Phân tích kỹ thuật về nâng cấp Bitcoin Taproot

Bitcoin sẽ trải qua một đợt nâng cấp lớn vào tháng 3 này. Việc nâng cấp bao gồm nhiều thay đổi đáng kể trong công nghệ cơ bản của Bitcoin, như đã đề cập trong XNUMX BIP (Đề xuất cải tiến Bitcoin): GDP 340 cho chữ ký Schnorr, Taproot in GDP 341, và Xác thực các tập lệnh Taproot trong GDP 342.

Bản nâng cấp, được gọi là Taproot, là đề xuất bởi một người đóng góp Bitcoin cốt lõi và đồng sáng lập và CTO tại Blockstream, Gregory Maxwell vào năm 2018. Điều này nhằm mục đích cải thiện quyền riêng tư, hiệu quả và các phương pháp viết kịch bản Bitcoin. Một số tính năng mới nhất định, được dự đoán từ lâu, được thêm vào như khả năng hợp đồng thông minh, chữ ký Schnorr, chi nhánh Merkle và chế độ sighash mới. Những thay đổi làm cho các giao dịch Bitcoin P2SH riêng tư hơn, tránh sự chú ý không cần thiết đến các giao dịch khối lượng lớn từ tin tặc hoặc có thể là các cơ quan quản lý.

Đây là bản nâng cấp mềm sẽ có hiệu lực vào tháng 2021 năm XNUMX. Người dùng không phải nâng cấp ví của mình. Các nút cũ và bitcoin đang lưu hành sẽ vẫn hoàn toàn không bị ảnh hưởng. Nhưng nếu người dùng chọn không nâng cấp lên Taproot trước ngày 12 tháng 2021 năm XNUMX, họ có thể dễ bị tấn công nhất định.

Vào ngày 12 tháng 90, bản nâng cấp đã được hỗ trợ và bị khóa bởi 0.21.1% tất cả các khối được khai thác trên Bitcoin. Để hỗ trợ nó, người dùng đã phải nâng cấp lên Bitcoin Core v 9 mới nhất. Bằng cách sử dụng phương pháp triển khai soft fork, BIP2016 và Speedy Trial, các thợ đào và nhóm khai thác đã báo hiệu cho sự hỗ trợ của soft fork trong các khối đã khai thác của họ, trong khoảng thời gian khối năm 2 (khoảng 90 tuần). Để khóa kích hoạt, XNUMX% khối phải phát tín hiệu. Thử nghiệm Tốc độ sẽ kết thúc vào tháng XNUMX, nhưng cộng đồng đã sớm đạt được sự đồng thuận mong muốn.

Bản nâng cấp Softfork Taproot của Bitcoin hiện đã bị khóa !!!https://t.co/2ENYz4eLZu#taproot pic.twitter.com/XKdCkO8TuU

- Nghiên cứu BitMEX (@BitMEXResearch) 12 Tháng Sáu, 2021

Kể từ năm ngoái, Bitcoin đã thu hút rất nhiều khoản đầu tư từ các tổ chức tài chính và nhà đầu tư bán lẻ coi nó phù hợp như một loại tài sản có thể đầu tư mới. Với việc triển khai Taproot đúng cách, các khả năng mới để xử lý các hợp đồng thông minh sẽ thu hút các nhà phát triển đến với Bitcoin. Cũng giống như các quỹ, các công ty doanh nghiệp lớn có thể chuyển sang Bitcoin để phát triển hợp đồng thông minh thay vì sử dụng blockchain mới và kém an toàn.

Bitcoin hiện có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như DeFi, NFT, ICO và IEO chứ không chỉ là một công cụ tài chính sẽ mang lại nhiều tiện ích hơn cho Bitcoin. Hy vọng rằng động thái này sẽ sớm góp phần biến web 3.0 trở thành hiện thực.

Những thay đổi trong các BIP sau được bao gồm trong Taproot:

Chữ ký Schnorr: BIP-340

Bitcoin dựa trên mật mã đường cong Elliptic để đảm bảo tính bảo mật và quyền riêng tư của nó. Nó hiện đang sử dụng Thuật toán Chữ ký Kỹ thuật số Đường cong Elliptic (ECDSA) để ký bất kỳ giao dịch nào.

