ניתוח טכני של שדרוג Bitcoin Taproot

הביטקוין אמור לעבור שדרוג משמעותי בנובמבר הקרוב. השדרוג כולל שינויים משמעותיים רבים בטכנולוגיה הבסיסית של ביטקוין, כאמור ב -3 BIP (הצעות לשיפור הביטקוין): BIP 340 לחתימות שנור, Taproot in BIP 341, ואימות של סקריפטים מעץ השורש ב BIP 342.

השדרוג, שנקרא Taproot, היה מוּצָע על ידי תורם ליבה של Bitcoin ומייסד שותף ו- CTO ב- Blockstream, גרגורי מקסוול בשנת 2018. מטרתו היא לשפר את הפרטיות, היעילות ושיטות התסריט של ביטקוין. תכונות חדשות מסוימות, שצפויות לאורך זמן, מתווספות כמו יכולות חוזה חכמות, חתימות שנור, סניפי מרקל ומצבי זיגאש חדשים. השינויים הופכים את עסקאות Bitcoin P2SH לפרטיות יותר, ונמנעות מתשומת לב מיותרת לעסקאות בהיקפים גבוהים מהאקרים, או אולי מגופים רגולטוריים.

זהו שדרוג רך שמגיע לנובמבר 2021. משתמשים אינם צריכים לשדרג את הארנק שלהם. הצמתים הישנים ו ביטקוין במחזור יישאר לגמרי לא מושפע. אך אם משתמשים בוחרים שלא לשדרג ל- Taproot עד ה- 12 בנובמבר 2021, הם עלולים להיות פגיעים להתקפות מסוימות.

ב -12 ביוני, השדרוג נתמך וננעל על ידי 90% מכל הבלוקים שנמכרו בביטקוין. כדי לתמוך בכך, המשתמשים נאלצו לשדרג ל- Bitcoin Core האחרון v 0.21.1. באמצעות שיטת פריסת מזלג רך, BIP9 ו- Speedy Trial, הכורים ובריכות הכרייה סימנו על תמיכתם במזלג הרך בבלוקים הממוקשים שלהם, בתקופת חסימות לשנת 2016 (כשבועיים). כדי לנעול להפעלה, 2% מהבלוקים היו צריכים לאותת. המשפט המהיר אמור היה להסתיים באוגוסט, אך הקהילה השיגה את הקונצנזוס הרצוי בשלב מוקדם.

שדרוג ה- Taproot של Softcork של ביטקוין נעול כעת !!!https://t.co/2ENYz4eLZu# שורש שורש pic.twitter.com/XKdCkO8TuU

- מחקר BitMEX (@BitMEXResearch) יוני 12, 2021

מאז השנה שעברה ביטקוין משך השקעות רבות מ מוסדות פיננסיים ומשקיעים קמעונאיים רואים את זה מתאים כסוג נכסים חדש להשקעה. עם הטמעה נכונה של Taproot, היכולות החדשות לטיפול בחוזים חכמים ימשכו מפתחים לביטקוין. בדיוק כמו קרנות, חברות הארגון הגדולות יכולות לעבור לביטקוין לצורך פיתוח חוזים חכמים במקום להשתמש במתחילים החדשים ובחסימות פחות מאובטחות.

כעת ניתן להשתמש בביטקוין במגוון רחב של מגזרים כמו DeFi, NFTs, ICOs ו- IEOs מאשר להיות מכשיר פיננסי שייתן יותר תועלת לביטקוינים. אני מקווה שמהלך זה יתרום בקרוב להפיכת רשת 3.0 למציאות.

השינויים ב- BIP הבאים כלולים ב- Taproot:

חתימות שנור: BIP-340

הביטקוין מבוסס על הצפנת עקומת אליפטי כדי להבטיח את אבטחתו ופרטיותו. כיום הוא משתמש באלגוריתם חתימה דיגיטלית של אליפטי Curve (ECDSA) לצורך חתימה על כל עסקה.

