比特币:简单理解比特币的Taproot

比特币的Taproot提案已获得社区支持，并预计于今年11月份激活，这引起了加密社区的较大关注。为什么Taproot会引起人们的关注？因为它是近年来比特币最重要的升级之一。

Taproot是一种提升比特币脚本功能的技术，由GregMaxwell等公布，它希望通过此技术提升比特币的隐私性、安全性以及可扩展性。

具体来说，如何简单理解比特币中的Taproot软分叉升级？

Taproot升级之于比特币

Taproot软分叉升级对比特币来说，有几个好处，可以增强隐私、降低费用以及提升可扩展性。

PayPal高管：用以太坊区块链来构建PYUSD是一个简单的选择:金色财经报道，PayPal 高级副总裁兼区块链、加密货币和数字货币总经理 Jose Fernandez da Ponte表示，用以太坊（ETH）来构建PYUSD稳定币是一个“简单的选择”，因为开发者社区已经存在。在 Unchained 记者 Laura Shin 的播客中，Fernandez 解释说，PYUSD 与 USDT 和 USDC 等其他稳定币有很大不同。首先它利用 PayPal 生态系统，使其可以访问双边网络。其次，PYUSD还可以用作电子商务网站和接受 PayPal 结算的商家的支付替代方案。与法定货币的连接性也是PYUSD的另一个优势。

当被问及PayPal决定推出稳定币的动机时，Jose指出，该公司认为稳定币是目前区块链的“杀手级应用”。[2023/8/12 16:21:53]

目前加密社区最关注的问题之一是隐私。比特币链上发生的任何事情都是可以查看的，为了解决这个问题，出来了不少隐私解决方案，甚至有隐私代币，以此试图来解决加密领域的隐私问题。不过，目前为止，隐私代币试图通过隐私属性来取代btc几乎是不现实的。

日本央行官员：日本央行将寻求设计“简单”的数字日元:金色财经报道，日本央行一位高级官员周五表示，日本央行发行的任何数字货币都应该有一个简单的设计，私营公司可以用它为客户开发金融和支付服务。日本央行执行董事内田新一表示，如果央行决定发行数字货币，它们需要与私营部门支付服务共存。为了实现纵向共存，一个相对简单的中央银行数字货币（CBDC）设计对于私营部门来说是可取的，将其作为一种成分”来开发各种服务，Uchida 补充说，例如，私人实体可以开发服务，允许客户通过一个钱包同时使用 CBDC 和私人支付方式。全球中央银行已加紧努力开发自己的数字货币，以实现金融系统现代化并加快国内和国际支付。（路透社）[2021/10/15 20:31:27]

一般来说，比特币支出需要进行签名，同时还可以添加其他的条件，如时间锁、多重签名等。为了满足更多场景的需求，可以对这些条件进行复合，比如在某区块高度之后才能使用，且要满足多人签名才能支出等。比如某个项目持有的BTC，有特定的支出计划，可以采用时间锁+多重签名的方式进行支出。

朱嘉伟：CeFi适合复杂的金融场景，DeFi适合更简单、自动化的应用场景:10月27日~10月28日，火币七周年峰会在线上举行，此次峰会以“无限未来——2020年 区块链大航海时代”为主题，邀请业界精英共同论道行业发展。在本次峰会“风吹幡动，数字资产价值逻辑的变迁与洞察”板块中，火币集团COO朱嘉伟发表了主题演讲。朱嘉伟表示，DeFi和CeFi都是为了满足用户的需求而存在，只是服务用户的形式不同而已。CeFi更适合复杂的金融场景，通过人为和经验的判断为用户做出更好的信用和风险评估，并且在产品服务的灵活性上、流动性上都有诸多优势。而DeFi则适合更简单、自动化的应用场景，比如数字资产的抵押借贷。在简单的模式下，DeFi使得整个过程变得更加高效，成本变得更低。[2020/10/27]

Taproot同样也支持比特币网络进行这些复杂功能交易，比如多重签名、时间锁定发行等。不过不同的地方在于，当前的解决方案在btc进行支出时，需要披露整个脚本。如果条件复杂，数据量会很大，执行起来也贵，效率不高。此外，它也不利于隐私，因为脚本会揭示所有参与方的信息。

