Bitcoin Taproot

7. Oktober 2021

Bitcoin MinersperrensichinTaprootSoftForkein

Was ist Taproot?

Taproot ist ein Upgrade von Bitcoin, das darauf abzielt, die Privatsphäre und Effizienz seines Netzwerks zu verbessern. Taproot ist das erste Upgrade auf Bitcoin seit vier Jahren, seit Segregated Witnesses (SegWit) 2017 live gegangen ist.

Das Taproot-Update umfasst drei Bitcoin Improvement Proposals (BIPs), darunter BIP340 (BIP – Schnorr), BIP341 (BIP – Taproot), BIP342 (BIP – Tapscript).

BIP-Schnorr führt „Schnorr Signatures“ ein, eine schnellere, sicherere und weniger datenintensive Methode zur Autorisierung von Transaktionen. BIP – Schnorr ermöglicht auch BIP – Taproot, das eine Technik namens „MAST“ verwendet, um weniger Smart-Contract-Transaktionsdaten an die Blockchain zu übertragen und gleichzeitig einige private Transaktionsinformationen zu verschleiern. Schließlich stattet BIP – Tapscript Bitcoin mit einer aktualisierten Transaktionsprogrammiersprache aus, die Schnorr- und Taproot-Technologie verwendet. Tapscript ermöglicht es Entwicklern auch, zukünftige Bitcoin-Upgrades effizienter zu implementieren.

Taproot wurde erstmals im Januar 2018 vom Bitcoin-Kernentwickler Gregory Maxwell vorgeschlagen. Der Vorschlag wurde weithin unterstützt und erreichte am 12. Juni 2021 von einer Mehrheit der Bitcoin-Miner einen Konsens für die Umsetzung. Taproot wird voraussichtlich im November 2021 aktiviert.

Wie Bitcoin-Transaktionen funktionieren

Um die Bedeutung des Taproot-Upgrades zu verstehen, ist es notwendig zu wissen, wie Bitcoin-Transaktionen heute abgewickelt werden. Bitcoin-Wallets funktionieren ähnlich wie traditionelle Bankkonten, da sowohl eine “Kontonummer” als auch ein “Passwort” erforderlich sind, um auf die in der Wallet befindlichen Gelder zuzugreifen. Wenn Benutzer eine Brieftasche erstellen, generieren sie ein einzigartiges kryptografisches Schlüsselpaar – ein öffentliches und ein privates –, das es ihnen ermöglicht, Bitcoin zu senden oder zu empfangen. Der öffentliche Schlüssel fungiert als „Kontonummer“ und der private Schlüssel wie das „Passwort“.

Private Schlüssel können eine kryptografische Signatur erstellen, um Transaktionen zu authentifizieren und die Verteilung von Münzen zu berücksichtigen, wodurch verhindert wird, dass böswillige Akteure Münzen stehlen oder anderweitig Gelder missbrauchen.

Zur Ausführung und Validierung der Transaktion ist eine kryptografische Signatur erforderlich, die aus den Transaktionsdetails und dem privaten Schlüssel abgeleitet wird. Jeder kann diese Signatur auf der Blockchain sehen und ihre Authentizität unabhängig überprüfen.

Taproot erklärt

Das Taproot-Upgrade implementiert drei BIPs:

BIP340 – Schnorr-Signatur Technologie implementiert eine kleinere, sicherere und flexiblere Art der kryptografischen Signatur. Es führt auch eine Technik namens “Schlüsselaggregation” ein, die es ermöglicht, Transaktionen mit mehreren Signaturen (bei denen mehrere Parteien eine einzelne Transaktion bestätigen) und Smart Contracts (bei denen vorbestimmte Bedingungen erfüllt sein müssen, um eine Transaktion auszuführen) die gleiche Datenmenge an die Bitcoin-Blockchain als Standardtransaktion mit einer einzigen Signatur. Bei Schnorr-Signaturen werden sowohl ein einzelner aggregierter öffentlicher Schlüssel als auch eine einzelne aggregierte Signatur aufgezeichnet, und nicht alle öffentlichen Schlüssel und Signaturen aller beteiligten Teilnehmer. Das Ergebnis ist eine leichtere Blockchain-Last, bei der Beobachter nicht entschlüsseln können, ob eine Transaktion einen oder mehrere Endorser umfasst. Bemerkenswert, Schnorr-Signaturen sind abwärtskompatibel mit dem Kryptografiealgorithmus, den Bitcoin seit seiner Einführung verwendet hat, der als Elliptic Curve Digital Signature Algorithm (ECDSA) bezeichnet wird. Dies ermöglicht es Dienstleistern wie Börsen, Depotbanken und Wallets, sich im Laufe der Zeit für ein Upgrade zu entscheiden.