עם שדרוג Taproot, Bitcoin עובר לשימוש בתכנית חתימה דיגיטלית אחרת הנקראת חתימת Schnorr לאימות עסקאות. זוהי תכנית חתימה מאובטחת יותר ולא ניתנת למתח. חתימות ECDSA ניתנות לגמישות, ומאפשרות לכל צד שלישי לשנות חתימה קיימת לחתימה דיגיטלית תקפה אחרת. 

פרטיות בסקריפטים של P2SH: באמצעות חתימת שנור, השדרוג מחליף עסקאות P2SH בעסקת P2PKH כללית. סקריפט P2PKH (Pay-to-Public-Key-Hash) הוא הסוג הבסיסי של עסקת ביטקוין. כדי להוציא פלט נעול על ידי סקריפט זה, הנקרא scriptPubKey, המשתמש צריך לספק סקריפט ביטול נעילה, שנקרא scriptSig, שהוא החתימה הציבורית והדיגיטלית באמצעות המפתח הפרטי המתאים. P2SH (Pay-to-Script-Hash) הוא סקריפט מתקדם המאפשר לשולח לנעול את הכספים לחשיש של סקריפט. סקריפט הפדיון מציין את מצב ההוצאות של הכספים ודורש תסריט ביטול נעילה בכדי להוציא את הפלט.

סקריפט הפדיון נחשף רק במהלך עסקת ההוצאה. באותו זמן, כל אחד ברשת יכול לחשוף את כל התסריט ואת הזהויות המעורבות בו, ולהפחית את פרטיות המשתמשים.

גודל התסריט גדל גם אם מדובר בתנאי הוצאה מסובכים יותר. סקריפטים גדולים תופסים יותר מקום בחלל UTXO וזה חסרון לסקלביליות. זה גם מגדיל את דמי העסקה שהשולח צריך לשלם.

צבירה מרכזית בעסקאות מרובות צדדים: חתימות שנור הן ליניאריות. מאפיין זה מאפשר למספר צדדים בעסקה לשתף פעולה ולהפיק חתימה אחת תקפה לסכום המפתחות הציבוריים שלהם. ניתן להמיר כל עסקה מרובת צד המוגדרת על ידי סקריפט P2SH לעסקת P2PKH פשוטה. ניתן להמיר חתימות מרובות לחתימה אחת בלבד באמצעות מאפיין הצבירה המרכזי של חתימות שנור. ניתן לשלב מספר מפתחות ציבוריים לאחד שמייצר חתימה אחת בלבד.

מנקודת המבט של המאמת, כל חתימה מרובה N-of-N לא תהיה שונה מחתימות רגילות. כבר לא נדרש לאמת כל חתימה, מה שסלל את הדרך לאימות מהיר יותר של עסקאות. במקרה של ריבוי M-of-N, באמצעות Schnorr, חתימות M מצטברות לחתימה אחת. העסקה מורשית כאשר מסופקים מספר סף של מפתחות ציבוריים וחתימות, המופיעים כעסקת P2PKH רגילה. לעולם לא ניתן לקשר את המפתח הציבורי המצטבר למשתתפים.

יכולות חוזה חכמות: חתימת שנור מאפשרת גם יכולות שכבה -2 על גבי פרוטוקול הביטקוין המאפשרת יכולות של פיתוח חוזים חכם באמצעות סקריפטים ללא סקריפט. אלה דרך לקודד חוזים חכמים לחתימות דיגיטליות. זה מאפשר סקריפטים קטנים יותר, יעילים יותר, פרטיים יותר וניתנים להרחבה.

החלפות אטומיות: עסקאות החלפה אטומיות המשתמשות בחתימות מתאם יופיעו גם כעסקה עם חתימה יחידה ההופכת אותן לפרטיות יותר. החלפה אטומית מאפשרת החלפת עמיתים לעמית בין שני אסימונים שונים בשתי רשתות בלוקצ'יין שונות ללא צורך במתווך כלשהו. נכון לעכשיו, עסקאות מסחר בין-רשתות אטומיות ניתנות לקישור טריוויאלי אם נצפות שתי חסימות.

