آپگرید تپ روت بیت کوین چیست؟ TapRoot چه دستاوردهایی داشت؟

تپ روت یکی از مورد انتظارترین آپگریدهای تخصصی شبکه بیت کوین از زمان معرفی سگویت (SegWit) محسوب می‌شود. هدف از توسعه این برزرسانی، تغییر دادن نحوه کار اسکریپت‌های بیت کوین به منظور افزایش حریم خصوصی، مقیاس‌پذیری و امنیت است. این‌ها تنها بخشی از دستاوردهای ادغام تپروت و یک آپگرید مرتبط دیگر به نام امضاهای شنور (Schnorr Signatures) هستند.

هر فرد آشنا با دنیای رمز رمز ارزها، نسبت به اهمیت و دغدغه‌ی حفظ حریم خصوصی، بالا بردن مقیاس‌پذیری و بهبود سطح امنیت (برای جلوگیری از حملات سایبری) آگاهی دارد. اگرچه بیت کوین اولین و محبوب‌ترین رمز ارز دنیا است، اما از نظر معیارهای نام برده، ضعف‌های اساسی دارد. اپدیت تپ روت بیت کوین می‌خواهید این مشکلات را تسکین بدهد.

مروری بر پیش‌نیازهای درک تپروت بیت کوین

بیت کوین در طول تاریخچه دوازده ساله‌اش، پستی و بلندی‌های زیادی را کرده است. با وجود فشارهای فراوان، اولین ارز دیجیتال رمزنگاری شده دنیا ثابت کرد شبیه لنگری برای سرپا نگه داشتن دنیای کریپتوکارنسی عمل می‌کند. با وجود رخ دادن اتفاقاتی نظیر هک صرافی مت‌گوکس (Mt.Gox) در اولین سال‌های ظهور بیت کوین یا ایجاد چند هارد فورک مخصوصا بیت کوین کش، بیت کوین سرپا ایستاد و مارکت کپ آن حتی برای مدتی کوتاه، تا بالای 1 تریلیون دلار نیز صعود کرد! این‌ها، از قدرت بیت کوین خبر می‌دهند، اما همچنان نمی‌توان از مشکلات اساسی آن چشم‌پوشی کرد. با حل این ایرادات به وسیله آپگریدهایی نظیر تپ روت اولین رمز ارز دنیا پرقدرت‌تر از همیشه به جلو حرکت خواهد کرد.

یکی از دغدغه‌های کاربران این شبکه پولی، حریم خصوصی است. اگرچه می‌توان به صورت ناشناس در اینجا فعالیت کرد، اما به خاطر عمومی بودن بلاک چین، هر فردی با دسترسی به اینترنت، قادر به مشاهده تمام تراکنش‌ها و همچنین موجودی کیف پول ارز دیجیتال همه کاربران خواهد بود. برای عده‌ای، این یک نگرانی است. تصور کنید به صورت ناشناس و بدون ارائه مدارک هویتی به شرکت یا سازمانی خاص، یک والت رمز ارزی برای خود ساخته‌اید. وقتی آدرس آن را (برای دریافت پول) در اختیار دیگران قرار می‌دهید، آن‌ها می‌توانند موجوی‌تان را مشاهده کنند.

البته می‌توان از طریق تکنیک‌هایی نظیر کوین میکسینگ (Coin Mixing) و کوین جوین (CoinJoins) سطح گمنامی تراکنش‌ها در این شبکه را افزایش داد. اما همچنان، هیچ یک از این راهکارها بیت کوین را تبدیل به یک ارز خصوصی نمی‌کند. آپگرید تپ روت بیت کوین نیز قرار نیست چنین خاصیتی به این ارز دیجیتال اضافه کند، اما همچنان، سطح ناشناسی را در نتورک به اندازه‌ای قابل توجه افزایش می‌دهد.

