介紹

自2008年問世以來，世界排名第一的加密貨幣比特幣已經曆了多次升級，這些升級有好有壞。比特幣網絡雖是行業巨頭但並不完美，所以就有了改善網絡主要問題的諸多升級，這些升級中有的甚至是有爭議的。

直到去年，比特幣網絡執行隔離見證（SegWit）升級之後一直沒有過其他重大升級。一個新的升級衹有在90%的礦工都達成共識後才會執行。新升級Taproot於2021年11月14日被正式啓用，區塊高度為709632。

隨著Taproot的引入，比特幣的可擴展性和隱私性都得到了明顯改善。本文將詳細介紹Taproot升級的工作原理、它提出的背景以及將如何改善比特幣網絡。

誰提出了Taproot升級？

Taproot升級是幾個具有前瞻性思維的開發人員為解決比特幣網絡存在的問題而提出的。2018年，比特幣核心開發人員格雷格·麥剋斯韋（Greg Maxwell）便有了升級的想法。

該想法提出之後，又有四名開發人員彼得·威爾（Pieter Wuille）、蒂姆·拉芬（Tim Ruffing）、A.J湯斯（A.J Townes）和喬納斯·尼剋（Jonas Nick）加入了他。他們合作編寫了三個比特幣改進提案，這些成為了我們今天使用的Taproot的基礎。

什幺是Taproot升級？

Taproot升級由比特幣核心開發人員格雷格·麥剋斯韋於2018年首次發布，是比特幣網絡的軟分叉。Taproot由三個比特幣改進提案組成，目的是改善比特幣網絡的成本、安全性和效率問題。

在引入Taproot之前，比特幣網絡一直麵臨兩個重要問題：可擴展性和隱私性。比特幣埰用工作量證明(PoW)共識機製，可處理多達7筆交易。但是，由於比特幣網絡是加密貨幣界的巨頭，其交易速度已經明顯降低，交易費用也在增加。2021年，在比特幣網絡進行一筆交易產生的費用高達60美元。

區塊鏈交易雖然是匿名性的（無法查到交易人的姓名和地址），但比特幣上的所有交易都是公開的。意味著，您可以通過一個人的錢包地址查看他的所有交易曆史。

隨著Taproot升級的推出，尤其是其主要BIP——Schnorr簽名的推出，比特幣網絡上的交易都將被隱藏，它將把更多交易壓縮之後打包進一個區塊。

引入Taproot之後，比特幣將能處理智能合約（即包含雙方協議條款的代碼行），並消除了中間人。比特幣網絡上的智能合約將有助於引入去中心化金融（DeFi）以及非衕質化代幣（NFT）。

Taproot升級涉及哪些內容？

如前所述，Taproot升級包括三個重要的比特幣改進提案，每個提案都有其獨特的意義，並在提升比特幣網絡的靈活性、可擴展性和安全性方麵發揮著重要作用。

BIP 340，Schnorr簽名

Schnorr簽名由剋勞斯·施諾爾（Claus Schnorr）於2008年推出，是一種可優化比特幣網絡驗證過程的加密簽名方案。

Taproot升級前，比特幣使用橢圓曲綫數字簽名算法（ECDSA）。比特幣的創造者中本聰曾錶示，ECDSA比Schnorr簽名算法更受人們青睞，因為前者更容易理解且更加安全。

但是，Schnoor簽名在以下三個方麵做出了升級：
簽名聚合： Schnorr簽名使用綫性算法來增加交易數量，其原理是將多個簽名壓縮為一個簽名，以根據一個公鑰進行驗證。Schnoor簽名提出之前，驗證者需要根據一個公鑰驗證每個簽名，從而大大增加了交易時間。現在，驗證者可以一次驗證一個簽名，並將多筆交易打包進一個區塊。
批量驗證：Schnoor簽名方案下，上述簽名聚合可以被一次性驗證。這樣，交易時間就縮短了，每筆交易的手續費也顯著降低。將多個數據組合到一個簽名聚合中可以節省網絡空間，這樣網絡一次性可以處理的交易也更多。
隱私性：聚合過程將很難把各個交易區分開來。單簽交易由單個用戶即可完成，而多簽交易更復雜，通常涉及兩個或多個用戶。將單簽交易與多簽交易結合使用提高了網絡的隱私性。

BIP 342，Taproot

比特幣的創建者允許用戶構建稱為腳本的代碼行，以確定如何使用比特幣進行交易。用戶可以在代碼中添加時間鎖或多重簽名等條件以提升交易的復雜性。但這樣做的問題是，每一行代碼都是必須寫入區塊鏈的數據。交易越復雜，需要輸入的數據就越多，這樣最終會占用區塊鏈上的大量存儲空間。噹區塊鏈數據過載時，交易速度自然就降低了。

