定义
Taproot 是比特币协议的一项重大升级，于 2021 年 11 月 14 日在区块高度 709,632 激活，是自 2017 年隔离见证 (SegWit) 升级以来比特币最重要的改进。Taproot 由三个相互关联的比特币改进提案 (BIP)组成：BIP 340（Schnorr 签名）、BIP 341（Taproot/MAST）和BIP 342（Tapscript）。这些升级共同提升了比特币的隐私性、可扩展性和智能合约的灵活性。其核心创新在于使用 Schnorr 签名取代 ECDSA 签名，从而实现密钥聚合——这意味着多重签名交易在区块链上与普通的单签名交易无法区分，显著增强了隐私性。Taproot 组件本身使用默克尔化替代脚本树 (MAST)，允许将复杂的支出条件提交到一个紧凑的默克尔根中，链上仅显示已执行的条件。 Tapscript 更新了比特币的脚本语言，以利用这些新功能。Taproot 升级由比特币核心开发者 Gregory Maxwell 于 2018 年提出，通过快速试验激活方法实现了前所未有的 90% 矿工信号共识，并为未来的比特币创新奠定了基础，包括序数、 BRC-20 代币和更具表现力的Layer 2 协议。
起源与历史
| 日期 | 创建 |
| 一月2018年 | Gregory Maxwell 在 bitcoin-dev 邮件列表中发布了 Taproot 的初始提案。 |
| 一月2020年 | Pieter Wuille 正式提交 BIP 340 (Schnorr)、BIP 341 (Taproot)、BIP 342 (Tapscript) |
| 2020年XNUMX月 | Taproot 代码已作为草案实现合并到 Bitcoin Core 中。 |
| 一月2021年 | Taproot 代码已在 Bitcoin Core v0.21.0 中最终定稿，激活参数待定。 |
| 二月2021 | 社区对启动程序方式的争论愈演愈烈（BIP 8 与快速审判） |
| 2021 年 5 月 | 矿工开始通过快速试验向 Taproot 发送信号；迅速达到 90% 的阈值。 |
| 2021 年 6 月 12 日 | Taproot 区块已在第 687,284 区块激活，并获得矿工的大力支持。 |
| 2021 年 11 月 14 日 | Taproot 在区块高度 709,632 激活；Schnorr 签名和 MAST 可用 |
| 一月2023年 | Ordinals协议上线，利用Taproot的数据嵌入功能支持比特币NFT。 |
| 2023年XNUMX月 | BRC-20 代币标准利用 Taproot 铭文在比特币上进行同质化代币的开发 |
| 2024 | Taproot 的使用率稳步增长；约 50% 的交易使用 Taproot 输出。 |
“Taproot 的操作看起来就像什么都没发生过一样——这正是它的意义所在。复杂的交易将与简单的支付完全一样。” ——Taproot 创始人 Gregory Maxwell
运作模式
“` TAPROOT 升级 — 三个组件 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
BIP 340：施诺尔签名 旧版 (ECDSA)： 新版 (施诺尔)： ┌──────────┐ ┌──────────┐ │ 签名 A │ │ │ │ 签名 B │ 3 个独立签名 │ 合并签名 │ 1 个聚合签名 │ 签名 C │ 签名 │ 签名 ABC │ 签名 └──────────┘ (较大交易) └──────────┘ (较小交易)
BIP 341：TAPROOT / MAST ┌────────────────────────────────────────────┐ │ Taproot 输出 │ │ │ │ 密钥路径（协作）： │ │ ┌────────────────────────┐ │ │ │ 单个聚合密钥 │ ← 看起来像 │ │ │ （所有参与方签名） │ 像 │ │ └────────────────────────┘ 普通 │ │ 或 付款 │ │ 脚本路径（回退）： │ │ ┌──────────────┐ │ │ │ Merkle 根 │ │ │ │ / \ │ │ │ │ 脚本 │ │ │ │ A B │ 仅显示 │ │ │ / \ │ 使用的脚本路径 │ │ │ S_C S_D │ │ │ └──────────────┘ │ └───────────────────────────────────────────┘
BIP 342：TAPSCRIPT 更新脚本：用于 Schnorr 验证的新操作码 OP_CHECKSIGADD 取代 OP_CHECKMULTISIG ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ “`
| 特性 | Pre-Taproot（SegWit） | 根部之后 |
| 签名方案 | ECDSA | 施诺尔（BIP 340） |
| 多重签名隐私 | 公开所有公钥和链上阈值 | 密钥聚合：看起来像是单签名 |
| 复杂脚本 | 花费时在链上完全可见 | MAST：仅显示已执行分支 |
| 交易规模 | 较大用于多信号/复杂 | 由于签名聚合，尺寸更小 |
| 智能合约灵活性 | 有限脚本操作码 | Tapscript 新增操作码 |
| 数据嵌入 | OP_RETURN（80 字节） | 见证字段（更大；启用序数） |
简单来说
- 隐私升级在 Taproot 出现之前，任何查看区块链的人都能分辨出交易是否使用了多重签名（多个签名者）或复杂的条件。而 Taproot 出现后，3/5 多重签名交易看起来与简单的支付交易完全一样——极大地提升了金融隐私。
- Schnorr签名Taproot 用以下方式替换了比特币的 ECDSA 签名方案： Schnorr签名它可以将多个签名合并为一个签名。例如，由 10 个人签名的交易会生成一个简洁的单一签名，而不是 10 个单独的签名，从而节省区块空间和手续费。