تپ روت ایده جدیدی نیست و طرح آن به سال‌ها قبل برمی‌گردد، اما اکنون بیش از هر زمان دیگر به اجرایی شدنش نزدیک شده‌ایم. از همان ابتدای مطرح شدن، TapRoot اولین قدم اساسی به سمت حل مشکل عدم رعایت حریم خصوصی و همچنین چند نگرانی دیگر در BitCoin پیش‌بینی شد. در ادامه، به نحوه کمک این آپگرید به بهبود شبکه اولین ارز دیجیتال رمزنگاری شده دنیا اشاره می‌کنیم.

ابتدا بهتر است با مفهوم دیگری آشنا شوید. تپروت یک سافت فورک است. اما منظور از آن چیست و یک Soft Fork چه نوع به‌روزرسانی محسوب می‌شود؟

سافت فورک چیست؟

بیت کوین شبکه‌ای غیر متمرکز است، به این معنی که هیچ فرد، گروه یا شرکتی خاص در راس سیستم قرار ندارد (متمرکز نیست). شبکه از ادغام بی‌شمار کامپیوتر در سراسر دنیا، با نام گره یا نود، تشکیل می‌شود و یک سرور مرکزی وجود ندارد. به همین دلیل تصمیم‌گیری‌ها درباره چگونگی اداره نتورک یا اعمال تغییرات مورد نیاز در آن، بر اساس رای‌گیری انجام می‌شود. اپدیت تپ روت  بیت کوین نیز به همین شیوه (رای‌گیری از عموم کاربران) برای پیاده‌سازی انتخاب شد.

شرکت‌کنندگان در این شبکه، به طوری کلی به سه دسته‌بندی توسعه‌دهندگان، ماینرها و فول نودها تقسیم می‌شوند. هر سه دسته از اعضا، در پیشبرد شبکه مشارکت دارند. گفتنی است بین انواع شرکت‌کنندگان هم‌پوشانی وجود دارد. به عنوان مثال یک توسعه‌دهنده می‌تواند در قالب یک فول نود نیز فعالیت کند. همچنین یک ماینر می‌تواند نسخه‌ای از بلاک چین را نگهداری کرده و یک فول نود نیز تلقی شود.

شبیه یک اپلیکیشن متمرکز، نظیر یک برنامه گوشی‌های اندرویدی، در اینجا نیز نیازمند به‌روزرسانی کردن سیستم برای اضافه کردن قابلیت‌های جدید به آن یا حذف مشکلات موجود هستیم. رفع ریسک‌های امنیتی ورژن قدیمی، اضافه کردن قابلیت‌ها و امکانات جدید و معکوس کردن معاملات در زمان بروز بحران مثل هک شدن، برخی دلایلی هستند که ما را به آپدیت کردن شبکه یک رمز ارز مجبور می‌کنند.

حال تصور کنید در یک زمینه، گروهی از اعضای شبکه با بقیه نظر متفاوتی دارند. با وجود این مخالفت، به خاطر رای بالای موافقان (مثلا 60 درصد)، یک پیشنهاد پیاده‌سازی می‌شود. از طرفی نمی‌توان از انبوه مخالفان (در این مثال 40 درصد) چشم‌پوشی کرد. حال چه می‌شود؟ آیا مخالفان مجبور هستند آپدیت را دریافت کنند؟ آیا به خاطر مخالفت شدید، باید شبکه را ترک کنند؟ پاسخ، به نوع فورک (منظور از فورک، اعمال تغییر در پروتکل است. برای یادآوری، پروتکل مجموعه قوانینی است که چگونگی کارکرد شبکه را مشخص می‌کند.) بستگی دارد.

