ビットコインが4年ぶりに重要なアップグレードを行い、どのような大きな変化をもたらしたのか？

この記事は白話区塊鏈からのものです。

6月13日、ビットコイン全ネットワークでTaprootアップグレードをサポートするマイニングプールのハッシュレートが90％を超え、アップグレードのロック要件を満たしました。これにより、Taprootアップグレードは今年11月に正式にアクティブ化されることが意味されます。

ビットコインの数年来の「最も野心的なアップグレード」と見なされているTaprootは、業界、特にビットコイン愛好者の目には、非常に特別な意味を持ち、「これまでのビットコインプロトコルのアップグレード提案の中で最も重要なもの」とされています。

しかし、業界で大きな議論を引き起こしたイーサリアムのEIP 1559提案と比較すると、Taprootアップグレードが引き起こした業界の声はあまり大きくなく、多くの人々はそれについてあまり聞いたことがないかもしれません。では、Taprootアップグレードとは何であり、ビットコインにどのような変化をもたらすのでしょうか？

01 Taprootアップグレードとは？

Taprootのアクティベーション

ビットコインは定期的に更新されます（ネットワークのソフトフォークフォークは異なる理念からN種類のスケーリングソリューションが生まれ、各ソリューション間で統一できない場合、フォークが発生します。詳しく見る）。主にビットコイン改善提案（BIPs）の形で新機能や情報がビットコインに導入されます。

今回の最新のTaprootアップグレードは、3つのBIPsのアセンブル「アップグレードパッケージ」であり、TaprootアップグレードにはSchnorr署名（BIP 340）、Taproot（BIP 341）、およびTapscript（BIP 342）の3つの部分が含まれています。

1、BIP340 --- Schnorr署名

Schnorr署名は長い間、多くのビットコイン開発者の願望リストに載っていました。これはドイツの数学者で暗号学者のClaus Schnorrによって開発された暗号学的デジタル署名スキームで、主に短い署名を生成する簡便さと効率性で知られています。

Schnorr署名の主な利点の1つは、複雑なビットコイン取引において複数のキーを取得し、ユニークな署名を生成できることです。これは、複数の当事者が関与する署名が「集約」されて単一のSchnorr署名になることを意味します。したがって、これは集約署名と呼ばれます。

要するに、Schnorr署名は主にスペースを節約し、コストを削減するものであり、ビットコインのSegwit以降の最大の技術更新とされています。

2、BIP 341 --- Taproot

TaprootはSchnorr署名に基づくソリューションであり、複雑な取引条件や資金使用の詳細を含むことができ、これらすべての内容を新しい資金使用条件（新しいロック）として外部に提供します。この新しい使用条件とその使用条件下の解除方法（新しいキー）は、Schnorrの線形特性によってサポートされています。

これにより、ユーザーは消費（受け取りではなく）時に、複雑な任意のスクリプトと公開鍵への単純な支払いの間で選択する能力を提供されます。さらに、キーの集約により、すべてのTaproot出力が似たように見えるようになります。

したがって、マルチシグ出力、シングルシグ出力、その他の複雑なスマートコントラクトがブロックチェーン上で同じように見えるため、多くのブロックチェーン分析が無効になり、すべてのTaprootユーザーのプライバシーが保護されます。

3、BIP 342 --- Tapscript

BIP 342は、実行する操作を指定する機械語命令の一部であるいくつかのオペコードを追加および更新しました。これらの新しいスクリプトは、TaprootのオーバーヘッドとSchnorr署名を検証するのに役立ち、Tapscriptと総称され、P2TR支出の柔軟性を最大化し、将来のアップグレードにも役立ちます。

これにより、スクリプト機能とプライバシーが向上し、支出時に契約の関連部分のみを表示することで、スマートコントラクトをより効率的かつプライベートにするのに役立ちます。

要するに、Taprootアップグレードの核心はSchnorr署名にあり、TaprootはSchnorr署名アルゴリズムに基づいて、ビットコインに性能、プライバシー、さらにはスマートコントラクトの新しい組み合わせと可能性をもたらすことができます。

02 Taprootアップグレードはビットコインプロトコルのアップグレード提案の中で最も重要なもの

ご存知の通り、ビットコインはデジタル署名を通じてUTXO内の未使用残高を解除し、交換を完了します。具体的には、1つの交換を簡単に分解できます------AがBに1ビットコインを送る場合、実際のプロセスは「解除」と「ロック」の2ステップに分けられます：

