Bitcoin prešiel významnou technologickou zmenou, zvyšuje sa ochrana súkromia

Zatiaľ čo bitcoin sa tradične v médiách spomína len v súvislosti s jeho cenovou volatilitou, technologická dimenzia bitcoinu býva často zanedbávaná. Technológia je dôležitou súčasťou bitcoinu a je chyba nespomínať ju. Tohtoročný november sa už navždy zapíše do histórie bitcoinu práve ako významný technologický míľnik.

V nedeľu 14. novembra, po overení boku 709 632, bol v sieti bitcoin aktivovaný dôležitý upgrade s názvom Taproot. Toto sieťové vylepšenie so sebou prináša množstvo inovácií, vrátane vyššej flexibility, bezpečnosti a efektívnosti bitcoinových transakcií.

Významná inovácia po rokoch čakania

Taproot je po štyroch rokoch prvou veľkou inováciou najvýznamnejšej kryptomeny. Naposledy sa niečím podobným stal ešte v auguste 2017 sieťový upgrade nazvaný Segregated Witness (SegWit) a spustenie Lightning networku. Kým soft fork SegWit sa primárne snažil opraviť tvárnosť transakcií tak, že zvýšil limit veľkosti bloku na blockchaine odstránením podpisových údajov z transakcií. Taproot má za cieľ prepracovať efektívnosť transakcií a zvýšiť súkromie samotných používateľov.

S prvotnou myšlienkou zavedenia Taprootu prišiel ešte v roku 2018 softvérový developer Gregory Maxwell, ktorý v minulosti pôsobil ako technický riaditeľ v Bitcoin Core. Práve on navrhol upgrade v blogovom príspevku z januára 2018. Popísal v ňom spôsob, ako zvýšiť súkromie transakcií v mene bitcoin bez kompromisov v oblastiach decentralizácie a bezpečnosti. Jeho návrh sa stretol s úspechom a podporou komunity, vďaka čomu sa po troch rokoch od jeho predstavenia skutočne stal Taproot súčasťou siete.

Konsenzus týkajúci sa zavedenia Taprootu nastal v komunite okolo bitcoinu už v júni tohto roka, keď s návrhom súhlasilo až deväťdesiat percent ťažiarov v sieti bitcoin, a následne sa udialo zafixovanie novembrového sieťového soft forku.

To znamenaná, že tento upgrade nevytvára úplne nový blockchain a v podstate novú kryptomenu. Práve to sa stalo napríklad v roku 2017, keď časť komunity nesúhlasila s navrhovanými zmenami. Títo ľudia sa teda vyčlenili a vytvorili bitcoin cash.

Ako soft fork je Taproot spätne kompatibilný so staršími verziami bitcoinu a nevytvára samostatný, paralelný blockchain.

V oblasti technologických prínosov Taproot prináša tri technologické vylepšenia súčasne. Sú nimi BIP 340 (Schnorrové podpisy), BIP 341 (Merkleized Alternative Script Trees – MAST) a BIP 342 (Tapscript – Pay to Taproot – P2TR)

Nové podpisy

Prvou inováciou Taprootu v sieti bitcoin je podpora Schnorrových podpisov, ktoré nahradia doposiaľ používaný variant podpisovej schémy ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm). Zjednodušene povedané, transakcie sa budú podpisovať iným spôsobom. Schnorrove podpisy sú digitálne podpisy generované Schnorrovým podpisovým algoritmom. Schéma podpisu je pomenovaná podľa svojho vynálezcu Clausa-Petera Schnorra a je súborom matematických pravidiel, ktoré spájajú súkromný kľúč, verejný kľúč a podpis transakcie. Schnorrove podpisy sú v porovnaní s inými schémami pomerne jednoduché a zároveň bezpečnejšie.

Pred zavedením Taprootu bolo overovanie transakcií v sieti bitcoinu pomalé, pretože každý digitálny podpis bol overený na základe verejného kľúča. Táto metóda niekoľkonásobne predlžovala čas, ktorý bol potrebný na overenie zložitých transakcií, ktoré si vyžadovali viacero vstupov a podpisov.