تغییر در سافت فورک‌ها نظیر تپ روت پیش‌سازگار (Backward-Compatible) است. در اینجا، اجباری برای آپگرید کردن نسخه بلاک چین به سافت فورک (تغییر جدید) وجود نداشته و می‌توان مثل قبل به فعالیت در شبکه ادامه داد، مگر این که بخواهید عملی خلاف قوانین جدید انجام بدهید. نود‌های به‌روز شده همچنان قادر به برقراری ارتباط با گره‌های قدیمی هستند. در اینجا ویژگی‌ها و قوانینی سازگار با مجموعه قوانین قدیمی، اضافه شده‌اند. یکی از معروف‌ترین سافت فورک‌ها در شبکه بیت کوین تا امروز، سگویت (SegWit) بود که فرمت بلاک‌ها و تراکنش‌ها را به شکلی هوشمندانه تغییر داد. سافت فورک مهم بعدی، تپروت است.

هارد فورک‌ها، آپدیت‌های نرم افزاری پیش – ناسازگار (Backward-Incompatible) هستند. زمانی که یک سری نودها ویژگی‌‌ها و قوانینی ناسازگار با قوانین نودهای قدیمی اضافه می‌کنند، چنین انشعابی پدیدار می‌شود. گره‌های جدید بعد از هارد فورک تنها قادر به ارتباط با نودهای اجراکننده ورژن تازه خواهند بود. در نتیجه، بلاک چین تقسیم شده و دو شبکه مجزا تشکیل می‌شود. در یک نیمه قوانین قبلی برقرار بوده و در دیگری، قوانین تازه وضع شده دنبال می‌شوند. به عنوان مهمترین هارد فورک بیت کوین تا امروز باید به بیت کوین کش اشاره کرد.

تپ روت چیست؟

تپ روت به عنوان یک سافت فورک بیت کوین، اسکریپت‌های این سیستم را ارتقا می‌دهد. نتیجه، بهبود حریم خصوصی و دیگر فاکتورهای دخیل در تراکنش‌های پیچیده است. گفتنی است تراکنش‌ها در بیت کوین، می‌توانند از خواصی مختلف برای پیچیده‌تر شدن استفاده کنند. به عنوان نمونه قفل زمانی و چندامضایی را در نظر بگیرید. حین به کار بردن آن‌ها، مجبور به ایجاد چند تراکنش هستیم. بدون آپگرید تپ روت هر فردی می‌تواند تراکنش‌هایی که از این ویژگی‌های پیچیده در آن‌ها استفاده شده است را تشخیص بدهد.

وقتی تپ روت در شبکه بیت کوین اجرا شد، روی تمام قسمت‌های متحرک یک تراکنش شامل آن ویژگی‌ها، یک پوشش قرار می‌گیرد. در نتیجه، با وجود ایجاد چند تراکنش برای به کار بستن خواص پیچیده کردن معاملات (با هدف افزایش حریم خصوصی و سطح ناشناسی)، همگی یک تراکنش به نظر خواهند رسید. این اتفاق، برای دوست‌داران افزایش سطح محافظت از حریم خصوصی در بیت کوین، دستاورد بزرگی محسوب می‌شود.

در حقیقت، تپ روت به ما اجازه می‌دهد واقعیت اجرای یک اسکریپت بیت کوین را پنهان کنیم. به عنوان مثال، خرج کردن BitCoin با استفاده از TapRoot می‌تواند یک تراکنش در شبکه لایتنینگ (Lightning Network)، یک تراکنش نظیر به نظیر (P2P) یا یک قرارداد هوشمند پیچیده را غیر قابل تشخیص کند. هر فرد در حال رصد کردن این فعالیت‌ها، هیچ چیز به جز یک تراکنش نظیر به نظیر عادی مشاهده نخواهد کرد. البته، در نظر داشته باشید حقیقت قرار گرفتن والت ارسال‌کننده و دریافت‌کننده در معرض دید، تغییر نخواهد کرد. پس مشکل امکان مشاهده موجودی والت‌ها برای همه همچنان پابرجاست، چرا که به خاصیت ذاتی عمومی بودن بلاک چین بیت کوین ارتباط پیدا می‌کند.