声音 | OKEx运营主管：稳定币期货为交易者提供了一种更简单的美元价值对冲工具:据ambcrypto报道，OKEx运营主管Andy Cheung接受采访表示，加密衍生品市场正在快速发展，世界各地的交易商都在要求更明确和细微的产品。稳定币期货为交易者提供了一种更简单的美元价值对冲工具。此外，对于交易所如何改善加密衍生品“价格发现”过程，其表示，交易所将考虑所有有形因素，可以控制这些因素，例如执行速度，准确的配额以及建立公平和平衡的市场。没有交易所可以控制所有无形资产，例如波动率，我们围绕无形资产开发产品。期权和期货的推出提供了一种管理这些无形资产的产品，进而创造了一个供买卖双方相匹配的市场。[2019/12/29]

通过Taproot升级则可以解决上述问题。

有了Taproot，这些复杂的功能看上去是一次交易，其中的条件可以被隐藏起来。也就是说，通过Taproot，可以隐藏比特币脚本的踪迹。例如，可以在闪电网络上使用Taproot支付btc，而人们只能看到这些对等交易。

此外，Taproot升级还有利于降低费用和提升可扩展性，为比特币的复杂交易提供更多方便。

之所以能做到这些，很重要的是得益于MAST结构和Schnorr签名方案。Taproot将两者纳入到其软分叉升级中。

MAST+Schnorr

MAST

MAST是默克尔化抽象语法树。它来自于抽象语法树和默克尔树的结合。

MAST试图使用默克尔树对脚本中的操作进行编码。当btc支出时，只需提供其分支运算并将分支哈希连接到固定大小的默克尔根上，从而减少交易大小，节省区块空间。它对资金可支付的不同条件都单独进行了哈希，且都包含在一棵默克尔树中，并形成单个哈希，由此锁定代币。

通过MAST结构，只有满足的条件才需要揭示出来，这增加了隐私性。此外，当它跟Schnorr签名方案结合，它还可隐藏MAST的结果，达成更好的隐私诉求。

整体而言，MAST支持更复杂的交易，可以有各种支出条件，与此同时，它可不用揭示没有执行的脚本或未被触发的条件，由此实现隐私保护。此外，MAST结构还有一个好处是，复杂交易可以实现交易大小的显著降低。有些交易有诸多复杂条件，但随着其脚本数量的增加，MAST交易大小是对数增长，而非线形增长。

Schnorr

比特币社区还将Schnorr签名技术纳入Taproot软分叉升级中。Schnorr签名目的在于实现高效性。比特币目前的签名方案是ECDSA，它和Schnorr签名方案都属于椭圆曲线数字签名算法，不过Schnorr可以实现“聚合签名”。

简单来说，就是一笔交易中多个签名可以组合成一个，它通过将公钥和签名组成成“阀值公钥”和“阀值签名”，让其交易看上去跟普通交易没有区别。“阀值公钥”可以让参与者的公钥叠加在一起，而“阀值签名”可以让参与者的签名组合起来，根据约定条件进行支付。Schnorr签名算法可以使得多重签名更高效，同时由于其看上去跟普通交易一样，因此，也提升了隐私性。

Schnorr签名也被一些加密学家们认为更具安全性，它在“randomoracle”模型范围内证明是安全的，而ECDSA签名则无法做到。

结语

抛开复杂的技术问题，Taproot为比特币带来之前没有的好处：

降低费用

一些复杂的交易，其数据量会极大减少，这会让这些复杂交易费用显著降低。而费用的降低，则利于提升比特币上的复杂交易活动。

憎强隐私

通过Schnorr签名和MSAT组合可以增强交易的隐私性，一些复杂交易看上跟普通的交易类似。

提升可扩展性和安全性

将Mast和Schnorr签名结合起来，可以让区块包含更多的交易，减少数据量，不仅较低交易费用，还提升了可扩展性以及安全性。不过，也不要对其扩大吞吐量有过高期待，它主要通过减少多签的大小。想通过它实现更大的可扩展性还是有一定的天花板的。

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