Qu'est-ce que Taproot et quels sont ses avantages pour Bitcoin ?

Résumé

Taproot est une mise à niveau du réseau Bitcoin, lancée le 14 novembre 2021. Les signatures Taproot et Schnorr sont des mises à niveau technologiques Bitcoin très attendues depuis l'avènement de SegWit. Taproot vise à changer la façon dont les scripts Bitcoin fonctionnent, en améliorant la confidentialité, l'évolutivité et la sécurité. Taproot, lorsqu'il est combiné avec une mise à niveau connexe appelée signatures Schnorr, promet d'atteindre ces objectifs et bien plus encore.

Tous les utilisateurs familiers avec la communauté des cryptomonnaies savent que la confidentialité, l'évolutivité et la sécurité sont au centre de la communauté. Bien que Bitcoin soit la crypto-monnaie la plus populaire au monde, ces problèmes doivent encore être résolus. L'objectif de Taproot est de résoudre les problèmes ci-dessus.

Introduction

Bien que Bitcoin ait ses hauts et ses bas, il s'avère qu'il reste l'« épine dorsale » qui soutient le monde des crypto-monnaies. Au fil des années, bien que le monde des cryptomonnaies ait connu divers problèmes tels que le piratage de Mt. Gox et le tristement célèbre hard fork Bitcoin, la communauté des cryptomonnaies a toujours soutenu Bitcoin.

Cependant, certains problèmes ne peuvent être ignorés : le problème le plus important est celui de la confidentialité. Bitcoin est une blockchain publique et n'importe qui peut surveiller les transactions sur le réseau. Pour certains, c’est la plus grande préoccupation. Bien qu’il soit possible d’améliorer l’anonymat grâce à des technologies telles que le mélange de devises et CoinJoin, ces technologies ne peuvent pas transformer Bitcoin en une pièce de confidentialité. Bien que Taproot ne puisse pas faire cela, cela peut améliorer l'anonymat d'Internet.

La mise à niveau de Taproot est très attendue et est considérée comme un point de départ important pour résoudre le manque de confidentialité de Bitcoin et d’autres problèmes connexes. Le 14 novembre 2021, avec l’approbation unanime des mineurs du monde entier, Taproot a été activé sur le réseau Bitcoin. Qu’est-ce que Taproot exactement ? Comment cela profite-t-il à Bitcoin ? Creusons un peu plus profondément.

Limitations du réseau Bitcoin

Bien qu'il s'agisse de la première et de la plus populaire crypto-monnaie, le réseau Bitcoin présente encore des lacunes dans certains aspects, tels que des vitesses de transaction lentes. Lors de sa création, Bitcoin traitait 7 transactions par seconde, mais à mesure que la popularité du réseau et le nombre d'utilisateurs augmentaient, les vitesses et les frais de transaction augmentaient également. Après la flambée du prix du Bitcoin, les frais de transaction moyens sur le réseau Bitcoin ont atteint un niveau record en 2021, atteignant environ 60 $. Certains pensent que les frais élevés et la lenteur des transactions entraveront la croissance du réseau Bitcoin. Afin d'améliorer les capacités de transaction, les développeurs ont lancé la mise à niveau Segregated Witness (SegWit) en 2017, permettant à un seul bloc d'accueillir plus de transactions. Toutefois, les frais élevés restent répandus.

Une autre limitation est la confidentialité. Bien que Bitcoin indique dans son livre blanc que ses transactions sont privées, tous les détails des transactions sur le réseau Bitcoin sont visibles publiquement. En d’autres termes, tout l’historique des achats personnels peut être obtenu sur la base de l’adresse Bitcoin.

Pour surmonter ces limitations, Bitcoin a mis en œuvre à plusieurs reprises des mises à niveau du réseau. Cependant, en raison de la nature décentralisée du Bitcoin, les modifications du réseau sont extrêmement difficiles. La mise en œuvre ou non de changements n’est pas une décision prise par une seule personne, mais un consensus au sein de la communauté.

Qu’est-ce que la mise à niveau de Bitcoin Taproot ?

