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「比特币」读懂比特币协议重要里程碑:Schnorr签名和Taproot软分叉升级

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作者:潘致雄

一次比特币协议的升级,可能会预示着未来 3 至 5 年的趋势,虽然大家并不关心比特币的技术迭代,更关注安全和主流人群接受度,但最终所有人都会受益于这次升级。

那个被你们认定为技术上不思进取的比特币协议,终于引来了一次值得关注的技术升级。比特币协议中具有里程碑意义的技术升级 Schnorr Signature (施诺尔签名)Taproot (树的主根)已集成到刚刚发布的 Bitcoin Core 0.21.0 版本中——这绝对值得关注,因为该升级有可能会影响未来 3 至 5 年的比特币生态,特别是针对机构级用户和多签的各种应用场景。

当然,对于比特币协议目前重要的关键词是「稳健」和「安全」,所以哪怕这些技术上线之后,社区和生态通常都会相当谨慎,就算不集成支持其实也没什么问题,不然还可能会引入不必要的风险和漏洞。

由于这次的升级是需要经过软分叉才能激活的,所以后续还需要看矿池和矿工对于该提案的支持程度,至少目前来看,矿池和矿工相当积极,大于 90% 的算力已经宣布会支持该升级。

Schnorr Signature 是以德国数学家和密码学家 Claus-Peter Schnorr 命名的数字签名算法,由于在 2008 年之前处于专利保护的状态,所以中本聪在设计比特币协议时并未使用该签名算法,而是选用了当时更适合且开源的椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)

但是比特币核心开发者在将近十多年后却认为,Schnorr Signature 才是比特币的未来,因为它在密码学特性上的优势,可以在几乎同等(甚至更好)安全的基础上,更方便和「低调」地构建多签名交易,也能为寸土寸金的区块节省不少空间。

比特币协议中除了签名算法之外,还设计了一套脚本语言定义如何使用比特币。Taproot 就是一套可以在 Schnorr Signature 的特性之下,让比特币更强大的全新脚本语言体系,并且,还设计了 Tapscript 脚本语言,对花费比特币的方式进行了微调——具体的技术细节,这里就不继续展开。

在这些技术的组合下,比特币多签类地址可以不用暴露出自己的「多签」身份,也可以支持数量众多的多签场景,同时在经济层面上也有些许优势,可以降低链上的交易费用,特别是对于需要高频操作的地址而言,可以节省不少的成本

比特币协议是如何升级的?

在介绍 Schnorr Signature 和 Taproot 之前,有必要先回顾一下比特币协议升级的流程步骤,毕竟这是一件相比其他区块链网络升级低频许多的事件,甚至许多区块链从业人员也不甚了解。

粗略来说,比特币协议的升级分为六个阶段

  • 第一阶段:所有的一切都诞生于一个点子或一个创新的想法,然后比特币的核心开发者们会在邮件中进行初步的阐述和讨论。
  • 第二阶段:提交 BIP (比特币改进提案)的草案,这个阶段可能会通过 GitHub 进行归档。
  • 第三阶段:核心开发者们在邮件中针对提案进行详细的讨论,涉及所有的技术细节或可能的问题、挑战。
  • 第四阶段:进入正式的开发阶段,以及后续的测试,并将功能加入比特币核心客户端。
  • 第五阶段:进行投票,然后等待网络逐步激活,也就是最终的上线。
  • 第六阶段:第三方应用集成支持。

如果我们回顾此前比特币比较重要的协议升级,会发现其实新功能的采用率并不高,而且通常是 3 年之后也仅仅是极低的采用率。

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