جزئیات بروزرسانی تپ روت چیست؟

نخستین مرتبه، در ژانویه سال 2018 (دی 1396)، گرک ماکسول (Greg Maxwell) به عنوان یکی از توسعه‌دهندگان نرم افزار بیت کوین کور (BitCoin Core)، پروپوزال تپ روت را ارائه کرد. تا اکتبر سال 2020 (آبان 1399)، با تلاش پیتر وویل (Pieter Wuille)، این آپگرید با کتابخانه بیت کوین کور در گیت‌هاب ادغام شده بود، اما برای استقرار کامل آن، نودهای شبکه باید قوانین اجماع جدید مربوط به TapRoot را قبول می‌کردند. بسته به نحوه توافق گره‌ها، فعال‌سازی نهایی ممکن بود ماه‌ها زمان ببرد.

در روز 13 ژوئن 2021 (23 خرداد 1400) مشخص شد عمده ماینرها (که 90 درصد هش ریت شبکه را در اختیار دارند) با سافت فورک تپ روت (Taproot) موافقت کرده‌اند. بر اساس توافق آن‌ها، این آپگرید تقریبا 23 آبان ماه امسال در شبکه بیت کوین اجرایی خواهد شد. تمامی استخرهای معتبر و شناخته شده، آمادگی خود را برای قبول آپگرید تپ روت بیت کوین اعلام کرده‌اند. در این بین، اسلاش پول (Slush Pool) طی استخراج بلاک شماره 687,285، به اولین استخری تبدیل شد که از به‌روزرسانی TapRoot اعلام حمایت کرد.

علاوه بر آن انت‌پول (AntPool) و استخر F2Pool نیز که بیشترین میزان هش ریت نتورک را در اختیار داشتند، از بروزرسانی تپروت حمایت کردند. این بروزرسانی در نوامبر 2021 (آبان 1400) اجرایی شد.

طرح‌های پیشنهادی بهبود بیت کوین (BPI) در آپگرید تپ روت

به‌روزرسانی تپروت شامل 3 طرح پیشنهادی بهبود بیت کوین (Bitcoin Improvement Proposal) به‌نام‌های BIP340 و BIP341 و BIP342 است. هر 3 این پروپوزال‌ها به‌صورت همزمان اجرا شدند و هدفشان، بهبود پردازش تراکنش‌های بیت کوین از نظر سرعت، هزینه، انعطاف و حریم خصوصی بود.

طرح BIP-340؛ امضای شنور

به‌روزرسانی تپ روت روی بیت کوین همراه آپگرید دیگری به نام امضاهای شنور (Schnorr Signatures) اجرایی شد. Schnorr Signatures متشکل از یک الگوی امضای رمزنگاری شده است که توسط کلاوس شنور (Claus Schnorr)، یک ریاضی‌دان و رمزنگار آلمانی، توسعه یافت. ایده وی به صورت یک پتنت (حق اختراع) ثبت شد، اما این پتنت در نهایت سال 2008 منقضی شد، به همین دلیل دیگران توانستند از آن بهره ببرند. در بین مزایای متعدد این الگو، آن چه بیشتر توجه ما را به خود جلب کرده، سادگی و کارایی آن در تولید امضاهای کوتاه است.

الگوی امضایی که ساتوشی ناکاموتو، نابغه ناشناس خالق بیت کوین، در اولین رمز ارز دنیا از آن استفاده کرد، الگوریتم امضای دیجیتال منحنی بیضوی (ECDSA –> Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) نام داشت. دلیل استفاده از ECDSA به جای Schnorr، متن باز بودن، امنیت بهتر، فشردگی بیشتر و استفاده گسترده‌تر از آن در زمان توسعه بیت کوین بود. استفاده بیشتر از الگوی نام برده سبب شده بود برای توسعه‌دهندگان قابل فهم‌تر باشد. با این حال توسعه الگوی امضای دیجیتال شنور (SDSS) که با توسعه آپگرید تپ روت همزمان شده است، احتمالا نقطه شروع ظهور نسل جدیدی از امضاها برای بیت کوین و دیگر شبکه‌های بلاک چینی خواهد بود.

