Taproot 升級是比特幣生態系統中最重要的技術進步之一。該升級於2021年11月14日啟用，旨在提升功能性、效率和隱私，同時不破壞比特幣的核心原則。通過融合多項創新，例如 Schnorr 簽名和對比特幣腳本機制的改進，Taproot 有助於優化轉帳的處理與驗證。結果，此次升級鞏固了比特幣作為更專業金融應用支付系統的長期潛力。
什麼是 Taproot 升級？
比特幣經歷了多次起伏，但仍然作為穩固的支柱，支撐著加密貨幣世界。儘管多年來出現了如臭名昭著的比特幣硬分叉或 Mt. Gox 被盜等問題，加密社群成員仍然支持比特幣。然而，仍有一些問題亟待解決，其中隱私問題最為突出。雖然比特幣是一個公開的區塊鏈，但它允許任何人監控其生態系統中的轉帳。對某些人來說，這是一個重大問題。
可以通過 CoinJoin 和幣混合等技術來提高匿名性，但遺憾的是，這些技術並不能使比特幣成為完全私密的貨幣。儘管如此，即使是 Taproot 也無法做到這一點，但它可能有助於提升比特幣網絡的匿名性。Taproot 升級被廣泛認為是解決隱私及其他相關問題的首個重大舉措。2021年11月14日，在全球礦工的批准下，Taproot 在比特幣生態系統中正式啟用。
比特幣網絡在 Taproot 之前的限制
儘管比特幣是第一大加密貨幣，但其生態系統在某些方面仍存在不足，例如轉帳速度較慢。起初，比特幣每秒能處理7筆交易，但隨著用戶數量和人氣的增加，交易費用和轉帳速度也隨之上升。到2021年，比特幣價格大幅飆升後，平均轉帳費用曾達到近60美元的歷史高點。
費用增加和轉帳速度下降被視為比特幣網絡發展的主要障礙。為了提升轉帳容量，開發者在2017年部署了隔離見證（SegWit）升級，將每個區塊內的交易數量增加了。然而，費用仍然持續上升。此外，隱私問題也成為另一個限制。儘管比特幣白皮書中提到轉帳的隱私性，但所有轉帳細節都在網絡上可見。因此，通過追蹤比特幣地址，幾乎可以知道某人的全部購買歷史。
因此，為了解決這些限制，比特幣網絡一直在部署各種升級。然而，由於其去中心化結構，修改網絡是一項具有挑戰性的任務。考慮到這一點，單個個體無法決定是否批准或反對變更的實施，而社群的共識決策則能完成這一任務。
比特幣 Taproot 升級的重要性
Taproot 作為一個軟分叉，旨在提升比特幣的腳本功能，增加網絡的效率、隱私和處理多樣智能合約的能力。此外，它是繼2017年 SegWit 升級之後最重要的比特幣升級。它包含三個獨立的比特幣改進提案（BIP），包括 Tapscript、Taproot 和獨特的數字簽名方案“Schorr 簽名”。
Taproot 致力於為比特幣用戶帶來多項優勢，如降低轉帳費用和提升轉帳隱私。它還允許比特幣執行較為複雜的轉帳，並可能擴展其在競爭以太坊的應用範圍，特別是在支持非同質化代幣（NFT）和去中心化金融（DeFi）以及智能合約功能方面。
首先，比特幣核心開發者 Greg Maxwell 在2018年1月提出了 Taproot 提案。隨後，2020年10月，由於 Pieter Wuille 的拉取請求，Taproot 被正式整合到比特幣核心庫中。為了全面部署該升級，節點運營者需要採用最新的共識規則。最終，該升級獲得了多達90%的比特幣礦工支持，並於2021年11月14日啟用。
Taproot 的運作方式
Taproot 通過三個技術改進的互動來運作，每一個都在提升比特幣網絡性能方面扮演著關鍵角色。
Schnorr 簽名（BIP-340）
Schnorr 簽名提供了一種獨特的加密簽名方案，用於改進轉帳驗證。這一方法由數學家 Claus Schnorr 創建，具有簡潔高效的特點。在 Taproot 之前，比特幣使用橢圓曲線數字簽名算法（ECDSA）。儘管 ECDSA 被廣泛採用且安全，但在支持 Schnorr 簽名所允許的某些前沿優化方面存在不足。
Schnorr 簽名的一個主要特點是簽名聚合。在涉及多方的複雜轉帳（如多簽錢包）中，不同簽名可以合併為一個簽名，顯著減少區塊鏈上的數據量。另一個優點是改善隱私，因為聚合簽名形成單一簽名，使得將複雜轉帳與簡單轉帳區分變得非常困難。
Taproot（BIP-341）
Taproot 專注於優化腳本的存儲和在區塊鏈上的展示。它建立在之前的 SegWit 升級之上，並引入了“Merkelized Alternative Script Tree（MAST）”的概念。針對涉及多重條件（如多簽要求）的比特幣轉帳，所有可能的條件都需要記錄在鏈上，這會增加數據用量，並展示比必要的資訊更多。
但有了 MAST，只需記錄並披露實際執行的條件。與存儲每條可能的腳本路徑不同，相關的條件由網絡記錄。這種方法帶來多個好處，其中降低鏈上數據用量尤為突出。此外，它還提供更高效、更快的轉帳處理能力，並提升網絡擴展性與用戶隱私。
Tapscript（BIP-342）
Tapscript 是用於比特幣腳本語言的升級，允許 Schnorr 簽名和 Taproot 引入的獨特功能。同時，它擴展了開發者在交易中可以執行的活動範圍，提供了更多的靈活性，促進網絡上的創新。開發者可能能夠開發出更先進的功能，例如專屬的智能合約類型和改進的多簽設置。
Taproot 對比特幣的好處
如前所述，這次升級大幅提升了比特幣的應用範圍和隱私性。另一個重要優點是增強的網絡擴展性，限制了需存儲和交易的數據量。此外，它允許每個區塊內進行更多轉帳，同時降低交易費用。此外，因簽名不再具有可塑性，這大大降低了安全風險。總體而言，隨著比特幣網絡變得更高效、費用更低，預計將激勵更多轉帳和更廣泛的採用，而這次升級在其中扮演了重要角色。
結論
Taproot 升級標誌著比特幣演進中的一個重要里程碑，強化了其核心能力，同時不損失去中心化。通過整合 Schnorr 簽名、MAST 和 Tapscript 等創新，Taproot 改善了交易效率、增強了隱私並降低了成本。雖然它不能讓比特幣完全私密或立即滿足全球需求，但為未來的創新奠定了基礎。長遠來看，Taproot 不僅使比特幣成為價值存儲，更將其轉變為一個更靈活、更高效的金融系統，能夠適應不斷增長的用戶需求和技術進步。