Với bản nâng cấp Taproot, Bitcoin đang chuyển sang sử dụng một lược đồ chữ ký số khác được gọi là chữ ký Schnorr để xác thực các giao dịch. Đây là một lược đồ chữ ký an toàn hơn và không dễ uốn. Chữ ký ECDSA dễ uốn, cho phép bất kỳ bên thứ ba nào thay đổi chữ ký hiện có thành một chữ ký điện tử hợp lệ khác. 

Quyền riêng tư trong tập lệnh P2SH: Sử dụng chữ ký Schnorr, bản nâng cấp thay thế các giao dịch P2SH bằng một giao dịch P2PKH chung. Tập lệnh P2PKH (Pay-to-Public-Key-Hash) là loại giao dịch Bitcoin cơ bản. Để sử dụng một đầu ra bị khóa bởi tập lệnh này, được gọi là scriptPubKey, người dùng phải cung cấp một tập lệnh mở khóa, được gọi là scriptSig, là chữ ký số và công khai bằng cách sử dụng khóa riêng tương ứng. P2SH (Pay-to-Script-Hash) là một tập lệnh nâng cao cho phép người gửi khóa tiền vào hàm băm của một tập lệnh. Tập lệnh mua lại đề cập đến điều kiện chi tiêu của quỹ và yêu cầu tập lệnh mở khóa để chi tiêu đầu ra.

Kịch bản quy đổi chỉ được tiết lộ trong giao dịch chi tiêu. Khi đó, bất kỳ ai trong mạng đều có thể khám phá toàn bộ tập lệnh và danh tính liên quan đến nó, làm giảm quyền riêng tư của người dùng.

Kích thước tập lệnh cũng tăng lên nếu có liên quan đến các điều kiện chi tiêu phức tạp hơn. Các tập lệnh lớn chiếm nhiều dung lượng hơn trong không gian UTXO, điều này gây bất lợi cho khả năng mở rộng. Điều này cũng làm tăng phí giao dịch mà người gửi phải trả.

Tổng hợp chính trong các giao dịch nhiều bên: Chữ ký Schnorr là tuyến tính. Thuộc tính này cho phép nhiều bên trong một giao dịch cộng tác và tạo ra một chữ ký duy nhất hợp lệ cho tổng khóa công khai của họ. Bất kỳ giao dịch nhiều bên nào được chỉ định bởi tập lệnh P2SH đều có thể được chuyển đổi thành một giao dịch P2PKH đơn giản. Nhiều chữ ký có thể được chuyển đổi thành một chữ ký duy nhất bằng cách sử dụng thuộc tính tổng hợp khóa của chữ ký Schnorr. Một số khóa công khai có thể được kết hợp thành một khóa chỉ tạo ra một chữ ký.

Từ quan điểm của người xác minh, bất kỳ chữ ký đa N-of-N nào sẽ không khác gì các chữ ký thông thường. Mỗi chữ ký không cần phải được xác minh nữa, mở đường cho việc xác minh giao dịch nhanh hơn. Trong trường hợp đa chữ ký M-of-N, sử dụng Schnorr, M chữ ký được tổng hợp thành một chữ ký. Giao dịch được ủy quyền khi số lượng khóa công khai và chữ ký ngưỡng được cung cấp, xuất hiện như một giao dịch P2PKH bình thường. Khóa công khai tổng hợp không bao giờ có thể được liên kết lại với những người tham gia.

Các khả năng của hợp đồng thông minh: Chữ ký Schnorr cũng cho phép các khả năng lớp 2 trên đầu giao thức Bitcoin cho phép khả năng phát triển hợp đồng thông minh bằng cách sử dụng các tập lệnh Scriptless. Đây là một cách để mã hóa các hợp đồng thông minh thành chữ ký điện tử. Điều này cho phép các tập lệnh nhỏ hơn, hiệu quả hơn, riêng tư hơn và có thể mở rộng.

Hoán đổi nguyên tử: Các giao dịch hoán đổi nguyên tử sử dụng chữ ký bộ điều hợp cũng sẽ xuất hiện dưới dạng giao dịch một người ký khiến chúng trở nên riêng tư hơn. Hoán đổi nguyên tử cho phép trao đổi ngang hàng của hai mã thông báo khác nhau trên hai mạng blockchain khác nhau mà không cần bất kỳ trung gian nào. Hiện tại, các giao dịch thương mại chuỗi chéo nguyên tử có thể liên kết đáng kể nếu cả hai chuỗi khối đều được quan sát.

