوقيعات شنور. يمكن دمج عدة مفاتيح عامة في مفتاح ينتج توقيعًا واحدًا فقط.

من منظور المدقق ، لن يختلف أي توقيع متعدد N-of-N عن التوقيعات العادية. لم يعد من الضروري التحقق من كل توقيع ، مما يمهد الطريق للتحقق بشكل أسرع من المعاملات. في حالة التوقيع المتعدد M-of-N ، باستخدام شنور ، يتم تجميع توقيعات M في توقيع واحد. تتم الموافقة على المعاملة عندما يتم توفير عدد حد أدنى من المفاتيح والتوقيعات العامة ، والتي تظهر كمعاملة P2PKH عادية. لا يمكن أبدًا ربط المفتاح العام المجمع مرة أخرى بالمشاركين.

قدرات العقد الذكية: يتيح توقيع شنور أيضًا إمكانات الطبقة الثانية فوق بروتوكول Bitcoin مما يتيح إمكانات تطوير العقود الذكية باستخدام البرامج النصية غير النصية. هذه طريقة لترميز العقود الذكية في التوقيعات الرقمية. يتيح ذلك برامج نصية أصغر حجمًا وأكثر كفاءة وخصوصية وقابلة للتطوير.

المقايضات الذرية: ستظهر أيضًا معاملات المبادلة الذرية التي تستخدم توقيعات المهايئ كمعاملة موقّع واحد مما يجعلها أكثر خصوصية. يسمح التبادل الذري بتبادل نظير إلى نظير لرمزين مختلفين على شبكتي blockchain مختلفتين دون الحاجة إلى أي وسيط. في الوقت الحالي ، يمكن ربط معاملات التجارة الذرية عبر السلاسل بشكل تافه إذا لوحظت كلتا سلاسل الكتل.

مع هذه الترقية ، يتم تغيير ترميز التوقيع لإنتاج توقيع رقمي ثابت 64 بايت. بغض النظر عن تعقيد البرنامج النصي ، فإن توقيع شنور يأخذ مساحة أقل ، مما يؤدي إلى معاملات أصغر حجمًا ، مما يقلل الرسوم.

الجذر الرئيسي: BIP-341

باستخدام تواقيع شنور ، تقدم Taproot طريقة جديدة لتحديد شروط إنفاق المخرجات في أي معاملة. إنه تطبيق لبروتوكول MAST (أشجار تركيب مجردة Merkelized) ، وهو المقترح في BIP-114. يستخدم شجرة Merkle تسمى شجرة البرامج النصية لتشفير الفروع المتعددة في برنامج نصي مما يحسن الخصوصية بشكل كبير عن طريق إخفاء البرامج النصية غير المنفذة.

تتطلب P2SH و P2WSH (Pay-2-Witness-Script-Hash) من المخلص نشر جميع الفروع غير المتوقعة من البرنامج النصي. البرنامج النصي P2WSH مشابه لـ P2SH الذي يدعم الشاهد المنفصل (SegWit). يمكن للمستخدمين اختيار الإنفاق إما باستخدام مفتاح عام كتوقيع عادي (مستخدم في P2PKH) أو استخدام برنامج نصي (مستخدم في P2SH أو P2WSH). عند استخدام MAST ، لإنفاق المعاملة ، يكون لدى المستخدمين خيار تقديم فرع البرنامج النصي الذي يقومون بتنفيذه فقط. هذا يقلل من حجم مكدس الاسترداد. يتيح ذلك للمستخدمين كتابة شروط معقدة لاسترداد الأموال كانت محدودة في السابق بحجم النص البرمجي.

باستخدام هذا ، يمكن للمطورين الآن إنشاء عقود معقدة مع العديد من البنود المختلفة. يتم ترميز هذه الشروط وتنظيمها في شجرة Merkle. يحتاج المستخدمون فقط إلى الكشف عن البرنامج النصي الذي ينفذه من أجل فتح الأموال التي تم قفلها بواسطة البرنامج النصي.

في تنفيذ Bitcoin الحالي ، عند فتح ناتج P2SH ، يتم الكشف عن جميع شروط إنفاق الصندوق. باستخدام شجرة Merkle ، من الممكن التحقق من البرنامج النصي حتى لو تم الكشف عن الشرط الذي تم تحقيقه فقط. لا يؤثر هيكل MAST أيضًا على متطلبات التخزين ، ويمكن تضمين أي عدد من الظروف المعقدة دون أي مساحة إضافية.  

باستخدام ميزة Taproot ، تبدو معاملات P2PKH و P2SH متشابهة ولا يمكن تمييزها.

تاب سكريبت: BIP-342

يعمل هذا على تحسين تجزئة التوقيع للتحقق من صحة البرامج النصية للجذور. إنها نسخة مطورة من لغة برمجة Bitcoin. إنه يتيح إضافة أسهل للميزات الجديدة.

يتم تعديل أكواد التشغيل المستخدمة للتحقق من توقيعات ECDSA ، OP_CHECKSIG و OP_CHECKSIGVERIFY ، للتحقق من توقيعات شنور المضافة حديثًا. تم إيقاف أكواد التشغيل OP_CHECKMULTISIG و OP_CHECKMULTISIGVERIFY. لتمكين التحقق المجمع من التواقيع ، تم تقديم كود التشغيل الجديد OP_CHECKSIGADD.

تسمح أكواد التشغيل OP_SUCCESS tapscript الجديدة بإدخال أكواد تشغيل جديدة بشكل أسهل. نأمل أن يسهل هذا إضافة المزيد من أكواد التشغيل المفيدة إلى نصوص Bitcoin في المستقبل.

وفي الختام

ترقية Taproot هي ترقية طال انتظارها في مجتمع Bitcoin لتوسيع قدرات Bitcoin وتحقيق إمكاناتها الكاملة. ستتيح ميزات layer-2 المزيد من حالات الاستخدام على Bitcoin ونأمل أن تحرك الصناعة نحو اللامركزية. ستؤدي زيادة الخصوصية والكفاءة في النظام القديم إلى تحقيق المزيد من التطبيقات. نأمل أن تجلب الترقية المزيد من الفائدة لعملات البيتكوين الخاصة بنا.