Подписи Taproot и Schnorr – обновления для повышения конфиденциальности и масштабируемости сети Биткойн.
Обновления конфиденциальности и масштабирования сигнатур Taproot и Schnorr в последнее время значительно продвинулись вперед, перейдя от теоретической идеи к реальному коду. Эти обновления сочетают в себе несколько различных технологий, которые предлагались на протяжении многих лет, и каждая из них технически и концептуально уникальна.
Во-первых, эти обновления включают Merklized Abstract Syntax Trees (MAST), которые обсуждают разработчики технологии смарт-контрактов с 2013 года. Обновление также включает технологию подписи Шнорра, предложенную в 2015 году разработчиком Питером Вуилле, и Taproot – технологию конфиденциальности, предложенную в 2018 году Грегом Максвеллом.
Конфиденциальность и масштабирование — вот чего по-прежнему не хватает Биткойну. Несмотря на необходимость этих изменений, массовые обновления сложно внедрить в Биткойн из-за большого количества независимых пользователей, майнеров и сервисов, разбросанных по всему миру. Одним из острых вопросов является необходимость договориться о том, что именно будет включено в обновление.
Во-первых, стоит помнить, что это обновление не является волшебной таблеткой, которая моментально превратит Биткойн в сверхмасштабируемую и частную криптовалюту.
Однако обновление улучшит работу сети сразу в нескольких направлениях. Во-первых, более сложные типы транзакций станут проще в использовании. В типичной транзакции ее подписывает один человек, тем самым доказывая, что он владеет BTC и имеет право на ее отправку. С другой стороны, транзакции с несколькими подписями требуют нескольких подписей. Это обновление упростит эти транзакции.
Технология мультиподписи имеет много важных вариантов использования. Во-первых, Lightning Network, основанная на мультиподписях, может ускорить и масштабировать платежи в биткойнах. Если Lightning действительно станет будущим Биткойна, как предполагают некоторые энтузиасты, это улучшение может иметь большое значение, сделав транзакции намного дешевле.
Кроме того, мультиподписные транзакции с использованием новой технологии будут выглядеть так же, как и обычные транзакции. Таким образом, несмотря на то, что блокчейн Биткойн является открытым, где любой может легко найти конкретную транзакцию, с помощью этой технологии наблюдатели не будут точно знать, какие транзакции выполняются с использованием каналов Lightning.
Понимание сути этих обновлений требует некоторого понимания того, как работает Биткойн. Только с правильным закрытым ключом можно подписать транзакцию, тем самым отправив биткойны. Этот процесс создает подпись, которая прикрепляется к транзакции.
Иногда для подписания транзакции требуется более одного человека. Когда такая транзакция с мультиподписью подписывается с использованием ECDSA (текущий метод подписи биткойнов), она создает отдельную подпись для каждого кошелька. Однако этого можно избежать — с помощью подписей Шнорра можно объединить все эти данные в одну подпись посредством агрегации ключей.
как Bitcoin Optech, Consolidation поможет уменьшить размер транзакций этого типа BTC на 30% — 75%. Технологии масштабирования, подобные этим, важны, потому что загрузка полной цепочки блоков — это самый безопасный и минимизирующий доверие способ использования Биткойн. Однако сейчас для этого требуется более 300 гигабайт свободного места и терпение — загрузка и обработка всей базы занимает от нескольких часов до нескольких дней.
Подписи Шнорра также обеспечивают так называемую «пакетную проверку», позволяющую одновременно проверять несколько подписей.
Разработчики уже давно предлагали использовать «кросс-агрегацию ввода подписи» для встраивания подписей Шнорра в транзакции биткойнов. Как правило, для каждой транзакции требуется более одной подписи — по одной для каждого «входа». При этом подписи Шнорра теоретически могут сжимать все эти подписи вместе для каждой транзакции.
Но с реализацией этой функции придется подождать, так как разработчики все еще работают над некоторыми которые еще не позволяют добавить эту функцию в Биткойн. Однако с добавлением подписей Шнорра эта функциональность станет еще на один шаг ближе к реализации.
Хотя Merklized Abstract Syntax Trees (MAST) не попали в название обновления, это интересная технология, которую разработчики давно обсуждают.
Чтобы понять, как работает MAST, можно представить ситуацию, когда пользователь хочет одновременно реализовать два условия при отправке транзакции:добавить мультиподписи, а также запланировать передачу BTC на определенную дату и время. Теперь при выполнении одного из этих скриптов к транзакции добавляется полный скрипт, занимающий много места и показывающий миру, какие условия применил пользователь.
MAST реализует эти условия по-новому, похожему на дерево. Каждая ветвь дерева содержит различные условия, которые должен выполнить пользователь, чтобы потратить биткойны. Затем в блокчейн Биткойн включается только вершина хэша дерева, а не все условия сценария.
Taproot использует подписи MAST и Schnorr для создания конфиденциальных смарт-контрактов. Как правило, сейчас на блокчейне сильно выделяются транзакции со сложными сценариями с использованием MAST. Несмотря на то, что сами MAST являются более конфиденциальными, формат этих транзакций немного отличается, поэтому легко определить, используется ли скрипт или нет.
Используя агрегацию подписей, которую обеспечивают подписи Шнорра, Taproot делает эти транзакции похожими на обычные транзакции. Однако это работает не для каждого контракта MAST, а только для общих затрат, где одна ветвь дерева Меркла представляет собой успешно используемую транзакцию с мультиподписью. Если используются какие-либо другие ветки, преимущество конфиденциальности исчезает. Однако разработчики ожидают, что вариант совместного расходования будет наиболее распространенным.
Кроме того, имеется Tapscript, упрощающий дальнейшие усовершенствования сценариев.
Разработчики сейчас активно тестируют этот пакет новых технологий. Пока серьезных проблем выявлено не было, но разработчики продолжают тестировать обновление, прежде чем добавить его в Биткойн посредством софтфорка.
Поскольку разработчики создают и расширяют биткойн-технологии, такие изменения, как подписи Taproot и Schnorr, могут сделать платформу более полной для разработчиков и финансовых специалистов.