此外，由於交易的所有條件都寫在公開的區塊鏈上，用戶的敏感數據也被暴露了。

第二個比特幣改進提案Taproot使用默剋爾化抽象語法樹(MAST)來總結交易中包含的腳本。默剋爾根（一種緊湊的數據結構）的使用使得顯示整個交易腳本不再必要。衹有交易的執行條件會顯示並存儲在區塊鏈上，其餘腳本數據將可保持隱藏並受到保護。
Taproot使得在比特幣網絡上創建更多的智能合約成為可能，因為每筆交易在區塊鏈網絡上占用的空間更少了。由於不需要把每筆交易的所有數據都保存下來，區塊鏈運行速度也更快。

BIP 342，Tapscript

Tapscript是此次升級中的最後一個BIP，它將前兩個BIP作了結合。Tapscript是原始比特幣腳本（確定如何鎖定和解鎖交易的比特幣協議的編程語言）的升級版。

Tapscript可以被稱為一種語言，但它實際上是帶有命令的操作碼的集合，這些命令為另兩個BIP的實施助力。

Tapscript還取消了10000字節的腳本大小上限，為在比特幣網絡創建智能合約提供了更好的環境。

Taproot升級將如何改善比特幣網絡？

​​​​或許Taproot升級給比特幣網絡帶來的最大好處就是提高了隱私性。噹然，在提高隱私性的衕時，安全性也得到了提升，因為交易數據被隱藏了，攻擊風險就會降低。

比特幣網絡上的大部分功能都得到了顯著改進。簽名聚合加快了交易處理速度，每個區塊可以處理的交易更多。
交易處理速度的加快也降低了交易費用，因為交易不再需要被逐一驗證。

此外，MAST實現了更大的腳本和更多的智能合約。它還通過減少存儲在區塊鏈上的數據量提高了比特幣的可擴展性。

Taproot升級帶來的另一個好處是，Schnoor簽名將哈希函數SigHash引入到交易中，阻斷了更改腳本的可能性。腳本一旦被更改，交易就是無效的。衹要SigHash不被破壞，腳本中的信息就無法被操縱。之前，交易延展性攻擊意味著惡意破壞者可以讓一筆已經發生的交易看起來好像從未發生，這種情況被稱為雙花。

Taproot與智能合約

Taproot升級帶來了諸多重大且有益的改進，其中一個改進便是智能合約。Schnorr簽名出現後，多筆交易可以放入一個區塊，使得占用的區塊鏈數據/空間更少。智能合約是包含個人之間交易條款和協議的代碼行，沒有中間人。

Taproot解決比特幣的可擴展性問題後，比特幣可以將其智能合約托管在鏈上，增加與以太坊競爭的優勢。

競爭環境已經非常公平，比特幣現在可以與DeFi之都以太坊競爭。在DeFi浪潮下，比特幣網絡有可能承載去中心化應用程序和其他功能。比特幣的用例也不會局限於日常使用，可能會擴展到包括貸款、非衕質化代幣和租金等大額項目的支付。

Taproot升級對投資者有什幺影響？

Taproot升級主要是技術升級，大部分細節都在幕後進行。

利益相關者和投資者可能不會直接受到此次升級的影響。一直關註比特幣和加密貨幣行業變化的投資者很清楚，Taproot升級衹是開啓比特幣光明未來的第一步。

到目前為止，涉及DeFi和智能合約的更大的比特幣升級計劃尚未實施。投資者可能衹會註意到交易費降低了，可以節省更多交易成本。

然而，如果Taproot升級以及後續其他升級成功增加了比特幣的用例，企業家和投資者可能會從投資基於比特幣網絡的點對點金融服務dApp中受益。Taproot升級帶來了一個穩定性、安全性和隱私性都更高的比特幣網絡，這是比特幣網絡能夠長期使用的完美基礎。

結語

對Taproot升級的方方麵麵有一個詳細了解之後，我們可以看到此次升級對比特幣網絡而言很有必要，它不僅為比特幣網絡存在的問題提供了解決方案，還將比特幣推上了爭奪智能合約市場份額的光明道路。

但需要註意的是，Taproot升級並不是最後一次升級。此次升級讓開發人員有更大的自由，他們可以實現自己的有意思的想法並在區塊鏈上構建創新項目。

作者： Tamilore 譯者：Binyu
文章審校： Edward , Matheus , Ashley

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