比特幣升級方案之定義

自 2009 年比特幣協議問世以來，歷經多次重大升級，而 Taproot 則是在 2021 年 11 月啟用的一項關鍵比特幣網路升級。作為繼隔離見證（SegWit）後最重要的技術革新之一，Taproot 結合 Schnorr 簽名與 MAST（Merkle 條件樹）技術，顯著提升比特幣網路的隱私性、可擴展性和智能合約功能。此升級使得複雜交易能以單一交易形式呈現於區塊鏈上，使多重簽名交易與一般交易在外觀上難以區分，同時降低交易手續費，為比特幣生態系統創造更多可能性。

起源背景

比特幣核心開發者 Gregory Maxwell 於 2018 年提出 Taproot 的升級構想，目的在於解決比特幣網路面臨的數項核心挑戰。在此之前，複雜腳本的比特幣交易在區塊鏈上完全可見，導致隱私性不足且交易成本居高不下。

Taproot 升級包含三項主要的比特幣改進提案（BIP）：

1. BIP 340：導入 Schnorr 簽名，取代現有橢圓曲線數位簽章演算法（ECDSA）
2. BIP 341：實現 Taproot 本身，將多種腳本條件整合至單一公鑰
3. BIP 342：導入 Tapscript，優化腳本執行效率與靈活性

歷經長期開發與社群討論，Taproot 終於於區塊高度 709,632 成功啟用，標誌著比特幣技術發展的重要里程碑。

工作機制

Taproot 升級的核心技術基礎包括：

1. Schnorr 簽名：此簽名演算法較 ECDSA 更高效，具備以下優勢：

   • 線性特性，可讓多個簽名聚合成單一簽名
   • 簽名尺寸更小，減輕區塊鏈儲存負擔
   • 驗證速度更快，提升網路效率

2. MAST（Merkle 條件樹）：

   • 僅需公開實際使用的支出條件，而非所有可能條件
   • 將複雜腳本拆分為條件樹，僅需公開被執行的路徑
   • 大幅提升交易隱私性，同時減少鏈上數據量

3. 支出路徑的隱私保護：

   • 透過密碼學技術，Taproot 讓簡單交易與複雜條件交易在區塊鏈上外觀完全一致
   • 外部觀察者無法分辨標準交易、多重簽名交易或時間鎖定交易

這些技術相互結合，使比特幣交易更加靈活、私密、高效，並為閃電網路及複雜智能合約功能奠定基礎。

風險與挑戰

Taproot 雖然為比特幣帶來諸多優勢，同時也面臨一些潛在風險與挑戰：

1. 採用率問題：

   • 錢包與服務供應商需更新軟體以支援 Taproot 地址及交易
   • 用戶教育與認知提升需要時間，限制初期採用率

2. 隱私考量：

   • Taproot 雖然提升隱私性，但比特幣本質仍為透明區塊鏈系統
   • 區塊鏈分析技術持續進步，可能部分抵銷隱私優勢

3. 監管挑戰：

   • 隱私功能強化可能引發監管機構關注
   • 在部分法域，隱私強化的加密貨幣功能可能面臨更嚴格監管

4. 技術複雜性：

   • 開發者需學習並適應新簽名方案及腳本系統
   • 實作錯誤可能導致資金損失或安全漏洞

Taproot 作為技術升級，其全部潛力的發揮仰賴比特幣生態系統的全面支援與創新應用發展。

比特幣 Taproot 升級象徵這一領先加密貨幣持續技術進化的重要一步。Taproot 透過強化隱私、降低交易成本與擴展智能合約功能，鞏固了比特幣作為數位價值儲存及交換媒介的基礎能力。隨著開發者逐步運用這些新功能，未來將有更多創新比特幣應用誕生，包括去中心化金融服務、更高效的多方協議交易系統，以及與閃電網路的深度整合。儘管 Taproot 的全部潛力尚待充分發揮，這次升級無疑強化了比特幣在不斷演化的加密貨幣生態系中的技術領先地位。