یکی از مزیت‌های مهم استفاده از SDSS این است که آن‌ها می‌توانند چندین کلید را در یک تراکنش پیچیده بیت کوین ببرند و یک امضای منحصربه‌فرد تولید کنند. در نتیجه، امضاهای طرف‌های مختلف درگیر در یک تراکنش را می‌توان در یک امضای شنور تجمیع کرد. این عمل تجمیع امضا (Signature Aggregation) نام دارد.

طرح BIP-34؛ اصلاح زبان اسکریپتینگ بیت کوین برای خواندن امضاهای شنور

این طرح پیشنهادی که برای بهبود زبان اسکریپتینگ بیت کوین مطرح شد، اجازه خواندن امضاهای شنور را به آن می‌دهد. این پروپوزال همچنین دارای دو ویژگی کلیدی به‌نام‌های MAST و P2TR برای فعال‌سازی پتانسیل کامل شنور است:

• MAST: مخفف Merkelized Alternative Script Trees و نوعی درخت مرکل است که تمامی شرایط از پیش تعیین‌شده مربوط به تراکنش‌ها را مخفی می‌کند. در این حالت، خروجی‌های استفاده‌نشده روی زنجیره منتشر نمی‌شوند که حریم خصوصی مضاعفی را فراهم کرده و باعث متراکم شدن حجم تراکنش‌ها می‌شود. بنابراین با مصرف داده کمتر، این بخش از آپدیت تپروت به مقیاس پذیری بیت کوین کمک شایانی خواهد کرد.
• P2TR: مخفف Pay-to-Taproot است که روش جدیدی برای خرج کردن بیت کوین توسط آدرس‌های تپ روت را به شبکه اضافه می‌کند. در واقع P2TR با استفاده از یک نوع اسکریپت جدید، عملکرد دو اسکریپت پیشین P2PK و P2SH را ترکیب کرده است. این ویژگی عنصر دیگری را به حریم خصوصی اضافه و مکانیزم بهتری را برای تایید اعتبار تراکنش‌ها فراهم می‌کند. این قسمت از به‌روزرسانی همچنین باعث یک‌شکل شدن تمام خروجی‌های Taproot می‌شود.

طرح BIP-342؛ تپ‌اسکریپت

تپ‌اسکریپت (Tapscript) آخرین پروپوزال بهبود بیت کوین در BIP342 است که زبان اسکریپتینگ اصلی آن را بروزرسانی می‌کند. این قابلیت به امضاهای شنور، P2TR و دیگر کدنویسی‌های لازم در تپروت اجازه می‌دهد که با موفقیت در روز اول اجرایی شوند. در بلند مدت، بهبود Tapscript پیاده‌سازی به‌روزرسانی‌های اسکریپت آتی برای شبکه را راحت‌تر خواهد رد.

آپدیت تپ روت چه دستاوردهایی برای بیت کوین داشته است؟

همانطور که در بالا گفتیم، آپگرید TapRoot سبب بهبود اساسی وضعیت حریم خصوصی در شبکه BitCoin می‌شود. در ترکیب با SDSS، این سافت فورک ممکن است به افزایش کارایی در زمان انجام تراکنش‌ها نیز کمک کند. علاوه بر بهتر کردن سطح حفظ حریم خصوصی، سایر مزیت‌ها و تاثیر تپ روت بیت کوین روی شبکه از قرار زیر است:

• کاهش دیتای مورد نیاز برای انتقال و ذخیره کردن روی بلاک چین
• گنجاندن تعداد بیشتری تراکنش در هر بلاک (افزایش تعداد تراکنش‌های پردازش شده در هر ثانیه)
• کاهش کارمزد تراکنش‌ها
• راحت‌تر شدن اجرای قراردادهای هوشمند

