Taprootとは何ですか？

Taprootは、ビットコインのアップグレードであり、いくつかの新機能と利点をビットコインユーザーにもたらしました。ビットコインコミュニティは、2021年11月12日にブロック709,632でTaprootをアクティブ化しました。

Taprootのアップグレードは3つの部分から構成されていますビットコイン改善提案（BIP）ビットコインプロトコルに3つの異なるアップグレードを定義します。

• シュノア署名（BIP 340）
• タップルート (BIP 341)
• Tapscript (BIP 342)

これらの3つのアップグレードは、タップルートアップグレードとして知られており、しばしばBIP Taprootと総称されています。これらのBIPは、ビットコインの送金に新しい、より効率的で柔軟かつプライベートな方法を導入しました。

シュナール署名 - BIP 340

Taprootのアップグレードの一環として、BIP 340はビットコインでのシュノール署名の導入を提案しています。シュノール署名には、ビットコインユーザーにとっていくつかの利点があります。それには、優れたプライバシー、低料金、そしてより柔軟なものが含まれます。マルチシグ.

このBIPでは、Schnorr公開鍵と署名がBitcoinで使用されるためにどのようにエンコードされるかも指定されています。Schnorr署名に使用される公開鍵は32バイトであり、ECDSAの33バイトの公開鍵と比較しています。さらに、Schnorr署名は64バイトであり、ECDSA署名は71〜72バイトであり、sighashフラグ. これらのわずかなスペースの節約は、Taprootを採用するBitcoinユーザーに手数料の節約を提供します。

➤Schnorr署名について詳しく学びます。

タップルート - BIP 341

BIP 340は、シュノール署名と公開鍵の生成およびエンコーディング仕様を定義していますが、BIP 341はビットコインのプロトコルがシュノール署名を統合する方法を定義しています。具体的には、Bitcoin Scriptもシュノール署名を評価するように更新する必要があります。Taprootも統合しますMerkelized Alternative Script Trees (MAST)、ユーザーが複数のスクリプトに出力をロックすることを許可します。

Pay-to-Taproot出力はバージョン1のSegWit出力であり、すべてのTaprootトランザクションはSegWitトランザクションです。

ペイ・トゥ・タップルート（P2TR）

タップルートは新しいスクリプトタイプも導入しました。これはビットコインを支出する方法です。Pay-to-Taproot（P2TR）を使用すると、ユーザーはシュノア公開鍵またはマークルルートさまざまな他のスクリプトを使用します。この新しいスクリプトタイプを使用すると、ユーザーは作成できます。UTXO所有者またはMerkleツリー内のスクリプトの要件を満たすことができる誰でもが、ロックを解除して支出することができます。

キー集約

Schnorrの鍵集約機能により、この柔軟な機能が可能になります。 BitcoinがP2TR出力に送信されると、単一の公開鍵であるQにロックされます。 ただし、この公開鍵Qは実際には公開鍵Pと、多くの他のスクリプトタイプのMerkleルートから形成された公開鍵の集約です。 Merkleツリー内の代替スクリプトのいずれかを使用して出力を使用することができます。

この設計では、ユーザーは支出時に、受信時ではなく、複雑で恣意的なスクリプトと単純な公開鍵機能のいずれかを選択できます。また、すべてのタップルート出力を同様に見せることも可能です。マルチシグ出力、シングルシグ出力、および他の複雑なスマートコントラクトがすべてブロックチェーン上で同じように見えるため、多くのチェーン分析ヒューリスティックは使用不能となり、すべてのタップルートユーザーのプライバシーが保護されます。

タップスクリプト - BIP 342

P2TR取引を実装するために、BIP 342はいくつかの追加と更新を行います。オペコードこれらの新しいスクリプトは、Taprootの支出とSchnorr署名を検証するために使用され、それらは総称してTapscriptとして知られています。

Tapscriptは、まだ予想されていないアップグレードを可能にするために、将来のP2TR支出の柔軟性を最大限に活用するよう設計されています。

タップルートの利点

Taprootのアップグレードは、Taprootを採用するBitcoinユーザーだけでなく、そうでないユーザーにも多くの利点をもたらします。Schnorr署名の導入はプライバシーとセキュリティに重要な利点をもたらしますが、TaprootとTapscriptもそれぞれ独自の利点をもたらします。

➤Schnorr署名の利点についてもっと学ぶ。

スペースの節約

ほとんどのタップルート（P2TR）の出力は、通常のブロックチェーンよりも少ないスペースを消費しますP2PKHアウトプットだが、わずかに大きいP2WPKH出力。これは、P2TR出力がビットコインをハッシュではなく公開鍵に直接ロックするため、主にこの理由によるものです。このため、Taproot出力への送金がやや高価になります。なぜなら、公開鍵は公開鍵ハッシュよりも多くのスペースを取るからです。しかし、Taproot出力を支出することはかなり安くなります。なぜなら、公開鍵がscriptPubKeyに含まれているため、それが含まれる必要がないからです。スクリプトウィットネス.

