Taproot คืออะไร? เทคโนโลยีเพื่อเพิ่มความเป็นส่วนตัวของ Bitcoin

การรับรู้ทั่วไปเกี่ยวกับความเป็นส่วนตัวของ Bitcoin ได้เปลี่ยนไปให้ความสำคัญกับการปรับปรุงมากขึ้นเนื่องจากตลาดสำหรับสกุลเงินดิจิทัลที่เน้นความเป็นส่วนตัวเติบโตขึ้นและมีการเปิดเผยเวกเตอร์การโจมตีสำหรับผู้ใช้ที่ไม่เปิดเผยชื่อมากขึ้น จาก Dandelion ++ ไปจนถึง Chaumian CoinJoins มีการริเริ่มมากมายเพื่อปรับปรุงการรับรองความเป็นส่วนตัวของ Bitcoin นามแฝง.

โดยเฉพาะอย่างยิ่งประโยชน์ด้านความเป็นส่วนตัวที่สำคัญอย่างหนึ่งสำหรับสกุลเงินดิจิทัลแบบดั้งเดิมหรือที่เรียกว่า Taproot คาดว่าจะรวมอยู่ในโปรโตคอลหลังจากการรวม Schnorr Signatures ซึ่งจำเป็นต้องใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการนำไปใช้.

แต่เดิม เสนอ โดยนักพัฒนา Bitcoin และผู้เข้ารหัส Gregory Maxwell ในเดือนมกราคม 2018 Taproot ได้ขยายขีดความสามารถในการทำสัญญาอัจฉริยะของ Bitcoin ในขณะที่รักษาความเป็นส่วนตัวด้วยการทำธุรกรรมมาตรฐานและธุรกรรมขั้นสูงอื่น ๆ อย่างมีประสิทธิภาพอย่างแยกไม่ออก.

การอัปเกรดนี้เกิดขึ้นพร้อมกับการพัฒนาที่เสนออื่น ๆ รวมถึง Schnorr, Graftroot และ MAST ซึ่งเป็นการปรับปรุงมากกว่า P2SH ขณะนี้นักพัฒนาชั้นนำของ Bitcoin บางรายกำลังวางแผนที่จะรวมทั้ง Schnorr และ Taproot เป็นการปรับปรุงโปรโตคอลร่วมกัน.

P2SH และ MAST

การทำความเข้าใจ Taproot ก่อนอื่นต้องประเมินวิธีการบางอย่างที่รองรับการทำธุรกรรมในเครือข่าย Bitcoin โดยเฉพาะ P2SH (เรียกว่า pay to script hash) คือที่ที่เหรียญถูกล็อคในสัญญา Bitcoin ที่มีสคริปต์ที่กำหนดเงื่อนไขเฉพาะที่ต้องปฏิบัติตามเพื่อให้เจ้าของใช้จ่ายเหรียญ.

ตัวอย่างเช่นธุรกรรมมาตรฐานกำหนดให้มีการผลิตคีย์ส่วนตัวเพื่อตรวจสอบว่าสามารถใช้เหรียญได้ อย่างไรก็ตามการทำธุรกรรมขั้นสูงเช่น multi-sig ต้องการให้กลุ่มหนึ่งเซ็นชื่อในการทำธุรกรรมก่อนจึงจะสามารถส่งได้ ดังนั้นหาก Alice, Bob และ Charlie เป็นส่วนหนึ่งของปาร์ตี้แบบ multi-sig สำหรับการใช้จ่าย bitcoins จำนวน X จากกองทุนแลกเปลี่ยนสคริปต์ P2SH แบบ multi-sig อาจต้องการให้ผู้เข้าร่วมอย่างน้อย 2 ใน 3 คนลงนามในธุรกรรม สำหรับผลลัพธ์ที่จะใช้.

สิทธิ์ในการใช้จ่ายผลลัพธ์ที่เฉพาะเจาะจงสามารถสอดคล้องกับเงื่อนไขการเขียนสคริปต์ P2SH หลายเงื่อนไข แต่ต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขเพียงข้อเดียวเพื่ออนุมัติการใช้จ่าย.

เงื่อนไขของธุรกรรมขั้นสูงเหล่านี้จะถูกเก็บไว้ในสคริปต์ P2SH เป็นแฮชบนบล็อกเชน อย่างไรก็ตามเมื่อมีการใช้เหรียญ, ทั้งหมด ของเงื่อนไขจะถูกเปิดเผยต่อเครือข่ายไม่ว่าจะเป็นเงื่อนไขที่ตรงตามและอนุญาตให้ใช้จ่ายเหรียญหรือไม่ก็ตาม ตัวอย่างเช่นหากตรงตามเงื่อนไข multi-sig 2-of-3 ก่อนเงื่อนไขสคริปต์ P2SH อื่นเช่นการล็อกเวลาที่มีอยู่ด้วยเช่นกันทั้งการล็อกเวลาและสคริปต์แบบมัลติซิกจะถูกเปิดเผยตามการใช้จ่ายของเหรียญ.