עם שדרוג זה, קידוד החתימה שונה כדי לייצר חתימה דיגיטלית קבועה של 64 בתים. ללא קשר למורכבות התסריט, חתימת שנור תופסת פחות מקום, וכתוצאה מכך עסקאות קטנות יותר מפחיתות עמלות.

טפס שורש: BIP-341

באמצעות חתימות שנור, Taproot מציגה דרך חדשה להגדיר תנאי הוצאות פלט בכל עסקה. זהו יישום של פרוטוקול MAST (Merkelized Abstract Syntax Trees), כלומר מוּצָע ב- BIP-114. הוא משתמש בעץ מרקל שנקרא עץ סקריפט כדי לקודד ענפים מרובים בתסריט שמשפר מאוד את הפרטיות על ידי הסתרת סקריפטים שלא בוצעו.

P2SH ו- P2WSH (Pay-2-Witness-Script-Hash) מחייבים את הגואל לפרסם את כל הענפים הבלתי צפויים של התסריט. סקריפט P2WSH דומה ל- P2SH התומך בעדה מופרדת (SegWit). משתמשים יכולים לבחור להוציא שימוש במפתח ציבורי כחתימה רגילה (בשימוש ב- P2PKH) או באמצעות סקריפט (המשמש ב- P2SH או P2WSH). בעת שימוש ב- MAST, להוצאות עסקה, למשתמשים יש אפשרות לספק רק את ענף הסקריפט שהם מבצעים. זה מקטין את גודל מחסנית הפדיון. זה מאפשר למשתמשים לכתוב תנאי מימוש כספים מסובכים שהוגבלו בעבר בגודל התסריט.

באמצעות זאת, מפתחים יכולים כעת ליצור חוזים מורכבים עם סעיפים רבים ושונים. תנאים אלה מקודדים ומובנים בעץ מרקל. משתמשים צריכים רק לחשוף את התסריט שהוא מבצע על מנת לפתוח את הכספים הנעולים על ידי התסריט.

בביצוע הביטקוין הנוכחי, בעת ביטול נעילת פלט P2SH, נחשפים כל התנאים להוצאת הקרן. באמצעות עץ מרקל ניתן לאמת את התסריט גם אם נחשף רק התנאי שמתקיים. מבנה ה- MAST גם אינו משפיע על דרישות האחסון, ניתן לכלול מספר כלשהו של תנאים מורכבים ללא מקום נוסף.  

באמצעות התכונה Taproot, עסקאות P2PKH ו- P2SH נראות דומות ולא מובחנות.

טפספט: BIP-342

זה משפר את חשיש החתימה כדי לאמת סקריפטים של taproot. זו גרסה משודרגת של שפת התכנות של ביטקוין. זה מאפשר תוספת קלה יותר של תכונות חדשות.

Opcodes המשמשים לאימות חתימות ECDSA, OP_CHECKSIG ו- OP_CHECKSIGVERIFY, משונו כדי לאמת את חתימות Schnorr שזה עתה נוספו. אופקודים OP_CHECKMULTISIG ו- OP_CHECKMULTISIGVERIFY הופסקו. כדי לאפשר אימות אצווה של חתימות, מוצג קוד OP_CHECKSIGADD חדש.

קוד הצפנה החדש OP_SUCCESS אופקודים מאפשרים להציג קוד פתוח חדש יותר. זה מקווה שמקל על הוספת קוד צופים שימושי יותר לתסריטים של ביטקוין בעתיד.

סיכום

שדרוג Taproot הוא שדרוג המיוחל בקהילת הביטקוין כדי להרחיב את יכולות הביטקוין ולממש את מלוא הפוטנציאל שלו. תכונות שכבת -2 יאפשרו יותר מקרי שימוש בביטקוין ובתקווה להעביר את הענף לביזור. הפרטיות והיעילות המוגברים במערכת המורשת יביאו יישומים נוספים למימוש. אני מקווה שהשדרוג יביא יותר שימושיות לביטקוינים שלנו.