Taproot est un soft fork qui optimise les scripts Bitcoin pour améliorer la confidentialité, l'efficacité et la capacité du réseau à traiter des contrats intelligents. Ceci est reconnu comme une mise à niveau majeure de Bitcoin depuis la mise à niveau de SegWit en 2017.

La mise à niveau de Taproot se compose de 3 propositions d'amélioration Bitcoin (BIP) différentes, notamment : Taproot, Tapscript et son noyau, un nouveau système de signature numérique appelé "Schnorr Signature". Taproot vise à apporter de nombreux avantages aux utilisateurs de Bitcoin, tels qu'une meilleure confidentialité des transactions et des frais de transaction réduits. Cela permettra également à Bitcoin d'effectuer des transactions plus complexes, élargissant les cas d'utilisation pour concurrencer Ethereum, en particulier les capacités des contrats intelligents et l'impact du réseau sur la prise en charge de la finance décentralisée (DeFi) et des jetons non fongibles (NFT).

La proposition Taproot a été initialement proposée par le développeur de Bitcoin Core, Greg Maxwell, en janvier 2018. En octobre 2020, Pieter Wuille a créé une demande d'extraction de code pour fusionner Taproot dans la base de code Bitcoin Core. Afin de déployer pleinement la mise à niveau, les opérateurs de nœuds doivent adopter les nouvelles règles de consensus de Taproot. La proposition a finalement été soutenue par 90 % des mineurs et a été officiellement activée dans le bloc 709 632 le 14 novembre 2021.

Comment fonctionne Taproot ?

La mise à niveau de Taproot est mise en œuvre par la collaboration de 3 propositions d'amélioration Bitcoin (BIP). Les propositions se complètent de différentes manières.

Schnorr Signature (BIP340)

La signature Schnorr améliore la rapidité et la sécurité de la vérification des transactions sur le réseau Bitcoin. La signature consiste en un schéma de signature cryptographique développé par le mathématicien et cryptographe allemand Claus Schnorr. L'algorithme de Schnorr a été protégé par un brevet pendant de nombreuses années, mais le brevet a officiellement expiré en 2008. Les signatures Schnorr présentent de nombreux avantages, notamment dans la génération de signatures courtes, et sont connues pour leur simplicité et leur efficacité.

Le schéma de signature adopté par le fondateur de Bitcoin, Satoshi Nakamoto, est appelé « Algorithme de signature numérique à courbe elliptique (ECDSA) ». ECDSA a été choisi plutôt que l'algorithme de signature Schnorr car le premier est largement utilisé, facile à comprendre, sûr et stable, léger et open source.

Cependant, l'avancement du Schnorr Digital Signature Scheme (SDSS) pourrait être le point de départ pour l'application d'une nouvelle génération de technologie de signature dans Bitcoin et d'autres réseaux blockchain.

L'un des principaux avantages de la signature Schnorr est qu'elle peut extraire plusieurs jeux de clés dans des transactions Bitcoin complexes pour générer des signatures uniques. Par conséquent, les signatures de toutes les parties à la transaction peuvent être intégrées dans une seule signature Schnorr, un processus appelé « agrégation de signatures ».

En fait, Taproot peut rendre complètement invisible l'exécution des scripts Bitcoin. Par exemple, avec Taproot, différentes méthodes de paiement Bitcoin se ressemblent, qu'il s'agisse de transactions via un canal réseau Lightning, de transactions peer-to-peer ou de transactions via des contrats intelligents complexes. Les moniteurs de ces transactions ne voient que les transactions peer-to-peer. Cependant, il convient de noter que cela ne change rien au fait que les informations du portefeuille de l'expéditeur et du destinataire final sont exposées.

Taproot (BIP341)

Taproot doit son nom à la mise à niveau Taproot, qui a été créée sur la base de la mise à niveau SegWit 2017 et utilise l'arbre de script alternatif Merkelized (MAST) pour faire évoluer la quantité de données de transaction dans la blockchain Bitcoin.

Les transactions sur le réseau Bitcoin sont protégées par des clés publiques et privées. Pour payer les actifs numériques dans le portefeuille, les utilisateurs doivent fournir une signature prouvant l'identité de leur véritable propriétaire avant de pouvoir transférer des jetons. En plus des transactions à signature unique, les transactions sur le réseau Bitcoin peuvent également accroître la complexité en libérant des verrous temporels, nécessitant plusieurs signatures (multisig) et d'autres fonctions.

