به‌روزرسانی‌های بیت‌کوین معمولاً برای حل مشکلات شبکه یا افزودن قابلیت‌های جدید انجام می‌شوند. یکی از مهم‌ترین این به‌روزرسانی‌ها، تپ روت (Taproot) بود که در ۲۴ آبان ۱۳۹۹ اجرایی شد. پیش از تپ روت، ارتقای سگ‌ویت (SegWit) به بهبود مقیاس‌پذیری بیت‌کوین کمک کرده بود، اما هنوز چالش‌هایی مانند حجم بالای تراکنش‌های چند امضایی و شفافیت بیش از حد داده‌ها باقی مانده بود. تپ روت آمد تا این چالش‌ها را برطرف کند و بیت‌کوین یک گام به سوی مقیاس‌پذیری و حریم خصوصی بیشتر نزدیک‌تر شود. در این مقاله، به بررسی آپدیت Taproot بیت کوین، ویژگی‌های اصلی آن، نحوه بهبود مقیاس‌پذیری و مزایا و معایب این ارتقا خواهیم پرداخت.

آنچه در این مقاله خواهید خواند

تپ روت چیست؟

بیت‌کوین برای بهبود عملکرد، امنیت و کارایی‌اش نیازمند به‌روزرسانی‌های دوره‌ای است. برای این منظور ارتقا تپ روت توسط گرگ ماکسول (Greg Maxwell)، یکی از توسعه‌دهندگان بلاک چین بیت کوین، پیشنهاد شد. هدف آن هم افزایش حریم خصوصی، کاهش کارمزدها و بهبود قابلیت‌های قراردادهای هوشمند معرفی شده بود. این آپگرید، به کمک تکنیک‌هایی مانند امضای اشنور (Schnorr Signature) و درخت مرکل (Merkle Tree)، تراکنش‌های بیت‌کوین را کارآمدتر و ایمن‌تر از قبل کرده است. تپ روت بعد از سگ‌ویت، مهم‌ترین ارتقای شبکه بیت کوین به‌حساب می‌آید. این به‌روزرسانی ویژگی‌هایی را اضافه کرده است که تراکنش‌ها ساده‌تر و کم‌حجم‌تر انجام ‌شوند. همچنین بعد از این آپدیت، حریم خصوصی تراکنش‌ها محفوظ‌تر از قبل می‌ماند.

به‌عنوان مثال، در روش‌های قدیمی، اگر دو نفر می‌خواستند از یک کیف پول چند امضایی (Multisig) بیت‌کوین ارسال کنند، در بلاک چین قابل تشخیص بود که این تراکنش دارای چندین امضاکننده است. اما پس از تپ روت این اطلاعات مخفی می‌ماند و همه تراکنش‌ها مشابه هم نشان داده می‌شوند. این ویژگی حریم خصوصی کاربران را افزایش می‌دهد و ردیابی تراکنش‌ها را سخت‌تر می‌کند. علاوه بر این، چون تراکنش‌های چند امضایی به شیوه‌ای ساده‌تر ثبت می‌شوند، کارمزد شبکه هم کاهش می‌یابد که در ادامه مقاله وارد جزئیات آن خواهیم شد.

ویژگی‌های تپ روت

تپ روت با استفاده از ترکیب امضای اشنور و درخت مرکل، تراکنش‌ها را بهینه‌تر کرده و امنیت شبکه را افزایش می‌دهد. اگر نمی‌دانید این موارد چه هستند، نگران نباشید هر کدام را توضیح خواهیم داد.

امضای اشنور (Schnorr Signature) یک روش رمزنگاری است که برای بهبود امنیت و کارایی تراکنش‌ها استفاده می‌شود. این امضا به کاربران اجازه می‌دهد که چندین کلید را در یک امضای واحد ترکیب کنند که با این کار حجم داده‌های تراکنش کم می‌شود و در نتیجه کارمزدها هم پایین می‌آید. به عنوان مثال، یک تراکنش چند امضایی را در نظر بگیرید. در یک تراکنش چند امضایی معمولی (که به‌اصطلاح به آن Multisig می‌گویند)، هر امضا به‌صورت جداگانه ذخیره می‌شود، اما به کمک امضای اشنور، همه آن‌ها در یک امضا ادغام می‌شوند. این ادغام نه‌تنها حجم تراکنش را کاهش می‌دهد، بلکه حریم خصوصی را نیز افزایش می‌دهد.