• 解除：Aは自分の秘密鍵を提供し、解除を完了し、これによりこの1ビットコインが自分のものであり、呼び出すことができることを証明します；
• ロック：AはBの公開鍵を使ってこの1ビットコインをロックし、Bに転送します。これにより、Bだけが自分の秘密鍵を使って解除して使用できるようになります；

つまり、ビットコインは公開鍵を使ってロックし、秘密鍵を使って解除する必要があり、これにより暗号通貨の送金交換が実現されます。そして、公開鍵、秘密鍵の生成はデジタル署名アルゴリズムによって行われ、上記のSchnorr署名は新しい署名アルゴリズムです。

その最も顕著な特徴は、複数の公開鍵または複数の秘密鍵の署名を1つの新しい公開鍵または新しい署名に集約できることです。これは、同時に解除する必要のある複数のロックを1つのロックに変え、解除に使用する一連の鍵を1つの鍵に変えると簡単に理解できます。

したがって、この観点から見ると、「ビットコインプロトコルのアップグレード提案の中で最も重要なもの」と見なされるTaproot「アップグレードパッケージ」は、ビットコインにもたらす変化が多方面にわたる可能性があります。

• 性能------Rollupに似たスケーリング効果

まず、性能の改善は最も直接的です。Schnorr署名に基づくTaprootは、複雑な交換条件や資金使用の詳細を含むことができ、これらすべての内容を新しい資金使用条件（新しい集約署名ロック）として外部に提供します。

これにより、ブロックチェーン上でのデータの転送と保存の量が減少し、単一のブロックに含まれる取引が増え、コストが削減され、スケーリング効果を発揮します（実際、筆者はこれがイーサリアムのRollupに似ていると感じています）。

• プライバシー------ビットコインネットワークのプライバシー選択を強化

次に、プライバシーの観点でも最大の強化が得られます。Schnorr署名は公共ブロックチェーン上の個人のビットコインアドレスをより匿名にするわけではありませんが、単純な交換と複雑で複数の署名から成る交換を区別しにくくします。

同時に、これによりユーザーは複雑なスマートコントラクトを通常のビットコイン交換として隠すことができ、ユーザーにより大きなプライバシーをもたらします。

03 ビットコインの「困難な支払い」の道

7月に予定されているイーサリアムのロンドンアップグレードには、EIP-1559という期待されている提案に加え、EIP-3198、EIP-3529、EIP-3541、EIP-3554を含む合計5つの提案があります。

イーサリアムの無限の革新が続く活気あるエコシステムとは異なり、ビットコインのアップグレードは常に声が小さく、多くの友人はビットコインの開発が停滞していると感じているかもしれません。

特に2020年以降、皆はビットコインの「デジタルゴールド」という位置付けを徐々に受け入れ、かつて業界で激しい議論を引き起こしたことを忘れつつあります。BCHはビットコインのスケーラビリティの問題により、Block 478558（2017年8月1日約13:16 UTC）でハードフォーク（hard fork）を行いました。これはビットコインプロジェクトのピアツーピアデジタルキャッシュの継続であり、アップグレード版のコンセンサスルールを持ち、成長とスケーリングを許可し、ブロックサイズをデフォルトで8Mに調整し、より良いビットコイン、世界で最も優れた通貨を標榜し、ユーザーと商人に低コストで迅速かつ安全な送金体験を提供します。詳しく見るフォークの「背後」にある世界の通貨の支払い属性は、技術的な応用のアップグレードがそれほど重要ではないように見えます。

ビットコインの小額支払いに取り組む「ライトニングネットワーク」（Lightning Network）は、約3年半の努力を経て、ロックされたビットコインの数がついに1500枚を突破し、2021年初頭から42％増加し、歴史的な新高値を記録しました。見た目は素晴らしい成果です。

しかし同時に、過去1年間でイーサリアムチェーン上のビットコイン担保コインの総発行量はほぼ0から始まり、25.2万枚を突破しました。ビットコインのライトニングネットワークの数年にわたる努力は、「ERC20ビットコイン」の端数にも及びません。

Taprootアップグレードは、ビットコインの支払い性能やプライバシーの可用性を強化するためのタイムリーな雨と言えます。ライトニングネットワークがTaprootを採用すれば、チャネルを通常のビットコイン交換のように見せることでプライバシーを改善できるかもしれません。これにより、ビットコインが「グローバル通貨」としての地位を回復し、「デジタルゴールド」との競争において優位性を持つことができるかもしれません。

しかし、「デジタルゴールド」がますます人気を集めるにせよ、「グローバル通貨」が本来の目的であったにせよ、ビットコインはイーサリアムを含む他のすべての暗号通貨とはもはや同じ種類の存在ではないのかもしれません。