สิ่งนี้นำเสนอปัญหาความเป็นส่วนตัวเนื่องจากกระเป๋าเงิน Bitcoin บางรุ่นไม่มีฟังก์ชันเช่นสัญญาหลายซิกและล็อกเวลา ดังนั้นผู้สังเกตการณ์สามารถอนุมานประเภทของกระเป๋าเงินต้นทางของธุรกรรมได้โดยการกำจัดกระเป๋าสตางค์ที่ไม่มีเงื่อนไขการเขียนสคริปต์ P2SH ขั้นสูง เงื่อนไขหลายประการอาจนำไปสู่ธุรกรรมที่หนักขึ้นและลดความสามารถในการปรับขนาดได้.

MAST ได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับปรุง P2SH โดยทำให้เงื่อนไขของสคริปต์สำหรับธุรกรรมนั้นสับสน สำหรับ “Merklelized Abstract Syntax Tree” MAST จะปิดบังเงื่อนไขสคริปต์ของธุรกรรมและเปิดเผยเฉพาะเงื่อนไขแรกที่ตรงตามเงื่อนไขเท่านั้นซึ่งต้องรับผิดชอบต่อการใช้เหรียญที่ถูกต้อง MAST ใช้ Merkle Trees อย่างชาญฉลาดเพื่อแฮชเงื่อนไขของสคริปต์แต่ละรายการแทนที่จะแฮชชุดเงื่อนไขทั้งหมด ในการทำเช่นนั้นเส้นทาง Merkle สามารถตรวจสอบความถูกต้องว่าตรงตามเงื่อนไขที่ถูกต้อง ไม่มี เปิดเผยเงื่อนไขการเขียนสคริปต์อื่น ๆ.

กลับไปที่ตัวอย่าง Alice, Bob และ Charlie หาก P2SH มีทั้งเงื่อนไขแบบ 2-of-3 multi-sig และเงื่อนไข timelock ระบบจะเปิดเผยเฉพาะเงื่อนไขที่ตรงตามก่อนเท่านั้น หาก Alice และ Bob ลงนามในธุรกรรมผู้สังเกตการณ์สามารถตรวจสอบได้ว่าตรงตามเงื่อนไข 2 ใน 3 ของ multi-sig แต่พวกเขาจะไม่ทราบว่า P2SH มีเงื่อนไขการล็อกเวลาด้วย.

Schnorr และ Taproot

ข้อได้เปรียบหลักของลายเซ็น Schnorr คือความสามารถในการรวมธุรกรรมให้เป็นธุรกรรมเดียว แทนที่จะป้อนข้อมูลที่ต้องใช้ลายเซ็นแต่ละรายการลายเซ็นของธุรกรรมหลายรายการสามารถรวมเข้ากับธุรกรรมด้วยลายเซ็นทั่วไปเดียว.

ประโยชน์ที่โดดเด่นของการรวมลายเซ็นคือการประหยัดพื้นที่จัดเก็บภายในแต่ละบล็อกและความสามารถในการปรับขนาดที่ดีขึ้นของเครือข่ายในภายหลัง อย่างไรก็ตามเมื่อใช้ลายเซ็น Schnorr กับธุรกรรมแบบหลายซิกคุณอนุญาตให้ใช้ Taproot.

ด้วยการใช้ประโยชน์จากเคล็ดลับที่เรียกว่า “threshold signatures” เมื่อ Schnorr ถูกนำไปใช้กับธุรกรรมแบบหลายซิกผู้เข้าร่วมใน multi-sig สามารถรวบรวมลายเซ็นและกุญแจสาธารณะของพวกเขาเข้าด้วยกันเพื่อใช้เหรียญเหมือนกับธุรกรรมมาตรฐานใด ๆ Taproot เป็นนวัตกรรมที่เชื่อมโยง MAST เข้ากับแนวคิดนี้ซึ่งผู้เข้าร่วมสามารถ “ปรับแต่ง” คีย์สาธารณะของเกณฑ์หรือลายเซ็นขีด จำกัด.

ลายเซ็นการเข้ารหัสคืออะไร?