Với nâng cấp này, mã hóa chữ ký được thay đổi để tạo ra một chữ ký số 64 byte cố định. Bất kể độ phức tạp của tập lệnh, chữ ký Schnorr chiếm ít chỗ hơn, dẫn đến các giao dịch có quy mô nhỏ hơn, giảm phí.

Rễ cái: BIP-341

Sử dụng chữ ký Schnorr, Taproot giới thiệu một cách mới để xác định các điều kiện chi tiêu đầu ra trong bất kỳ giao dịch nào. Nó là một triển khai của giao thức MAST (Cây cú pháp trừu tượng Merkelized), là đề xuất trong BIP-114. Nó sử dụng cây Merkle được gọi là cây tập lệnh để mã hóa nhiều nhánh trong một tập lệnh giúp cải thiện đáng kể quyền riêng tư bằng cách ẩn các tập lệnh chưa được thực thi.

P2SH và P2WSH (Pay-2-Witness-Script-Hash) yêu cầu người mua xuất bản tất cả các nhánh bất ngờ của script. Tập lệnh P2WSH tương tự như P2SH hỗ trợ Segregated Witness (SegWit). Người dùng có thể chọn sử dụng khóa công khai làm chữ ký thông thường (được sử dụng trong P2PKH) hoặc sử dụng tập lệnh (được sử dụng trong P2SH hoặc P2WSH). Khi sử dụng MAST, để chi tiêu một giao dịch, người dùng có tùy chọn chỉ cung cấp nhánh tập lệnh mà họ đang thực thi. Điều này làm giảm kích thước của ngăn xếp đổi quà. Điều này cho phép người dùng viết các điều kiện quy đổi tiền phức tạp mà trước đây bị giới hạn bởi kích thước của tập lệnh.

Sử dụng điều này, các nhà phát triển hiện có thể tạo các hợp đồng phức tạp với nhiều điều khoản khác nhau. Các điều kiện này được mã hóa và cấu trúc trong cây Merkle. Người dùng chỉ cần tiết lộ tập lệnh mà anh ta thực hiện để mở khóa các khoản tiền bị khóa bởi tập lệnh.

Trong quá trình thực hiện Bitcoin hiện tại, khi mở khóa đầu ra P2SH, tất cả các điều kiện để chi tiêu quỹ sẽ được tiết lộ. Sử dụng cây Merkle, có thể xác minh tập lệnh ngay cả khi chỉ tiết lộ điều kiện được đáp ứng. Cấu trúc MAST cũng không ảnh hưởng đến các yêu cầu lưu trữ, có thể đưa vào bất kỳ số lượng điều kiện phức tạp nào mà không cần thêm dung lượng.  

Sử dụng tính năng Taproot, các giao dịch P2PKH và P2SH trông giống nhau và không thể phân biệt được.

Tập lệnh: BIP-342

Điều này cải thiện việc băm chữ ký để xác thực các tập lệnh taproot. Nó là một phiên bản nâng cấp của ngôn ngữ lập trình của Bitcoin. Nó cho phép bổ sung các tính năng mới dễ dàng hơn.

Các mã opcodes được sử dụng để xác minh chữ ký ECDSA, OP_CHECKSIG và OP_CHECKSIGVERIFY, được sửa đổi để xác minh chữ ký Schnorr mới được thêm vào. Mã Opcodes OP_CHECKMULTISIG và OP_CHECKMULTISIGVERIFY đã ngừng hoạt động. Để kích hoạt xác minh hàng loạt chữ ký, mã opcode OP_CHECKSIGADD mới được giới thiệu.

Các mã opcodes OP_SUCCESS mới cho phép giới thiệu các mã opc mới dễ dàng hơn. Điều này hy vọng sẽ giúp bạn dễ dàng thêm các mã opcodes hữu ích hơn vào các tập lệnh Bitcoin trong tương lai.

Kết luận

Bản nâng cấp Taproot là một bản nâng cấp được chờ đợi nhiều trong cộng đồng Bitcoin để mở rộng khả năng của Bitcoin và phát huy hết tiềm năng của nó. Các tính năng lớp 2 sẽ cho phép nhiều trường hợp sử dụng hơn trên Bitcoin và hy vọng sẽ chuyển ngành theo hướng phi tập trung. Sự riêng tư và hiệu quả được gia tăng trong hệ thống kế thừa sẽ mang lại nhiều ứng dụng hơn được thực hiện. Hy vọng rằng bản nâng cấp sẽ mang lại nhiều tiện ích hơn cho Bitcoin của chúng tôi.