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硬核:一文读懂比特币下一个重要技能 Taproot

首先,相助结算将操作 Schnorr 方案的阈值能力,使它看起来像一笔正常的生意业务。因此,所有参加者的公钥被叠加到一起,从而导致「阈值公钥」。与这种阈值公钥相对应的是,所有参加者签名的组合(他们的「阈值签名」)答允他们耗费资金。

然而,利用 Schnorr 签名方案的环境下,Taproot 可以或许做得更好:因为生意业务可以埋没 MAST 布局。

MAST

所有比特币根基上都是「锁定」在剧本傍边的:其界说了币在下一笔生意业务中的利用方法。耗费条件凡是提供一个签名,以证明币的所有权。而其他众所周知的条件,包罗时间锁(币只能在特定的区块高度或日期后利用)或多重签名(币只能在一组私钥中的一些私钥提供签名时才气利用)。

差异的条件可以举办殽杂和匹配,以建设巨大范例的智能合约。这种合约的一个例子是,假如艾丽丝(Alice)和鲍勃(Bob)都签了字,可能艾丽丝一周后单独签了字,可能鲍勃单独签了字,同时还提供了一个奥秘号码,那么币就可以被利用。这三个条件中的哪一个先获得满意,其利用的方法就会是相对应的那种。

不久之后,比特币用户们大概会从一种名为「Taproot」的技能中获益。该技能首先是由 Bitcoin Core 孝敬者兼 Blockstream 前 CTO Gregory Maxwell 所提出的,它将扩展比特币智能合约的机动性,同时提供更多的隐私性。

固然这是一项很是大的工程,但它不只仅是理论。几位最多产的比特币代码孝敬者,包罗 Pieter Wuille、Anthony Towns、Johnson Lau、Jonas Nick、Andrew Poelstra、Tim Ruffing、Rusty Russell 以及 Gregory Maxwell,他们正在研究一种称为 Schnorr 签名的方案,该方案将纳入 Taproot,据悉,这些进级内容城市在下一次协议更新中揭示。

Tabroot 雷同于 MAST,它老是会包括一个条件,这使得所有参加者都可以相助来耗费资金。

Schnorr 签名方案

Schnorr 签名方案一直是比特币开拓者的存眷核心,今朝他们正在开拓这一方案,按照打算,该方案将通过软分叉的方法举办陈设。在许多暗码学家看来,Schnorr 签名方案在这一规模是最好的,因为它提供了很强的数学正确性,其不具生意业务延展性,它的验证速度也相对较快。

到今朝为止还不错,但把这些资金看成正常生意业务来花掉,是它们独一能做的事(在没有 MAST 布局的环境下)。这就是 Schnorr 签名方案的另一个花招。

可能,可利用默克尔树的 Merkle 根来调解阈值公钥,而不是利用脚原来调解阈值公钥,该 Merkle 根包括了可以利用资金的所有差异条件:即 MAST 布局。那么,要花掉这些资金,只需要展现已满意的支出条件。

自 2012 年以来,剧本(条件)一开始是不果真的,只有币的新 owner 知道如何利用。这是通过一个称为 P2SH (付出到剧本哈希)的能力来完成的,最初只有剧本哈希包括在区块链傍边。这个看似随机的数字认真保管币。当拥有者耗费这些币时,它会同时展示整个剧本以及剧本的「办理方案」。然后,任何人都可以利用初始哈希来查抄所提供的剧本,是否确实是锁定币的原始剧本,并可以当即得出满意剧本要求的结论。

所有可供选择的资金利用方法(非相助输出)被归并到差异的剧本。然后,这个剧本经哈希并用于调解阈值公钥。与前面示例中利用的「公钥 x 2」差异,这将导致「阈值公钥 x 剧本」(我们仍在简化)。此「阈值公钥 x 剧本」虽然与「阈值签名 x 剧本」对应。

有了 MAST,这意味着只有满意的条件才需要被展现。假如在上面的第一个例子中,爱丽丝在一周之后耗费了这些资金,她只是展现了这个条件(和默克尔路径)。没人知道这笔钱详细是奈何花的,它大概是爱丽丝和鲍勃一起花的,假如鲍勃加上一个奥秘号码,在也大概是他一小我私家花的。这使得 MAST 比巨大的 P2SH 智能合约在数据处理惩罚上更具效率,同时增加了隐私性。

这种签名方案也可以有更多有趣的利用方法。譬喻,可以利用数据来「调解」私钥和公钥。作为一个简化的例子,一个私钥及其对应的公钥可通过将两者相乘来举办调解。「私钥 x 2」和「公钥 x 2」仍然对应,「私钥 x 2」仍然可签署可用「公钥 x 2」验证的动静。任何对密钥对产生调解不知情的人,都不会看出异常。而被调解过的密钥,看起来和任何其他密钥对没有区别。

尽量如此,当币用完时,今朝有须要展现所有大概的条件,包罗不满意的条件。这有两个主要缺点。第一,它的数据量很大,出格是在有许多条件的环境下。第二,这倒霉于隐私。每小我私家城市进修各类差异的资金利用要领,譬喻,这些要领可以展现利用了什么样的钱包,甚至更多的内容。

此刻,假如资金是相助利用的,所有参加者都将他们的签名组合成「阈值签名」,并用剧本对其举办调解。发生的「阈值签名 x 剧本」答允他们耗费资金。然而,重要的是,对付外部世界而言,所有的这些,看起来仍然像一个普通的公钥和一个通例的签名,即一笔通例的生意业务。

只有在相助竣事(cooperative close)证明是不行能的环境下,才可以显示阈值公钥的实际环境:调解。

这就是启用 TapRoot 的原因。

原文标题:《Taproot:比特币下一阶段的重要技能》

因此,Taproot 提供了 MAST 的所有长处,而在正常环境下,没有人会知道一笔通例生意业务埋没了如此巨大的智能合约。

独一的长处是,假如显示了默克尔树中的任何数据,则可利用 Merkle 根和一些附加数据(称为 Merkle 路径)来验证特定命据是否包括在默克尔树中。其余的默克尔树仍然是经哈希和埋没的。

以上就是 Taproot 观念的简朴先容,其实施细节大概会有所差异。有关这种技能的更多具体信息,请阅读 GregoryMaxwell 的原始 Tabroot 提案,可能寓目 Pieter Wuille 的 视频讲授。

MAST (默克尔化抽象语法树)是一种提议办理方案,其利用了默克尔树(一种由暗码学家拉尔夫·默克尔发现的紧充数据布局)来办理这些缺点。简言之,,所有可让资金可利用的差异条件,都单独举办了哈希(而不是组合成单个哈希),并包括在一棵默克尔树傍边,最终生成单个哈希:Merkle 根,这个 Merkle 根「锁定」了币。

Taproot

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