BIP341 – Pfahlwurzel baut auf den Datenschutzinnovationen des neuesten Bitcoin-Upgrades SegWit auf und implementiert Merklized Alternative Script Trees (MAST), die es ermöglichen, dass nur die ausgeführten Bedingungen einer Smart Contract-Transaktion an die Blockchain gebunden werden und nicht die vollständigen Details aller anderen mögliche Resultate. Merkle-Bäume werden in der Kryptographie häufig verwendet, um zu beweisen, dass Daten in einer Menge vorhanden sind, ohne die gesamte Menge offenlegen zu müssen. Indem nur die Details der ausgeführten Transaktion offengelegt werden, bietet Taproot den Bitcoin-Benutzern mehr Privatsphäre. Mit Taproot wären diejenigen, die die Kette auditieren, nicht in der Lage, nicht ausgeführte Transaktionsbedingungen oder -ergebnisse anzuzeigen, die möglicherweise sensible private Informationen enthalten haben, z. B. welche Art von Wallet verwendet wurde. MAST soll auch eine höhere Skalierbarkeit, Transaktionsdurchsatz und Effizienz bieten,

BIP342 – Tapscript aktualisiert die Script-Codierungssprache, die zum Schreiben von Bitcoin-Transaktionsparametern verwendet wird, um Schnorr-Signaturen und Taproot-Technologie für diejenigen zu berücksichtigen, die sich für das Upgrade entscheiden. Tapscript wird es auch einfacher machen, zukünftige Updates für Bitcoin zu implementieren, indem neue Arten von Opcodes (Transaktionsanweisungen) nahtloser eingeführt werden können.

Taproot-Einfluss

Während die vollen Auswirkungen dieses Upgrades in den kommenden Jahren bewiesen werden, da immer mehr Serviceanbieter die Technologie übernehmen, wird erwartet, dass die schrittweisen Verbesserungen von Taproot für die langfristige Lebensfähigkeit von Bitcoin von Bedeutung sein werden.

Die Datenschutz- und Effizienzvorteile von Taproot sind zwei Seiten derselben Medaille. Indem weniger Transaktionsinformationen an die Blockchain übergeben werden, stehen weniger Transaktionsdaten für jeden zur Verfügung, der das öffentlich verfügbare Ledger von Bitcoin überprüft. Das Committieren von weniger Daten schafft auch Platz in jedem Block für mehr Transaktionen, was die Gebühren senken und den Transaktionsdurchsatz erhöhen sollte.

Taproot öffnet auch die Türen zu einer größeren Smart Contract-Flexibilität bei Bitcoin. Während komplexe Smart Contracts seit Jahren einfach in anderen Blockchain-Netzwerken erstellt und durchgesetzt werden können, wird erwartet, dass Taproot die technische Grundlage legt, die erforderlich ist, um Decentralized Finance (DeFi) im Bitcoin-Netzwerk zu beschleunigen . Mit der Implementierung von Taproot kann Bitcoin massive Smart Contracts mit Zehntausenden von Unterzeichnern hosten, während alle Teilnehmer verschleiert werden und die Größe einer Transaktion mit einer einzigen Unterschrift beibehalten wird.

Taproot-Upgrades sollten es dem Lightning Network auch ermöglichen, effizienter und schneller zu skalieren. Einige glauben, dass Taproot in Kombination mit Lightning Network den Nutzen von Bitcoin von einem „Wertaufbewahrungsmittel“ zu einem „Tauschmittel“ weiterentwickeln wird, was Bitcoin als echtes digitales Peer-to-Peer-Bargeld weiter validiert.

Während die Upgrades, die Taproot zu Bitcoin bringt, wichtig sind, wird die wohl bedeutendste und nachhaltigste Wirkung von Taproot nicht das sein, was es ist, sondern wie es implementiert wird. Als erste große Aktualisierung des Bitcoin-Protokolls seit den berüchtigten Blockgrößenkriegen, die vor vier Jahren zur Schaffung von Bitcoin Cash führten, wird Taproot wahrscheinlich die operative Grundlage dafür schaffen, wie sich BIPs in den kommenden Jahren von der Idee bis zur Implementierung entwickeln.