Co je to Bitcoin Taproot a jak tento softfork ovlivní fungování Bitcoinu?

V posledních týdnech můžeme sledovat iniciaci Bitcoinového softforku Taproot bitcoinovými těžaři. Momentálně to vypadá, že by se jej mělo podařit implementovat do poloviny roku 2021, tedy během následujícího 2016 bloků dlouhého období, po kterém je prováděn tzv. difficulty adjustment (úprava složitosti operací, které těžaři řeší).

Co to ale Taproot je a k čemu slouží?

Schnorrovy podpisy

Neodmyslitelnou součástí upgradu s názvem Taprootu jsou Schnorrovy podpisy. Jedná se o podpisový algoritmus, který nasazení taprootu umožňuje. Proto je důležité si ho vysvětlit nejdříve.

Doposud využíval Bitcoin protokol digitálního podpisu s využitím eliptických křivek (ECDSA). Tento algoritmus však není ideální. Lepší je schéma Schnorrových digitálních podpisů (SDSS). Tento algoritmus byl však v době zveřejnění Bitcoin whitepaperu patentován a málo rozšířen, proto byl k podepisování využit právě protokol ECDSA.

Schéma Schnorrových podpisů však nabízí mnoho výhod a proto o jeho implementaci komunita diskutovala již od roku 2014.

S eliptickými podpisy se složitě provádějí různé operace. Díky jejich charakteru například nejdou jednoduše sčítat. Schnorrovy podpisy jsou na druhou stranu popsány lineární matematikou, kvůli které se s nimi tyto operace provádějí velmi snadno.

To umožňuje například podepisování součtem podpisů, které zaručí stejnou platnost, jako podpis jedním samotným podpisem. Toto je klíčová vlastnost, která umožňuje nasazení Taprootu.

Zdroj: medium.com

Zdroj: medium.com

Sčítání podpisů do jednoho nabízí velké množství výhod:

• Libovolný počet sečtených podpisů ve výsledku v bloku zabírá stejně místa, jako jeden. Díky tomu jsou uživatelé schopni šetřit místo v bloku a tím snížit poplatky za provedení transakce.
• Vedlejší důsledek je také to, že ve výsledném hashi nelze vidět podpisy, které sloužily jako vstupy pro součet výsledného podpisu. Díky tomu tento algoritmus také zvyšuje anonymitu uživatelů.
• Poslední, malou, ale nezanedbatelnou výhodou Schnorrových podpisů je jejich výsledná velikost. ECDSA podpis má 72 bytů, SDSS pouze 64, tímto způsobem šetří transakce oproti původnímu algoritmu dalších 12 % místa v bloku.

Co to je Taproot

Teď se konečně můžeme dostat k odpovědi na otázku, co je to Taproot. Taproot je změna v bitcoinovém protokolu, která je zpětně kompatibilní (tzv. softfork). Často se označuje jako BIP 341 (Bitcoin Improvement Proposal číslo 341). Přidává nové funkcionality a pravidla, ale ty stávající nemění. Proto se nemusíte ničeho bát. Pokud nové výhody nebudete chtít využívat, nic se pro vás nemění.

Taproot využívá základ z metody svého předchůdce MAST (Marklized Abstract Sytax Tree). MAST umožňuje vytvářet transakce s vyšším množstvím možností na jejich podpis. Nejde tedy pouze o jednoduché transakce, ale o v dnešní době často zmiňované smart kontrakty. Na následujícím obrázku je vidět transakce, kterou je možné potvrdit třemi způsoby.

1. Transakci může podepsat Alice po uplynutí předem stanoveného času.
2. Transakci může podepsat Bob po uplynutí předem stanoveného času.
3. Transakci musí podepsat Alice i Bob.

Zdroj: Bitmex Research

Nevýhodou MASTu ale zůstává, že ve výsledném hashi musí být zahrnuty všechny dílčí hashe, které tvoří jednotlivé možné podmínky pro potvrzení transakce. To odhaluje soukromí uživatelů, kteří měli například možnost transakci podepsat, přestože to byl v konečném důsledku někdo jiný.

Tento problém však elegantně řeší právě Taproot. Vytváří z kombinace originálního veřejného klíče a Merkle root hashe nový veřejný klíč. Ten je pro vnějšího pozorovatele Blockchainu k nerozeznání od klasického veřejného klíče. Díky tomu jsou si všichni uživatelé, kteří uzavřeli Smart Contract, schopni zachovat anonymitu a soukromí. Zároveň výsledný zápis v blockchainu vypadá stejně, jako obyčejná transakce.

Zdroj: Bitmex Research

Přestože se o Taprootu moc nemluví, myslím si, že jde o velmi důležitou událost, která markantně rozšíří funkcionalitu Bitcoinu. Sčítání podpisů a z toho vyplývající snížení poplatků je v dnešní době, kdy přibývá stále více a více uživatelů kryptoměn, potřeba. Zvýšení soukromí je také krokem správným směrem.

Nižší poplatky a vyšší soukromí by mohly vést k rozšíření využívání jednodušších smart contractů, které dříve nedávaly (ať kvůli své ceně, nebo právě kvůli nedostatku soukromí) takový smysl, jako po nasazení Taprootu.

Díky tomu by Bitcoin postupem času mohl v tomto odvětví konkurovat ostatním kryptoměnám, jako je například Ethereum, které se na chytré kontrakty vyloženě zaměřují.