Cependant, les transactions multi-signatures complexes nécessitent plusieurs entrées et vérifications de signature, ce qui ajoutera une énorme quantité de données à la blockchain et ralentira la vitesse de transaction. De plus, les informations sur les transactions sont automatiquement affichées dans la blockchain, ce qui expose les données sensibles du propriétaire de l'adresse.

Avec l'intégration MAST, une seule transaction MAST peut représenter plusieurs scripts, réduisant ainsi le nombre de scripts et de vérifications requis. Une fois les transactions Bitcoin complexes envoyées à MAST, un arbre Merkle n'est pas nécessaire pour traiter la transaction. MAST permet uniquement de soumettre les conditions d'exécution d'une transaction à la blockchain, plutôt que d'envoyer tous les détails. Cela réduira considérablement la quantité de données que le réseau doit stocker. Cela améliore non seulement l’évolutivité et l’efficacité de la blockchain Bitcoin, mais permet également aux utilisateurs de Bitcoin de bénéficier d’une plus grande confidentialité.

Tapscript (BIP342)

Tapscript est un langage de programmation mis à niveau vers Bitcoin Script pour faciliter 2 autres propositions d'amélioration Bitcoin (BIP). Il s'agit d'une collection de opcodes, qui sont des instructions qui précisent comment exécuter une transaction. Avec plus d’espace disponible en blocs, les nouvelles fonctionnalités seront plus flexibles, ce qui facilitera la prise en charge et la création de contrats intelligents par le réseau Bitcoin à l’avenir.

Comment Taproot profite-t-il à Bitcoin ?

Comme mentionné dans la discussion précédente, Taproot peut améliorer considérablement la confidentialité de Bitcoin et élargir ses cas d’utilisation. D'autres avantages potentiels incluent :

1. Améliorer l'évolutivité du réseau en réduisant la quantité de données transmises et stockées dans la blockchain ;

2. Traitez plus de transactions par bloc (augmentez le taux de transaction par seconde (TPS) ); .

Un autre avantage de Taproot est la suppression de la malléabilité des signatures, un risque de sécurité connu dans le réseau Bitcoin. Bref, d'un point de vue technique, la malléabilité de la signature signifie que la signature peut être modifiée avant que la transaction ne soit confirmée. De cette manière, un attaquant peut créer l’illusion que la transaction n’a jamais eu lieu. Cela exposerait Bitcoin au fameux problème de double dépense, compromettant l’intégrité du grand livre distribué.

Pourquoi la mise à niveau de Taproot est-elle importante ?

L'activation de Taproot peut améliorer les fonctionnalités du réseau Bitcoin et faciliter des transactions rapides et fiables. Avant Taproot, le développement du protocole Bitcoin en était encore au stade de couche 1, tandis que d'autres protocoles tels qu'Ethereum avaient pris la tête de la couche 2 et du DApp. Après la mise à niveau, Bitcoin a permis le déploiement de contrats intelligents, élargi les cas d'utilisation et rattrapé les tendances futures des marchés NFT et DeFi.

À mesure que l'efficacité du réseau Bitcoin s'améliore et que les frais diminuent, son volume de transactions et sa portée d'application seront augmentés. En outre, Bitcoin garantit également la confidentialité des transactions des utilisateurs, ce qui en fait une pièce de confidentialité plus compétitive sur le marché.

Résumé

Taproot est une mise à niveau Bitcoin très attendue et largement prise en charge. Mis en œuvre simultanément avec les signatures Schnorr, la confidentialité, l'évolutivité, la sécurité et d'autres fonctionnalités seront considérablement améliorées. Ces mises à niveau augmenteront l’attrait de Lightning Network et favoriseront la multi-signature pour devenir une norme industrielle largement utilisée.

Peu importe votre implication dans la communauté Bitcoin, l'optimisation de la confidentialité, de l'efficacité, de la sécurité et d'autres facteurs créera de la valeur ajoutée pour les utilisateurs et améliorera l'expérience Bitcoin.

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