比特币 Taproot 更新对硬件钱包的益处

比特币 Taproot 更新对硬件钱包的益处

比特币的最新升级 Taproot 将改善比特币的运作方式。它改进了交易签名方式,从中删除了例如交易中是否调用了智能合约这类不必要的信息,并降低了发送交易所需的总体数据量。这对隐私保护具有积极意义,并能将更多的复杂交易打包进一个区块里,从而提高比特币网络的整体效率。

Taproot 版本更新是向下兼容的,这意味着普通用户无需做任何事情就可以直接使用新版本,但矿工则需要对软件进行升级。矿工在区块上增加 Taproot 信号标记是从五月初开始的,目前已有多个矿池表示准备好进行 Taproot 升级,在升级后 SegWit 隔离验证将从版本 0 升级到版本 1。

尽管许多人都很期待 Taproot 在理论上对隐私性和可扩展性的改进,但不少人也担心它会遭遇与 SegWit 在比特币网络上首次实施时一样的缓慢进展,毕竟 SegWit 在首次激活后仅有刚超过 50% 的采用率。

本文的目标不是简单地分析 Taproot 的优缺点。相反,我们将探讨这次升级将对硬件钱包产生哪些影响,以及如果 Taproot 在 11 月正式激活,我们将会看到什么。

Taproot 符合比特币一贯的保守步调

不管是否喜欢,比特币网络的管理规则之一就是每个区块的大小是有限的。这意味着通常一个区块只能包含大约 3000 笔交易,平均每 10 分钟产生一个区块,从而计算出全网的有效交易吞吐量大约是每秒 5 笔交易。对比现有的中心化交易系统,这是个相当低的数据,但我们需要解释下为什么这种方式仍然不失为是对中心化系统的极佳替代:

  1. 交易不需要第三方处理结算或批准;

  2. 例如闪电网络等改进措施可以将数千笔交易压缩在一笔链上交易中;

  3. 任何人都无法取消、撤销或拦截交易。

事实上,某些比特币批评者所提议的通过增加区块大小来提高网络吞吐量,其实是一种幼稚且鲁莽的扩容方式。比特币一贯的保守步调反而令开发人员设计出了更优雅的方案,即通过巧妙的密码学来减少交易占用的空间。而通过保持比特币较小的区块大小,这也间接实现了更大程度的去中心化。

目前,普通用户仍然能够仅使用廉价的方式就能自己运行节点,只需拿起旧笔记本电脑并下载比特币的区块链副本即可。这使得几乎任何人都可以在世界任何地方验证交易并确保整条区块链的安全运行,而无需频繁购买新硬件,不断增加其存储容量,或者依靠交易所等中心化服务来帮自己同步和验证区块链。

不像增加区块大小很快就会使单个节点的运行成本高得令人望而却步,Taproot 引入了一种新的签名方案 Schnorr 签名,相比起 SegWit 版本 0 中的交易管理方式,这种签名方式减小了交易的数据量,从而使每个区块能包含更多的交易。 这相当于增加了区块的容量,却不会增加同步网络数据所需的带宽或增加存储成本,确保普通用户仍然可以负担得起参与比特币网络治理和运行的成本。

Taproot 将如何改善硬件钱包的性能

对于硬件钱包来说,Taproot 在交易发送中会更高效,因为在不使用 Taproot 的交易中,平均交易输入和交易输出的数量都很高,硬件钱包要针对每一个交易输入输出做很多数据处理和计算。而使用 Taproot 后,硬件钱包只需处理聚合后的 1 个公钥和 1 个签名就能完成交易了。

对于只有一个输入和两个输出的交易,与 SegWit 版本 0 交易相比,使用 Taproot 将节省大约 50% 的时间。这是一个相当不错的改进,但实际上几乎不会引起注意。但是随着输入数量的增加,节省的时间也会显著增加:在一笔交易有 100 个输入(但仍然只有两个输出)时,发送交易的时间可以减少多达 90%。这种情况叫出现在比特币资产零散分布在同一助记词下的不同比特币地址上,而又希望做一次全部转出交易时。

当涉及由许多输入和输出组成的具有大量历史交易数据的更复杂的交易时,签名速度可能比当前的 SegWit 快几十倍。

多重签名、闪电网络和智能合约

随着比特币用户逐渐在钱包中使用更多样化的地址类型,或者使用例如闪电网络及其他类型的智能合约等二层网络方案,识别出某个地址进行过某种特定的交易操作就变得更加容易了,这显然对用户隐私造成威胁。Schnorr 签名技术则不再需要于交易中展示智能合约的脚本,这使所有的交易看起来都长得一模一样,也就提高了交易的隐私性。

许多企业现在都使用多重签名方式来管理资金,也有不少人使用闪电网络来降低链上手续费,因此这些人急需 Taproot 这个解决方案,可以让这些用户在完全不暴露其他参与者或交易所使用的智能合约的情况下,完成链上交易。

在性能方面,虽然目前硬件钱包在处理极端配置下的交易数据时表现不俗,但是随着多重签名的签名者数量大幅增加,一次交易签名所耗费的时长最终仍然是实际使用中不可接受的。但是,在采用 Schnorr 签名后,这种情况将不复存在,因为无需向钱包传输大量的交易数据。在 Taproot 上线后,即使是最复杂的多重签名交易,不说就花几秒钟吧,也会在一两分钟内完成签名。

使用 Taproot 修补手续费漏洞

作为一个额外的益处,Taproot 修复了比特币一个长期存在的问题,即一个与手续费相关的理论上的攻击。目前在 SegWit 和 P2SH 交易中处理手续费的方式,实际上并没有明确的元数据字段来表明手续费,而是从交易数据中推断出来的。

这就出现了一个漏洞,攻击者可以在其中诱骗用户在看似无害的交易中花费异常高昂的手续费,而用户对此完全无法察觉。当然,通过健全的算法,JuBiter 硬件钱包能够最终显示出准确的手续费。不过,在采用了 Taproot 签名后,所有的交易输入金额都会明确包含在签名数据中,这就保护了那些可能正在使用手续费算法不太可靠的钱包的用户,因为如果攻击者试图通过修改交易输入金额来让用户花费更高的手续费,那么钱包将生成一个不被网络接受的非法签名,最终使交易不可被确认。

Taproot 是比特币网络可持续增长的正确选择

从网络工程的角度来看,Taproot 为比特币网络带来的好处是巨大的。它带来的更高效、更快速的交易将使网络更易于接入和运维,更多的节点将使网络更加安全和稳健,同时修补了手续费漏洞并增强隐私保护。

潜在的缺点是,是否采用 Taproot 签名也许将变成另一种识别交易参与者的方式,这种情况将出现在全网对 Taproot 的认可和采用十分缓慢时。但鉴于 Taproot 在社交媒体上已获取到令人难以置信的大量支持,应当不会出现这个问题。

只要使用 Taproot,对单个地址的行为进行辨别和分类就会变得更加困难。目前,在该技术于 11 月份正式激活前,用户仍需耐心等待矿池先去把路趟平。

Taproot 是数字货币行业迈出的有理有据的下一步。硬件钱包将因此变得更加高效,用户在安全和隐私方面也将有更好的选择。随着比特币的使用变得更加广泛,Taproot 升级将成为将比特币网络扩展至全球的关键一步。

本文在原文基础上进行了少量删改,

原文链接:

https://blog.trezor.io/how-taproot-will-benefit-hardware-wallets-fa43c0b6123e

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