ROOT: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Greg Maxwell（比特币核心开发者）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。

（来自linuxfoundation.org）

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。

比特币核心前开发者： BTC 扩容只需 3 个简单步骤:Bitcoin Core 前开发者 Gavin Andresen 发布推特称，为 BTC 扩容只需 3 个简单步骤，第一步时是扩展以太坊，第二步是无需信任的代币化 BTC，第二步是在 eth2 链上对这些封装的代币交易。第一步和第一步实际上并不容易，但大有可能在接下来一两年发生。Gavin Andresen 认为，在接下来五年内，相比在比特币主网及其二层闪电网络上发生交易，基于另一条链对封装 BTC 进行交易将会更多。[2020/6/15]

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。

声音 | BM：EOSIO是一个比REX更简单、更简便的系统:BM刚刚发布多条推特，对EOSIO资源分配方案的进行解释：从根本上说，它是一个比REX更简单、更简便的系统。它可以通过与生产商分享部分租金来解决表现不佳的问题。如果你有EOS并将它抵押，你可以从租金中获得一些EOS。如果挣得的EOS是用来租用CPU，那么在网上你的交易是免费的(忽略持有EOS的资本成本)。[2019/11/27]

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（如支持开发等），可以采用时间锁+多重签名的方式进行支出。

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（条件）。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。

分析 | 简单粗暴的金字塔游戏DailyRoi上演绝地大逃亡:据猎豹旗下大数据数据评级机构RatingToken提示：FOMO3D的第二轮结束了，第三轮看来也凉了，但是FOMO3D的山寨从来没有停歇，你方唱罢我方登台，花样百出。玩家的耐心越来越低，胃口也越来越大，号称每天100%的收益DailyRoi就在这个时候出现了。DailyRoi总共发生了 4400多笔交易，总共流入近900ETH。 研究DailyRoi的智能合约发现，DailyRoi的收益以分钟记，每分钟的收益1/1440。我们知道一天是1440分钟，所以这也就是为什么宣传会讲每天收益100%。如此高的收益是从哪里来的呢？高收益的外表下是金字塔游戏。从智能合约中可以看出，玩家的收益由后进入的玩家买单。在游戏开始40个小时后，先期进入的玩家已经收回成本并盈利，一部分玩家开始疯狂取现，羊群效应显现，其他玩家跟风，很快，合约里的ETH被抢一空。很多后知后觉的玩家再想取现时，发现合约中已无ETH。所以我们可以看到100多笔交易取出0 ETH，这是很多后知后觉的玩家的无谓挣扎。RatingToken团队提醒大家不要被高回报诱惑也不要有侥幸心理，远离金字塔游戏。详情见原文链接。[2018/9/28]

通过Taproot升级则可以解决上述问题。

百度区块链负责人：百科与区块链结合，简单但经典:百度区块链负责人肖伟今日发朋友圈表示：“百科与区块链的结合，虽然简单，但是太经典了！从此百科不背锅。”肖伟同时给出一个关于“豆蟹”的百度百科词条链接，打开可以查询到版本哈希值，更正时间，修改原因等具体信息，疑似利用区块链不可篡改特性保证百科历史版本的准确留存。[2018/5/28]

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（Merklized Abstract Syntax Tree ）是默克尔化抽象语法树。它来自于抽象语法树（Abstract Syntax Tree ）和默克尔树（Merkle Tree）的结合。

（Mast结构中无需披露所有脚本，Bitmex Research）

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（默克尔根），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。

（脚本数量与交易大小，David A.Harding）

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“random oracle”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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