Taproot:最被忽视的比特币重大升级

上周末比特币完成了代号 Taproot 的区块链升级,升级后比特币交易更安全、更隐私,矿工手续费还可能会降低。

上一次比特币区块链大升级是在2017 年8 月。这次升级理应备受瞩目,但相关的新闻报导并不多。多数人都是升级完成后才得知,具体的升级内容大概也有看没有懂。

这篇文章讨论Taproot 升级了哪些功能,以及为什么人们会忽视了这项重大升级。

Taproot 升级

比特币区块链是在2009 年就问世的软件系统。

当时连iPhone 4 都还没推出,比特币系统就已经在运作。现在已经没有人在使用iPhone 4,但比特币区块链仍在运行,软件也就得持续升级。

有别于iPhone 的软件更新,是由苹果单方面推送给用户,有漏洞再另外推出更新版。比特币的升级很不一样。开发者必须先与矿工们达成共识,确保升级符合各方利益。否则如果多数矿工不配合更新,就好像手机无法再支援新版本,用户最终还是只能继续使用旧版软件。

此外,比特币与钱有关。如果升级出现漏洞,严重的话甚至会导致币价归零。升级区块链的压力会比升级手机系统更大。程序代码的改动幅度越大,出问题的风险也就越高。而这次的Taproot 就是比特币的「大升级」,重要性可想而知。

根据 Kraken Intelligence 的介绍:

Taproot 最初是由知名的比特币开发者Greg Maxwell 在2018 年提出。而各方最终在2021 年6 月达成共识,选定在区块编号709,632(约2021 年11 月)进行升级。

Taproot 是比特币的软分叉,它由三项比特币改进提案(Bitcoin Improvement Proposal,BIP)共同组成,借此加强比特币的隐私性、安全性及可扩展性。

看到这段叙述,不少人可能会想:「难道比特币还不够隐私、安全吗?」

这就得从比特币的交易原理说起。

公私钥机制

举例来说,当小明要转帐比特币给小华,实际的过程可以分为解锁、上锁、再解锁的三个步骤。其中,公钥就像是锁头,而私钥则像是钥匙,两者成对出现、搭配使用:

  1. 解锁:小明以自己的「私钥」向系统证明他有权「解锁」特定帐户内的比特币资产

  2. 上锁:小明拿着小华的「公钥」将要转出的比特币「上锁」,并传送给小华

  3. 再解锁:小华凭自己的「私钥」将小明传来的比特币「解锁」,就能收到钱

比特币就是靠着这套以私钥解锁、以公钥上锁的机制运作。

而Taproot 的最大改动,就是更新比特币系统背后产生公、私钥的密码学机制。开发者在既有的椭圆曲线签名算法(ECDSA)之外,新增一套Schnorr 签名机制。这相当于改进钥匙、锁头的安全设计。

Schnorr 签名不仅比原本的密码学机制更安全,它还可以将多个锁头(公钥)、钥匙(私钥),重新聚合成一个新的锁头、钥匙。专业术语称为key aggregation。

这项功能在多签交易(multi-sig transaction)时很好用。就像企业在支出大笔款项之前,会需要经过多个人签名核准,比特币也有类似功能。付款人可以透过智能合约的程序代码,设定得先搜集到特定几个人的私钥签名后才能启动支付流程。

在Taproot 升级之前,智能合约内的交易条件都必须完整公开在比特币区块链,交易才能够生效。因此,与交易无关的人也能透过区块链浏览器,得知哪些地址在什么时候同意向另一个地址支付多少钱。这就好像厂商和客户私下谈好的支付条件,都得完整公开在网络上一样赤裸。

虽然交易内容并没有指名道姓,也只有熟悉区块链的人才知道这些细节,但早在4 年前,开发者就认为这是隐私不足而待改进的项目。

而Taproot 升级之后,智能合约内的交易条件都会被隐藏起来。与交易无关的人,就无法从链上资料得知这笔交易是不是多签交易,也不知道交易得由几个签名核准,更不会知道签名者的真实身份。简单来说,新的Schnorr 签名机制让多签交易看起来像是一般的个人交易,无法从链上纪录得知交易细节。

这不仅能保障交易隐私,也降低多签交易所占用的资料空间。当每笔交易资料变小,矿工就可以在有限的区块空间中塞入更多笔交易。这相当于提升区块链的处理效率,也就能减缓链上塞车的情况,进而降低矿工手续费。

这就是文章开头说Taproot 可望替用户降低矿工手续费,提升安全、隐私性的原因,也是一次比特币区块链的重大升级。但为什么网络上讨论的人这么少?

被忽视的升级

这次Taproot 的升级重点,是额外新增一套比特币系统背后的公私钥产生机制—— Schnorr 签名—— 而它实际影响的对象是以智能合约来支付比特币的使用者。

多数人恐怕不曾把比特币从交易所帐户内提领出来,甚至是第一次听到比特币区块链上有智能合约的功能。因此,这次升级对比特币社群来说或许很重要,但多数使用者却很可能感觉不到Taproot 和自己的关联。

既然很少人使用智能合约转帐比特币,它的交易隐私问题就更不在人们的关心范围之内。

其次,Taproot 虽然能降低智能合约的交易资料大小,进而减少矿工手续费。但降低手续费终究不是Taproot 升级的主要目的,只是Schnorr 签名恰好能达到这个效果。而且所降低的手续费也有极限。

但这不全然是Taproot 的功劳。如果比特币区块链上的智能合约交易本来就少,Taproot 的改善幅度也有限。

更可能的情况是,将比特币放在个人钱包内转帐的人本来就不多,Taproot 升级之后让手续费又变得更低了。除非各家交易所也愿意调降比特币目前近千元的提领手续费,否则使用者很难感受到升级前后的差异。

回头来看,2017 年比特币因为软件升级引发社群内哄,导致部分矿工出走,分叉出比特币现金(Bitcoin Cash)这个独立的区块链。Taproot 不仅是比特币4 年来的首度升级,还是平和且成功的升级,相当具有历史意义。

只不过,使用者对这项升级无感。毕竟比特币早已不是人们使用智能合约的首选区块链,多数人也是把比特币放在交易所内,而不是个人钱包。

若以公共建设来比喻,Taproot 更像是政府在更新下水道管线。实际上人们的生活并没有太大的变化,但这对于一套已经持续运行10 年且不曾断线维修过的系统来说,已经是一项重大的成功。

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