درخت مرکل (Merkle Tree) هم یک ساختار داده‌ای است که برای خلاصه‌سازی و تأیید تراکنش‌ها به کار می‌رود. در این روش، همه تراکنش‌های یک بلاک در قدم اول به‌صورت جفتی هش (Hash) می‌شوند و این فرآیند تا رسیدن به یک هش نهایی (Merkle Root) ادامه پیدا می‌کند. این ساختار به نودهای شبکه کمک می‌کند که بدون درنظر گرفتن کل بلاک چین، اعتبار یک تراکنش را بررسی کنند. با در نظر گرفتن این موارد، مهم‌ترین ویژگی‌های تپ روت در شبکه بیت کوین را در ادامه به‌صورت مجزا بررسی می‌کنیم.

بهبود حریم خصوصی

با این ارتقا تراکنش‌های پیچیده؛ مانند چندامضایی‌ها و قراردادهای هوشمند از نظر ظاهری مشابه تراکنش‌های عادی به نظر می‌رسند. این ویژگی تحلیل تراکنش‌ها را سخت‌تر کرده و امنیت کاربران را افزایش می‌دهد. به‌طور مثال، تراکنش یک کیف پول چند امضایی دیگر قابل‌تشخیص از یک تراکنش معمولی نخواهد بود.

کاهش کارمزد تراکنش‌ها

با استفاده از امضای شنور، داده‌های تراکنش فشرده‌تر شده و حجم آن در بلاک کاهش می‌یابد. این کاهش حجم باعث می‌شود که کارمزد تراکنش‌ها کمتر شود. به این ترتیب، کاربران می‌توانند هزینه‌ کمتری را برای انتقال دارایی‌شان پرداخت کنند.

افزایش مقیاس‌پذیری شبکه

چون تپ روت تراکنش‌ها را ساده‌تر و کم‌حجم‌تر می‌کند، فضای بیشتری در بلاک آزاد می‌شود. این امر باعث می‌شود که شبکه بتواند تعداد بیشتری تراکنش را پردازش کند. در نتیجه، تراکنش‌های بیت‌کوین سریع‌تر و ارزان‌تر انجام می‌شوند.

بهینه‌سازی قراردادهای هوشمند

در روش‌های قدیمی، تمام جزئیات یک قرارداد هوشمند باید روی بلاک‌چین ثبت می‌شد، اما با تپ روت فقط دستور نهایی تراکنش به شبکه ارسال می‌شود. این ویژگی نه‌تنها امنیت را افزایش می‌دهد، بلکه قراردادهای پیچیده‌تری را بدون اشغال فضای زیاد در بلاک امکان‌پذیر می‌کند.

افزایش امنیت تراکنش‌ها

امضای اشنور در تپ روت امنیت تراکنش‌ها را نسبت به روش‌های قبلی بیشتر می‌کند. این روش امکان جعل امضا را کاهش داده و باعث محافظت بهتر در برابر حملات سایبری می‌شود. در نتیجه، تراکنش‌های بیت‌کوین مقاوم‌تر و ایمن‌تر خواهند بود.

بررسی جزئیات به‌روزرسانی تپ روت

همه توضیحاتی که تا به اینجای مطلب خواندید در سه پیشنهاد بهبود بیت‌کوین یا به‌اختصار BIP در ارتقا تپ روت ارائه شد. این پیشنهادها به سه دسته BIP340، BIP341 و BIP342 تقسیم می‌شوند. در ادامه، درباره هرکدام توضیح خواهیم داد.

امضای اشنور (BIP340)

BIP340 درباره امضای اشنور و پیشنهاد جایگزینی آن با امضای ECDSA (روش قبلی) است. مزایای آن هم همان‌طور که پیش از این نیز به آن اشاره شد، کاهش حجم تراکنش‌ها و بهبود حریم خصوصی است. در ECDSA هر کلید باید امضای جداگانه‌ای داشته باشد، اما امضای اشنور امکان تجمیع امضاها را فراهم می‌کند. به این روش در امضای دیجیتالی اشنور Signature Aggregation گفته می‌شود.