- MAST（默克尔化替代脚本树）复杂的支出条件（时间锁、多重签名、哈希锁）被组织成默克尔树。支出时，您只会显示您使用的特定条件——所有其他条件都保持隐藏，从而节省空间并保护隐私。
- 更小更便宜由于签名是聚合的，并且只显示使用的脚本分支，因此 Taproot 交易占用的区块空间更少，这意味着像 Lightning 通道的打开和关闭这样的复杂交易的费用更低。
- 创新基金会Taproot 为 Ordinals（比特币 NFT）、BRC-20 代币和更复杂的 Layer 2 协议提供了支持，允许在见证字段中存储更大的数据有效载荷，并支持更具表现力的脚本编写。
实际例子
| EventXtra XNUMX大解决方案 | 技术实施 | 成果 |
| 多重签名钱包 | 公司采用 3/5 Taproot 多重签名进行资金管理 | 合作支出在链上看起来与普通交易完全相同；隐私得到保障。 |
| 闪电网 | Lightning 通道的开启/关闭使用 Taproot 密钥聚合 | 渠道交易金额更小、成本更低；与常规支付方式并无区别。 |
| 比特币序数 | 开发者将图像数据写入 Taproot 见证字段（BIP 341） | 创建比特币原生应用 NFT到2024年，将创作超过60万条铭文。 |
| 复杂托管 | 带有时间锁定回退机制的托管合同使用 MAST 脚本树 | 仅公开已使用的条件；未使用的时锁和备用路径保持私密。 |
优势
| 企业优势 | 描述 |
| 增强隐私 | 链上多重签名和复杂脚本与简单支付没有区别。 |
| 降低费用 | Schnorr签名聚合技术可以减小交易规模，从而降低矿工费用。 |
| 可扩展性 | 更小的交易意味着每个区块可以容纳更多交易，从而提高比特币的有效吞吐量。 |
| 智能合约灵活性 | Tapscript 可以通过新的操作码实现更复杂的比特币脚本。 |
| 面向未来的基础 | 支持序数、改进的闪电网络以及未来潜在的契约提案 |
缺点与风险
| 风险 | 描述 |
| 采用缓慢 | 钱包 Taproot地址的服务普及是一个渐进的过程；并非所有钱包都支持P2TR。 |
| 复杂 | 开发人员必须学习新的签名方案和 MAST 树；这增加了实现的复杂性。 |
| 序数之争 | Taproot 的数据嵌入功能催生了 Ordinals，但有些人将其视为区块链的“垃圾信息”。 |
| 不向下兼容 | Taproot 输出使用新的 bech32m 地址格式 (bc1p…)；旧版钱包无法向其发送邮件。 |
| 隐私并非自动 | 用户必须主动选择启用 Taproot 的钱包和交易才能享受隐私优势。 |
风险管理提示：
- 使用支持 Taproot 的钱包（P2TR 地址以 bc1p 开头）可最大程度地保护隐私并降低手续费。
- 在创建多签名设置时，优先选择基于 Taproot 的 MuSig2 实现，而不是传统的 P2SH 多签名实现。
- 验证你的 比特币钱包 在迁移之前，交换支持与 Taproot 地址之间收发邮件和数据。
- 为了最大限度地保护隐私，请尽可能使用密钥路径花费（协作签名），而不是脚本路径泄露。
常见问题解答
问：什么是 Bitcoin Taproot？
答：Taproot 是自 SegWit（2017 年）以来比特币最重要的协议升级，于 2021 年 11 月启用。它引入了 Schnorr 签名以提高签名效率，MAST 用于私密复杂的脚本，以及 Tapscript 以增强脚本功能。这些改进共同使比特币交易更加私密、成本更低、也更加灵活。
问：Taproot 如何提升隐私保护？
答：Taproot 使用 Schnorr 签名聚合技术，使多重签名交易与单签名交易看起来完全相同。此外，MAST 确保在使用复杂支出条件时，仅显示已执行的条件，所有其他备选条件均保持隐藏。这意味着观察者无法区分简单的支付和复杂的智能合约。
问：Taproot 是否启用了比特币序数和 BRC-20 代币？
答：是的。Taproot 扩展的见证数据功能（特别是放宽了 Taproot 见证字段的数据大小限制）使得将任意数据（包括图像、文本和代币元数据）直接写入单个聪（satoshi）在技术上成为可能。这促成了 2023 年初 Ordinals 协议的诞生，并随后在比特币上推出了 BRC-20 同质化代币。
问：如何使用 Taproot？
答：要使用 Taproot，您需要一个支持 Pay-to-Taproot (P2TR) 地址的钱包，这些地址以“bc1p”开头。支持 Taproot 的常用钱包包括 Sparrow Wallet、Bitcoin Core、BlueWallet，以及 Ledger 和 Trezor 等硬件钱包（需要固件更新）。只需生成一个新的 Taproot 地址，即可用它来收发比特币。
问：Taproot 是否曾引起争议？
答：Taproot 升级本身几乎获得了普遍支持——矿工信号覆盖率超过 90%。然而，激活方式却引发了争议（快速试用与通过 BIP 8 进行标志日激活）。之后，Taproot 的数据特性所支持的 Ordinals 和 BRC-20 现象引发了争议，一些比特币用户认为这些铭文构成区块链垃圾信息，会增加普通用户的交易费用。
来源
- 比特币改进提案：BIP 340、BIP 341、BIP 342
- Bitcoin Core 文档 — Taproot 激活
- Gregory Maxwell — Taproot 原始提案（bitcoin-dev 邮件列表，2018 年）
- 比特币杂志——《Taproot 完全指南》
- Pieter Wuille — Taproot 技术说明和 BIP 作者身份
UPay 小贴士：请确保您的比特币钱包支持以“bc1p”开头的 Taproot (P2TR) 地址——与传统地址或 SegWit 地址相比，您将享受更低的交易费用和更高的隐私保护！
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