タップルートは、Schnorr公開鍵と署名のエンコーディング方式も定義し、それにより、それらのECDSAに対するものよりも短くなり、追加の手数料の節約を提供します。

プライバシーの利点

Taprootのプライバシーに関する影響は、おそらくこのアップグレードの最も重要な部分です。Schnorr署名とキー集約を導入することで、マルチシグネチャ契約はもはや単一署名契約とは異ならず、すべてのTaprootユーザーにプライバシーを提供します。

ライトニングネットワークは2-of-2マルチシグに依存しているため、Taprootによってどの取引がライトニングチャネルを作成するかを識別することは不可能になります。

タップルートはMASTの統合を通じて重要なプライバシーの利点も導入しました。前述の通り、タップルートではビットコインを一度に多くのスクリプトにロックすることが可能です。ただし、タップルートのアウトプットからビットコインを支出する際、支出者はビットコインをアンロックできる可能性のあるすべてのスクリプトを明らかにする必要はありません。実際に使用したスクリプトだけを明らかにすれば良いのです。ほとんどの場合、タップルートの利用者はおそらく公開鍵への支払いオプションを使用し、計画していたバックアップオプションを秘密に保つことができます。

➤Taprootのアップグレードがライトニングのユーザーエクスペリエンスを向上させる方法について詳しく学びます。

セキュリティのアップグレード

技術的、理論的レベルでは、Schnorr署名はECDSA署名よりも安全と見なされています。なぜなら、Schnorr署名はより少ない仮定を使用して証明可能に安全だからです。すべての楕円曲線暗号スキームと同様に、ECDSAとSchnorrの両方は、離散対数問題が困難であるという仮定に依存しています。しかし、ECDSAはそのセキュリティを保証するために追加の仮定に依存しています。それにもかかわらず、ビットコインの存在中にECDSAが体系的に侵害された例はありません。

Schnorr署名は、また、任意の署名も排除します 可変性ECDSA署名に存在していた可能性がある問題です。 トランザクションの改ざん可能性はSegWitアップグレードによって解決されましたが、ECDSAの署名の改ざん性はそのまま特徴として残りました。

タップルートはタロプロトコルを可能にします

TaroBitcoinブロックチェーン上で資産を発行することを可能にするTaprootプロトコルを使用したプロトコルですライトニングネットワーク. Taprootを中心とした設計により、この資産の発行は、ビットコインの上に他の資産を導入しようとした過去の試みよりも、よりプライベートでスケーラブルな方法で行うことができます。Taroは、2022年4月にLightning Labsによって提案されました。

タップルートは、アセットのメタデータを既存のトランザクション出力に埋め込むためにTaroで使用されています。また、シュノール署名も使用されて、シンプルさと拡張性を向上させます。

名前Taroは、Taproot Asset Representation Overlayの頭字語であり、Taprootがなければ、このアップグレードは不可能であることを示しています。

タップルートのアクティベーション

Bitcoinのアップグレードが提案されると、まず開発コミュニティで議論されます。提案が形式化されると、BIP番号が割り当てられます。コードが書かれ、レビューされ、テストされ、マージされた後、Bitcoinノードのオペレーターはアップグレードをどのように、いつアクティブ化するかを決定しなければなりません。

2020年1月、Schnorr、Taproot、およびTapscriptのアップグレードはBIP 340、341、および342を与えられ、その後、議論と開発が行われてきました。2020年末、すべての3つのアップグレードのコード実装が完了し、テストされ、レビューされ、ビットコインコアにマージされました。

2021年5月、90%以上のマイナーがタップルートの有効化を示し、BIP 340、341、342が2021年11月12日のブロック709,632で有効化され、施行されました。Bitcoinのアップグレードを有効化するためのいくつかの方法があります。Bitcoinコミュニティは経路を選択し、それを実行します。

ビットコインの有効化パス

BIP 8とBIP 9は、アップグレードを有効化するための2つの人気のある方法を定義しています。両方のプロセスは、まずBitcoinマイナーからのサポートを調査することから始まります。もし圧倒的多数のマイナーが、彼らがマイニングしたブロック内のメッセージを通じて支持を表明すれば、アップグレードは有効化されます。BIP 8とBIP 9の違いは、マイナーの支持が不十分な場合に生じます。その場合、BIP 9ではアップグレードは行われないことを指定していますが、BIP 8では遅延期間の後にアップグレードを有効化することを指定しています。

これらの2つの提案のバリエーションは、Taprootのアクティベーションの文脈で提案されました。しかし、ビットコインコミュニティは圧倒的にTaprootを支持し、ほとんど批判はありませんでした。したがって、特定のアクティベーションパスはほとんど無意味でした。

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