به کمک BIP340 امنیت هم افزایش می‌یابد و از حملاتی مانند چکش‌خواری یا Transaction Malleability جلوگیری می‌شود. دلیلش هم این است که امضاهای تولید شده توسط آن قابل تغییر نیستند. به‌عنوان مثال، در یک تراکنش چند امضایی، دیگر نیازی نیست که همه امضاها به‌صورت جداگانه ذخیره شوند. در این حالت تمام امضاها در یک مقدار ادغام می‌شوند که هم امنیت و هم کارایی را بهتر می‌کند.

تپ روت (BIP341)

BIP341 مکانیزم استفاده از درخت مرکل (Merkle Tree) را معرفی می‌کند. به کمک این مکانیزم حریم خصوصی بهتر شده و کارایی تراکنش‌های پیچیده بیشتر می‌شود. در این روش، شرایط مختلف یک خروجی بیت‌کوین (UTXO) در یک درخت مرکل ذخیره می‌شود و تنها آن قسمتی که مورد استفاده قرار می‌گیرد، روی زنجیره ثبت می‌شود. این یعنی یک تراکنش چند امضایی یا قرارداد هوشمند پیچیده می‌تواند مانند یک تراکنش عادی به نظر برسد و حریم خصوصی کاربران به‌خوبی حفظ شود.

تپ اسکریپت (BIP342)

BIP342 قوانین جدیدی برای اعتبارسنجی اسکریپت‌های بیت‌کوین معرفی می‌کند. به کمک این قوانین امکان اجرای قراردادهای هوشمند پیچیده‌تر با کارایی بیشتر مهیا می‌شود. این به‌روزرسانی یک زبان اسکریپت‌نویسی بهینه‌تر ارائه می‌دهد که محدودیت‌های نسخه‌های قبلی را کم کرده و امکانات بیشتری را برای برنامه‌نویسی روی بلاک چین بیت کوین فراهم می‌کند.

تپ اسکریپت همچنین نحوه بررسی صحت تراکنش‌ها را بهبود می‌دهد و امکان اجرای تراکنش‌های شرطی کارآمدتر را فراهم می‌کند. به عنوان مثال، یک کاربر می‌تواند بیت‌کوین‌های خود را به‌گونه‌ای قفل کند که تنها در شرایط خاصی (مانند تأیید چند کلید یا گذشت زمان مشخص) قابل خرج شدن باشند، بدون اینکه این جزئیات برای عموم آشکار شوند.

چگونه تپ روت مقیاس‌پذیری بیت کوین را بهبود می‌بخشد؟

تپ روت، مقیاس‌پذیری شبکه را با بهینه‌سازی نحوه پردازش و ذخیره تراکنش‌ها بهبود می‌بخشد. در این به‌روزرسانی با استفاده از امضای اشنور، امکان تجمیع امضاهای چندگانه فراهم شده است، به‌طوری که چندین ورودی یک تراکنش را می‌توان در یک امضای واحد ترکیب کرد. این کار باعث کاهش حجم داده‌های تراکنش‌ها در بلاک چین می‌شود و به بهینه‌تر شدن فضای ذخیره‌سازی و پردازش کمک می‌کند.

همچنین، تپ روت مکانیزم‌های پیچیده اسکریپت‌نویسی را ساده‌تر و کارآمدتر می‌کند. در تراکنش‌های چند امضایی یا قراردادهای هوشمند پیچیده، فقط شرایطی که اجرا شده‌اند، در بلاک چین ثبت می‌شوند، نه تمام مسیرهای احتمالی. این امر نه‌تنها حجم داده‌های روی زنجیره را کاهش می‌دهد، بلکه باعث بهبود حریم خصوصی کاربران نیز می‌شود. دلیل آن هم این است که تشخیص تفاوت بین تراکنش‌های ساده و پیچیده دشوارتر خواهد شد. با کاهش حجم تراکنش‌ها و بهینه‌سازی فرآیند اعتبارسنجی، تعداد تراکنش‌هایی که در هر بلاک جای می‌گیرند، افزایش می‌یابد. این موضوع کارمزد تراکنش‌ها را کم کرده و سرعت تأیید آن‌ها را بهبود می‌دهد.