Vďaka Schnorrovým podpisom je pri podpisovaní transakcie možná ich agregácia – to znamená, že viaceré podpisy v rámci tej istej transakcie môžu byť združené do jedného podpisu. To v konečnom dôsledku umožňuje nielen rýchlejšie potvrdenie transakcií, ale aj ich vyššiu efektivitu.

Agregované podpisy navyše sťažujú pozorovateľovi transakcie určiť, kto podpísal alebo nepodpísal transakciu. V praxi to znamená, že transakcia s jedným podpisom vyzerá na blockchaine rovnako ako transakcia s viacnásobným podpisom. To zabezpečuje nielen vyššiu anonymitu transakcií, ale zároveň je to aj voda na mlyn pre ďalší vývoj smart kontraktov na bitcoine.

Vyššia ochrana súkromia

Ďalším vylepšením, ktoré so sebou Taproot prináša, je lepšia integrácia skriptov s názvom Merklized Alternative Script Trees (MAST). Každé množstvo bitcoinov, ktoré môže používateľ minúť, je súčasťou skriptu, ktorý špecifikuje, aké podmienky je potrebné splniť, aby bolo možné tieto mince minúť. Medzi podmienky útraty mincí môže patriť napríklad podmienka vlastníctva, podmienka viacnásobných podpisov, prípadne časový zámok.

Pred zavedením MAST bolo potrebné odhaliť všetky možné podmienky súvisiace s uskutočnením transakcie – to znamená, že okrem podmienok, ktoré boli reálne splnené, bolo potrebné odhaliť aj tie, ktoré reálne splnené neboli.

S tým súvisia dve dôležité nevýhody: Po prvé, pamäťová náročnosť s rastúcim množstvom podmienok narastá, čo zvyšuje celkovú veľkosť transakcie. Po druhé, ak dochádza po uskutočnení transakcie k zverejneniu všetkých podmienok, vrátane tých, ktoré reálne neboli splnené, ide o “ „zbytočný únik dát”. Vďaka MASTu tieto dáta nemusia byť odhalené a ide teda o vylepšenie z pohľadu súkromia.

MAST so sebou prináša možnosť odhalenia len tých podmienok, ktoré boli pri útrate bitcoinov reálne splnené. Vďaka tomu ide o efektívnejší a menej pamäťovo náročný variant, ktorý je navyše omnoho bezpečnejší.

Tretím vylepšením, ktoré Taproot prináša je nový typ transakčných skriptov s názvom Pay-2-Taproot (P2TR).

Predchádzajúce typy transakcií umožnili externému pozorovateľovi rozlíšiť, či boli niektoré bitcoiny uzamknuté pomocou jediného kľúča alebo zložitejšieho skriptu. Pri P2TR transakciách už tieto informácie nie sú zrejmé. Hoci sa môže zdať, že ide len o pomerne menšiu technickú zmenu, jej implikácie sú, vzhľadom na veľkosť a funkciu bitcoin siete, pomerne významné.

Decentralizované financie na bitcoine?

Bitcoinová sieť podporuje škálu inteligentných zmlúv pomocou svojho jazyka nazývaného Script. Ten umožňuje používateľom stanoviť kritériá, podľa ktorých sa majú minúť ich bitcoiny. Tieto transakcie uzamknú konkrétne množstvá bitcoinov do skriptov. Svojím spôsobom sú všetky bitcoinové transakcie inteligentnými zmluvami, no v súčasnosti sa zďaleka nedajú porovnávať so zložitejšími smart kontraktmi operujúcimi na ethereu či solane.

Výhody Taprootu sú zrejmé najmä aj z pohľadu bezpečnosti a súkromia, a práve preto to je inovácia. Zavedením Schnorrových podpisov, ktoré sú považované za bezpečnejšie v porovnaní s doterajšou technológiou a agregáciou kľúčov sa optické rozdiely medzi transakciami stierajú.

Táto zmena predstavuje významný krok pre bitcoin ako globálny platobný systém a posúva ho o krok bližšie k stavu, v ktorom by bitcoin mohol fungovať nielen ako platobný systém, ale aj ako kompletný finančný systém.