โดยพื้นฐานแล้วพวกเขาสามารถพิสูจน์ความถูกต้องของการใช้จ่ายของเงื่อนไขสคริปต์ธุรกรรมหลายซิกได้โดยไม่ต้องเปิดเผยภายในธุรกรรมรวมของ Schnorr ที่กว้างขึ้นว่าธุรกรรมของพวกเขามีเงื่อนไขการเขียนสคริปต์ที่ซับซ้อน เป็นผลให้ธุรกรรมขั้นสูง (หลายซิก) สามารถซ่อนอยู่ภายในลายเซ็น Schnorr แบบรวมเป็นธุรกรรมปกติโดยไม่ต้องเสียสละการแมปเส้นทาง Merkle ของ MAST.

นอกจากนี้ธุรกรรมไม่ได้เปิดเผยว่ามีโครงสร้าง MAST.

Schnorr, MAST และ Taproot ถูกมองว่าเป็นนวัตกรรมเสริมที่นำไปสู่ความสามารถในการทำธุรกรรม Bitcoin ที่น่าสนใจและซับซ้อนยิ่งขึ้น.

Anthony Towns ผู้พัฒนา Bitcoin Core เสนอ หลายเดือนต่อมาในเดือนกรกฎาคม 2018 สำหรับ “รากแก้วทั่วไป” ซึ่งจะลดปริมาณข้อมูลที่จำเป็นสำหรับข้อเสนอ Taproot เริ่มต้น อย่างไรก็ตามเขาตั้งข้อสังเกตว่า:

“ เท่าที่การปรับใช้งานดำเนินไปฉันคิดว่ามันสมเหตุสมผลแล้วที่จะเริ่มต้นการใช้งาน schnorr / taproot / mast ก่อนและเพิ่มการต่อกิ่ง / การรวมในภายหลัง ความรู้สึกของฉันคือไม่มีความเร่งด่วนที่ดีสำหรับ taproot ทั่วไปดังนั้นมันจึงสมเหตุสมผลที่จะทำ schnorr / taproot / mast ต่อไปในตอนนี้ใช้เวลาในการวิเคราะห์ taproot ทั่วไปและถ้ามันดูดีและมีประโยชน์ให้ตั้งเป้าที่จะเปิดใช้งานในระยะต่อ เช่นในเวลาเดียวกันกับการปลูกถ่ายอวัยวะ / การรวมตัว”

Taproot เป็นพื้น พร้อมที่จะนำไปใช้งาน แต่ต้องมีการนำ Schnorr มาใช้ก่อนหรืออย่างน้อยก็ร่วมกับ Taproot.

ข้อเสนอโดยละเอียดสำหรับการรวม Schnorr ไว้ในโปรโตคอล Bitcoin Core คือ มีอยู่แล้ว, อย่างไรก็ตามดูเหมือนว่ายังไม่มีกำหนดเวลาที่ชัดเจนสำหรับการนำไปใช้งาน การรับรู้โดยทั่วไปคือ Schnorr, MAST และ Taproot จะถูกนำมาใช้เป็นชุดของการอัปเดตเสริมสำหรับโปรโตคอล.

Schnorr เป็นการอัปเกรดที่สำคัญสำหรับ Bitcoin ซึ่งเทียบเท่ากับ SegWit การอัปเดตที่สำคัญมาพร้อมกับความขัดแย้งและความล่าช้าในชุมชน แต่การสนับสนุนที่อยู่เบื้องหลัง Schnorr นั้นแข็งแกร่ง นักพัฒนากำลังดำเนินการทดสอบและปรับแต่งการใช้งานทางเทคนิคของการอัปเกรดก่อนที่จะประกาศการเตรียมการขั้นสุดท้าย.

นักพัฒนา Bitcoin และชุมชนในวงกว้างต่างรู้สึกตื่นเต้นกับศักยภาพของการรวม Schnorr Signature เข้ากับโปรโตคอลมานานและดูเหมือนว่าวันที่อย่างเป็นทางการสำหรับการรวมอยู่ในขอบฟ้าสำหรับปี 2019 Taproot นำเสนอข้อดีด้านความเป็นส่วนตัวที่น่าสนใจซึ่งเป็นส่วนเสริมของ Schnorr และ MAST และการเพิ่มในที่สุดของ Graftroot แม้แต่พยายามที่จะปรับปรุง Taproot ด้วยการแก้ไขข้อบกพร่องบางประการในด้านประสิทธิภาพ.  

ประสิทธิภาพและความเป็นส่วนตัวของ Bitcoin เป็นจุดสนใจของชุมชนมาหลายปีแล้วและความก้าวหน้าที่มีความหมายได้เกิดขึ้นจากนวัตกรรมเช่น SegWit, Stonewall และ Chaumian CoinJoins ข้อเสนออื่น ๆ อีกมากมายจะได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมตลอดปี 2019 และเป็นการปรับปรุงที่น่าสนใจสำหรับเครือข่าย Bitcoin ที่มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง.