簡單理解比特幣的Taproot

（採收橄欖，梵高）比特幣的Taproot提案已獲得社區支持，並預計於今年11月份激活，這引起了加密社區的較大關注。為什麼Taproot會引起人們的關注？因為它是近年來比特幣最重要的升級之一。
Taproot是一種提升比特幣腳本功能的技術，由Greg Maxwell（比特幣核心開發者）等公布，它希望通過此技術提升比特幣的隱私性、安全性以及可擴展性。（來自linuxfoundation.org）具體來說，如何簡單理解比特幣中的Taproot軟分叉升級？

Taproot升級之於比特幣

Taproot軟分叉升級對比特幣來說，有幾個好處，可以增強隱私、降低費用以及提升可擴展性。目前加密社區最關注的問題之一是隱私。比特幣鏈上發生的任何事情都是可以查看的，為了解決這個問題，出來了不少隱私解決方案，甚至有隱私代幣，以此試圖來解決加密領域的隱私問題。不過，目前為止，隱私代幣試圖通過隱私屬性來取代btc幾乎是不現實的。一般來說，比特幣支出需要進行簽名，同時還可以添加其他的條件，如時間鎖、多重簽名等。為了滿足更多場景的需求，可以對這些條件進行複合，比如在某區塊高度之後才能使用，且要滿足多人簽名才能支出等。比如某個項目持有的BTC，有特定的支出計劃（如支持開發等），可以採用時間鎖+多重簽名的方式進行支出。Taproot同樣也支持比特幣網路進行這些複雜功能交易，比如多重簽名、時間鎖定發行等。不過不同的地方在於，當前的解決方案在btc進行支出時，需要披露整個腳本（條件）。如果條件複雜，數據量會很大，執行起來也貴，效率不高。此外，它也不利於隱私，因為腳本會揭示所有參與方的信息。通過Taproot升級則可以解決上述問題。有了Taproot，這些複雜的功能看上去是一次交易，其中的條件可以被隱藏起來。也就是說，通過Taproot，可以隱藏比特幣腳本的蹤跡。例如，可以在閃電網路上使用Taproot支付btc，而人們只能看到這些對等交易。此外，Taproot升級還有利於降低費用和提升可擴展性，為比特幣的複雜交易提供更多方便。之所以能做到這些，很重要的是得益於MAST結構和Schnorr簽名方案。Taproot將兩者納入到其軟分叉升級中。MAST+Schnorr

*MAST

MAST（Merklized Abstract Syntax Tree ）是默克爾化抽象語法樹。它來自於抽象語法樹（Abstract Syntax Tree ）和默克爾樹（Merkle Tree）的結合。（Mast結構中無需披露所有腳本，Bitmex Research）MAST試圖使用默克爾樹對腳本中的操作進行編碼。當btc支出時，只需提供其分支運算並將分支哈希連接到固定大小的默克爾根上，從而減少交易大小，節省區塊空間。它對資金可支付的不同條件都單獨進行了哈希，且都包含在一棵默克爾樹中，並形成單個哈希（默克爾根），由此鎖定代幣。通過MAST結構，只有滿足的條件才需要揭示出來，這增加了隱私性。

此外，當它跟Schnorr簽名方案結合，它還可隱藏MAST的結果，達成更好的隱私訴求。整體而言，MAST支持更複雜的交易，可以有各種支出條件，與此同時，它可不用揭示沒有執行的腳本或未被觸發的條件，由此實現隱私保護。此外，MAST結構還有一個好處是，複雜交易可以實現交易大小的顯著降低。有些交易有諸多複雜條件，但隨著其腳本數量的增加，MAST交易大小是對數增長，而非線形增長。（腳本數量與交易大小，David A.Harding）

*Schnorr

比特幣社區還將Schnorr簽名技術納入Taproot軟分叉升級中。Schnorr簽名目的在於實現高效性。比特幣目前的簽名方案是ECDSA，它和Schnorr簽名方案都屬於橢圓曲線數字簽名演算法，不過Schnorr可以實現「聚合簽名」。

簡單來說，就是一筆交易中多個簽名可以組合成一個，它通過將公鑰和簽名組成成「閥值公鑰」和「閥值簽名」，讓其交易看上去跟普通交易沒有區別。

「閥值公鑰」可以讓參與者的公鑰疊加在一起，而「閥值簽名」可以讓參與者的簽名組合起來，根據約定條件進行支付。Schnorr簽名演算法可以使得多重簽名更高效，同時由於其看上去跟普通交易一樣，因此，也提升了隱私性。

Schnorr簽名也被一些加密學家們認為更具安全性，它在「random oracle」模型範圍內證明是安全的，而ECDSA簽名則無法做到。

結語

拋開複雜的技術問題，Taproot為比特幣帶來之前沒有的好處：

*降低費用

一些複雜的交易，其數據量會極大減少，這會讓這些複雜交易費用顯著降低。而費用的降低，則利於提升比特幣上的複雜交易活動。

*增強隱私

通過Schnorr簽名和MSAT組合可以增強交易的隱私性，一些複雜交易看上跟普通的交易類似。

*提升可擴展性和安全性將Mast和Schnorr簽名結合起來，可以讓區塊包含更多的交易，減少數據量，不僅較低交易費用，還提升了可擴展性以及安全性。

不過，也不要對其擴大吞吐量有過高期待，它主要通過減少多簽的大小。想通過它實現更大的可擴展性還是有一定的天花板的。

冷萃財經原創，作者：awing，轉載請註明出處：https://www.lccjd.top/2021/06/24/%e7%ae%80%e5%8d%95%e7%90%86%e8%a7%a3%e6%af%94%e7%89%b9%e5%b8%81%e7%9a%84taproot/?variant=zh-tw