比特币的 Taproot 升级即将到来，但它到底是什么？对比特币的未来又意味着什么?
自 2017 年实现 SegWit (隔离见证) 升级以来，比特币一直没有进行过重大升级。当时的 SegWit 升级在比特币社区造成了严重混乱，导致一群矿工和开发者以硬分叉的形式退出比特币网络，并在此过程中创造了比特币现金 (BCH)。但是，四年后的 2021 年，比特币将再次迎来最新的重大升级——Taproot。
但是，什么是 Taproot？为什么它对比特币如此重要？
比特币的 Taproot 升级将于 2021 年 11 月 16 日通过硬分叉进行，将实施 3 个新的比特币改进提案 (BIPs)，所有这些提案将合并在一起，成为比特币的最新版本。知名的比特币开发者 Greg Maxwell 早在 2020 年 1 月提出了 BIP-340、BIP-341 和 BIP-342 这三个提案，到 2020 年底，这三个提案有 74% 被采矿者批准；到 2021 年年中，这些提案的矿工批准率超过 90%，这意味着这三个提案终于准备好推出了。
首先，BIP-340 提案将引入 Taproot 升级的主要组件，为比特币协议部署一个称为 Schnnorr 签名的功能，这有助于解决 SegWit 在 2017 年带来的一些隐私性和区块空间的问题；BIP-341 提案将引入 Merklized Abstract Syntax Tree (MASTs，默克尔抽象语法树)，使比特币上的智能合约更加安全；最后，BIP-342 提案将引入一种新的比特币脚本语言作为其他两个 BIPs 的补充，使比特币网络未来的升级通过软分叉 (而非硬分叉) 来实现成为可能。
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以上就是对 Taproot 升级的简要介绍，下面让我们更详细地了解每个 BIP 提案，更深入地对即将发生的事情进行解释。
BIP-340 提案可以说是 Taproot 升级中最重要的组件，因为没有此提案，其他提案都不可能实现。
我们知道，当前的比特币使用椭圆曲线数字签名算法 (ECDSA)，允许用户生成公钥和私钥，并允许用户在仅显示公钥的情况下使用私钥对交易进行签名。这些都是非常标准的方式，而且运作良好。该算法还允许使用超过 1 个秘钥来签署一笔交易，但这会导致隐私问题和更大的交易大小 (transaction size)：当在一笔交易中使用 2 个或更多的秘钥签名时，这意味着 2 个或更多的公钥将被暴露，这是不必要的，而且会降低隐私性，同时还会让该笔交易大小更大，占用更多的区块空间，导致在单个区块中能够容纳的交易数量更少。
BIP-340 提案中加入了 Schnnorr 签名，允许实现秘钥聚合 (key aggregation)。也就是说，这将把 1 笔交易中涉及的所有秘钥聚合成单个秘钥。这意味着，只有 1 个秘钥会被暴露，这使得多签交易得以更加注重隐私性；这也意味着这笔交易的大小更小了，从而允许单个区块中能容纳更多的交易。
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由于交易大小变小了，这将使得这些交易的成本更低一些。比如，当你开启或关闭一个闪电网络支付通道时，你将使用 1 笔多签交易来完成。这意味着当 Taproot 上线时，开启或关闭闪电网络通道时的成本将会更低，这使得闪电网络更具隐私性，使用成本也更低。
简单的钱包将自动启用这些功能，这意味着普通用户无需担心，也无需点击任何额外的选项。而如果你使用的是针对高级用户设计的更高级的钱包，那么在进行交易时，你将有一些新的选择来使用。
BIP-341 提案是整个 Taproot 升级的名字来源。该提案将为运行在比特币上的智能合约引入一个名为 Taproot 的功能。实际上，该提案是一个利用了 BIP-340 引入的 Schnnorr 签名的隐私解决方案：BIP-341 将使用 Schnnorr 签名来创建 MASTs (默克尔抽象语法树)，MASTs 将使用默克尔树 (Merkle Trees) 来使智能合约更加隐私和安全。当 BIP-341 上线时，只有被智能合约满足的那个条件会被揭示，而其他未满足的条件将被隐藏。
这将使比特币智能合约更加安全，因为黑客能够使用的数据点更少了。黑客不会知道智能合约中的所有其他条件，而是只会知道1个条件。沿着这条路走下去，我们将会看到比特币智能合约攻击的减少，以及给那些使用这些合约的人更多的隐私性。
如果你是一名比特币智能合约用户，你将不需要做任何事情就可以使用这个功能，它会在此次硬分叉升级完成后自动被应用。
BIP-342
最后是 BIP-342 提案，该提案将引入一个称为 Tapscript 的特性，这是一种脚本语言。Tapscript 通过改进签名哈希来作为 Taproot 功能和 Schnnorr 签名的补充。该提案还取消了比特币脚本 10,000 字节大小的限制，从而使比特币智能合约更具灵活性和自由。这给了开发者更多的自由来创建更令人兴奋和具备有用功能的智能合约。BIP-342 还将实现一个称为「tagged public keys」的功能，将使比特币更容易通过软分叉进行升级，为比特币的未来和发展做好准备。
Taproot 升级将于 2021 年 11 月 16 日进行，这意味着届时这 3 个 BIPs 将上线。超过 90% 的比特币矿工已经批准了此次升级，这意味着我们不会看到像 2018 年 BCH 和 BSV 之战时上演的算力战。新的主网代码已经被超过 150 个开发者同行评审，这给了我们信心，即我们应该不会看到任何网络分裂事情的发生。
在很大程度上，普通比特币用户不会注意到或感受到 Taproot 升级带来的任何影响。如果你是 Lightning Network (闪电网络) 的用户，那么升级之后，当你开启或关闭闪电网络通道时，你将受益于更便宜的交易费用和更快的确认时间。此外，如果你使用智能合约，你的数据和历史记录将比以往任何时候都更加安全。
比特币核心 (Bitcoin Core) 钱包的用户需要将他们的客户端升级到新版本，但对其他人来说，不需要做任何事情。此次升级应该是一个平稳和无缝过渡到新的的升级，升级期间不会出现网络中断。
Taproot 是一场令人兴奋的升级，它为比特币继续扩张、发展和壮大奠定了基础。我们拭目以待吧！
来源：cryptomeister
编辑：南风
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