【币范·外文】比特币即将到来的升级将如何提升隐私性和可扩展性

如果比特币的隐私和可扩展性升级Schnorr / Taproot成功，我们可以尝试目前无法实现的更高级的项目。就像人们说的那样，这种升级对比特币有利。

Schnorr / Taproot最近取得了长足的进步，其隐私和可伸缩性的概念已转换为实际代码。尽管社区对未来充满了渴望，但它还是很困惑。原因是它结合了多年来提出的几种不同技术。每种技术在技术和概念上都是独特的。

第一个是Merklized抽象语法树（MAST）。自2013年以来，开发人员一直在讨论这种智能合约技术。第二种是Schnorr签名技术，这是Pieter Wuille在2015年首次提出的容量扩展解决方案。最后一种是Greg Maxwell在2018年提出的Taproot，这是一种建立在其基础之上的隐私技术。前两种技术的基础。

隐私和可扩展性仍然是比特币的缺点。尽管比特币迫切需要在这两个方面进行改进，但如此大规模的更新却非常困难且罕见。

一个困难的问题是决定这次要升级什么。

区块流研究人员蒂姆·鲁芬（Tim Ruffing）告诉CoinDesk：“我认为此过程中最大的困难是提出一系列需要同时部署的确切功能。”

以下总结了此升级带来的更改和未调整的部分。

此升级的规模是多少？

首先，正如专家最近在Twitter上讨论的那样，我们必须记住，尽管此升级是有帮助的，但它不是万能药，也无法立即将比特币变成高度可扩展的隐私代币。

鲁芬说：“尽管升级是正确的，但它不会立即将比特币变成隐私硬币。”

此升级将进行一些明显的改进。首先，更复杂的交易类型将变得更易于使用。在最典型的交易中，一方“签署”交易，证明其是比特币的所有者，并有权发送比特币。另一方面，“多重签名”交易需要多方签署交易。此升级将为多签名用户提供便利。

区块流研究人员乔纳斯·尼克（Jonas Nick）告诉CoinDesk：“可能会出现更多支持多重签名的钱包，因为它降低了成本，而Taproot改进提案将增强其隐私性。”

多重签名有许多重要的应用场景。首先，依赖多个签名的闪电网络将加快比特币的交易速度并提高其可扩展性，从而帮助比特币解决许多重大问题。如果事实证明闪电网络是比特币的未来，则此更新将产生重大影响，从而减少这些交易的规模和处理成本。

此外，闪电网络上的多重签名交易看起来与普通交易相同。因此，即使比特币区块链是公开的，任何人都可以轻松查看特定交易，并且人们无法看到这些交易是通过闪电渠道完成的。

尼克说：“在区块链上，闪电通道的开放和协作与普通支付没有什么不同。这也意味着，开放闪电通道的成本与普通支付相同。”

最后，此改进将为之前无法实现的其他改进铺平道路。下一步可能包括“跨输入聚合”，这可以使比特币的可扩展性提高25％到30％。

Schnorr：更高效的签名技术

在了解这些升级之前，必须先弄清楚比特币是如何工作的。只有一方可以使用正确的“私钥”（类似于访问代码）来“签署”交易并将比特币发送给另一方。该过程生成签名并将其添加到事务中。这种设计的优点在于，任何人都可以验证交易签名是否由正确的私钥生成。

我们提到了一个更复杂的版本，即需要多个人签名的多重签名交易。如果交易是由ECDSA（比特币当前的签名算法）签名的，则该算法将为每个参与者生成一个签名。

但是，我们不必这样做。借助Schnorr签名技术，我们可以通过密钥聚合将所有数据压缩为单个签名。

比特币Optech表示，这将使多重签名交易的规模减少30％至75％。该组织致力于帮助与比特币相关的公司采用新的可扩展技术，例如Schnorr / Taproot。

这种类型的可伸缩技术非常重要，因为对于使用比特币的人来说，下载全节点数据是最小化信任的最安全方法。但是，此过程需要300 GB以上的存储空间.

通过 Schnorr 签名技术，我们还可以实现“批量验证（batch validation）”，验证多个签名的有效性，从而节省时间。

但是，请注意，Schnorr 签名技术的部分功能并未包含在本次升级中。

长期以来，开发者都在建议通过“跨输入签名聚合”来将 Schnorr 签名构建到比特币交易中。通常来说，每笔交易都需要一个以上的签名，即，每个“输入”都需要一个签名，就好比从一些账单中拿出一张来交给出纳员。

但是，如果我们可以将这些签名都压缩到一起来签署每笔交易呢？

从理论上来讲，Schnorr 签名技术是可以实现这一点的。但是，在将这一功能应用于比特币之前，开发人员还需要解决一些安全性问题。因此，我们需要等待一段时间。虽然比特币又多了 Schnorr 签名技术作为选择之一，但是这一功能还将得到进一步发展。

鲁芬说：“这一功能有望在将来的升级中实现。”

默克尔抽象语法树：改进智能合约

默克尔抽象语法树并未包含在本次比特币升级中。但是，它依然是一项开发者讨论已久的出色技术。

MAST 可以改进比特币的智能合约，让用户可以更容易地为交易设置较为复杂的条件。

回想一下我们上文提到的多签技术，需要两个参与方来签署交易。然后想象一个场景，假设你想要设置一个条件：在某个日期之前无法取回比特币。如果你要将这两个条件结合起来，就需要用到 MAST 。

现在，一旦某个脚本被“执行”，完整的脚本就会被压缩到一笔交易中，占用大量空间，并向全世界展示该用户用来所锁定比特币的条件。

MAST 通过一种类似于树的新方式来安排这些条件。每个树枝都代表一个不同的条件，满足该条件的用户即可花费被锁定的比特币。比特币区块链上只包含树顶的哈希值，而非所有脚本条件。

这种方式更具私密性，因为只有被执行的脚本才会上链。总而言之，MAST 可以帮助我们降低通过较为复杂的规则集锁定比特币的难度和成本。

Taproot：增强隐私性

Taproot 是在 MASTs 和 Schnorr 的基础上创建隐私性的智能合约。

目前，使用了 MAST 技术的复杂脚本交易在区块链上很显眼。尽管 MAST 本身具有较强的隐私性，但是其格式略有不同。因此，我们很容易就能判断出是否有人使用了脚本。

通过 Schnorr 提供的签名聚合功能，Taproot 可以让这些交易看起来更像普通交易。

但是，这并不适用于所有 MAST 合约，仅适用于合作型支出，即，默克尔树的一个分支是一笔成功执行的多签交易。如果其他分叉也成功执行了，那么隐私性优势就消失了。

也就是说，开发者预计合作型支出用例将是最常见的。

然后就是 Tapscript 。通过该技术，我们可以更加轻而易举地改进我们所说的脚本。尼克表示：“虽然关于 Tapscript 的比特币改进提议并不会立即令普通的比特币用户收益，但是其目标是从长远角度降低脚本系统更新的难度。”

目前，开发者正在对这组新技术进行测试。目前尚未发现严重问题，但是在通过软分叉实现这组技术之前，开发者正在尽可能对其进行完善。

尼克说：“最近，我们已经建议进行一些小的改动，来增强 Schnorr 签名算法对实现错误和物理攻击的抵抗力。”随着开发者团队的壮大和比特币技术的发展，这类改动会让比特币真正成为对开发者和金融从业者有用的平台。

文章来源：Coindesk作者：Alyssa Hertig

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编译者/作者：币范

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