مزایا و معایب تپ روت چیست؟

این ارتقا مانند هر فناوری دیگری، در کنار مزایای چشمگیری که دارد، چالش‌ها و محدودیت‌هایی هم دارد. در ادامه، نگاهی دقیق‌تر به مزایا و معایب تپ روت خواهیم داشت.

مزایای Taproot در بیت کوین

  • بهبود مقیاس‌پذیری: تپ روت با استفاده از امضای اشنور، چندین امضا را ادغام کرده و در یک امضا قرار می‌دهد. همین موضوع باعث می‌شود که حجم تراکنش‌ها کاهش یابد. دیگر یک تراکنش چند امضایی، فضای بیشتری نسبت به یک تراکنش عادی اشغال نمی‌کند.
  • افزایش حریم خصوصی: تراکنش‌های پیچیده در بلاک چین، مشابه با تراکنش‌های عادی به نظر می‌رسند که شناسایی آن‌ها را سخت‌تر می‌کند.
  • کاهش هزینه تراکنش‌ها:  چون داده‌های کمتری در هر تراکنش ذخیره می‌شود، هزینه کارمزد پایین می‌آید. مثلاً، یک تراکنش با چندین امضا دیگر نیاز به پرداخت کارمزد اضافی برای هر امضا ندارد.
  • امکان‌پذیری قراردادهای هوشمند پیچیده‌تر: با کاهش محدودیت‌های اسکریپت‌نویسی، امکان ایجاد قراردادهای هوشمند پیشرفته‌تر فراهم می‌شود.

معایب Taproot در بیت کوین

  • عدم بهبود مستقیم سرعت تأیید: تپ روت مقیاس‌پذیری را از نظر حجم تراکنش‌ها بهتر می‌کند، اما مستقیماً تعداد تراکنش‌های پردازش‌شده در هر ثانیه را افزایش نمی‌دهد. این موردی است که در ارتقا‌های آینده جای کار بیشتری دارد.
  • نیاز به پذیرش گسترده:  برای بهره‌مندی کامل از مزایای تپ روت، کیف پول‌ها و صرافی‌ها باید از آن پشتیبانی کنند.
  •  پیچیدگی فنی بیشتر: درست است که تپ روت کارآمدتر است، اما پیاده‌سازی آن نیاز به دانش بیشتری دارد و ممکن است توسعه‌دهندگان و کاربران عادی در استفاده از آن کمی دچار مشکل شوند.
  • بهتر نشدن حریم خصوصی در همه موارد:  تپ روت باعث مخفی شدن برخی جزئیات تراکنش‌ها می‌شود، اما همچنان تحلیل آنچین (Onchain Analysis) می‌تواند اطلاعاتی درباره تراکنش‌های بیت‌کوین نشان دهد.

آینده تپ روت و ارتقای بیت کوین

تپ روت قدم مهمی در راستای بهبود بیت کوین برداشته است، اما این مسیر بهبود باید به‌صورت مستمر ادامه داشته باشد. پیش‌بینی می‌شود که در آینده، ترکیب تپ روت با سایر فناوری‌ها مانند لایه دوها (شبکه لایتنینگ) بتوانند پیشرفت‌های چشمگیرتری ایجاد کرده و بیت کوین را به یک سیستم پرداخت جهانی کارآمدتر تبدیل کنند. البته هرچه زمان بگذرد، اثرات تپ روت می‌تواند تأثیر عمیق‌تری بر نحوه انجام تراکنش‌ها داشته باشد و پاسخ این سوال کاربران که «چرا تپ روت برای بیت کوین مهم است؟» را بدهد. به نظر شما، تپ روت تا چه حد توانسته است بیت‌کوین را متحول کند؟ نظرتان را برایمان بنویسید.