دستاورد دیگر پیاده‌سازی آپگرید تپ روت بیت کوین از بین رفتن مشکل انعطاف‌پذیری و شکل‌پذیری (Malleable) امضاها است که به عنوان یکی از ریسک‌های امنیتی شبکه این رمز ارز شناخته می‌شود. به زبان ساده، شکل‌پذیری امضا به این معنی است که از نظر فنی، امکان تغییر امضای تراکنش قبل از تأیید آن وجود دارد. با این کار، حمله طوری به نظر خواهد رسید که تراکنش مورد نظر هرگز رخ نداده است. این ریسک، بیت کوین را در معرض باگ اساسی دابل اسپندینگ (دو مرتبه خرج کردن) قرار می‌دهد. بعد از رخ دادن دابل اسپندینگ، خاصیت یکپارچگی دفتر کل توزیع شده (بلاک چین) بیت کوین نابود می‌شود.

بهبود بستر ایجاد قرارداد هوشمند در شبکه بیت کوین

شکل جدید امضاها، زمینه را برای ایجاد و اجرای قراردادهای هوشمند در شبکه بیت کوین فراهم می‌کند که از سال‌ها قبل، مورد انتظار توسعه‌دهندگان زیادی است. اسمارت کانترکت‌ها از لحاظ تئوری می‌توانند تقریبا برای هر نوع معامله‌ای، از پرداخت هر ماه اجاره بها گرفته تا ثبت نام وسیله نقلیه، مورد استفاده قرار گیرند. برخلاف اتریوم، ساخت و اجرای قرارداد هوشمند در شبکه اولین رمز ارز دنیا دشوار است، به همین دلیل استقبال زیادی از آن‌ها نشده است. البته بعد از بروزرسانی تپ روت بیت کوین این وضعیت تغییر خواهد کرد.

تپ روت اسمارت کانترکت‌ها را از لحاظ فضایی که در بلاک چین اشغال می‌کنند، ارزان‌تر و کوچک‌تر خواهد کرد. به عقیده آلیس کیلین (Alyse Killeen)، بنیان‌گذار Stillmark (یک شرکت سرمایه گذاری متمرکز روی BitCoin)، ارزان و کوچک شدن قراردادهای هوشمند بیت کوین به معنی افزایش قابلیت و کارایی است و پتانسیل‌ بیت کوین را به شکلی انفجاری بالاتر می‌برد.

در حال حاضر، قراردادهای هوشمند را می‌توان روی لایه پروتکل هسته بیت کوین یا شبکه لایتنینگ (Lightning Network) ایجاد کرد. لایتنینگ نتورک یک بستر پرداخت ساخته شده روی بیت کوین است و انجام معاملات فوری را امکان‌پذیر می‌کند. اجرای اسمارت کانترکت‌ها روی شبکه لایتنینگ معمولا سریع‌تر و ارزان‌تر تمام می‌شود. آلیس کیلین معتقد است تراکنش‌های Lightning Network می‌توانند کسری از یک پنی (یک واحد از ارز برابر یک صدم دلار آمریکا) باشد، اما انجام همین تراکنش‌ها در لایه پروتکل اصلی، هزینه بیشتری تحمیل می‌کند.

بهبود حریم خصوصی

با وجود تمرکز بسیاری روی بحث بهتر شدن حریم خصوصی بعد از پیاده‌سازی آپگرید آتی، به عقیده فرد تیل (Fred Thiel) مدیر عامل هلدینگ دیجیتال ماراتون (Marathon Digital Holdings – متخصص در حوزه استخراج رمز ارزها) مهمترین چیز در مورد تپروت اسمارت کانترکت‌ها هستند. از دیدگاه وی، قراردادهای هوشمند اصلی‌ترین عامل نوآوری در اکوسیستم اتریوم هستند. فرد تیل معتقد است آن‌ها، امکان ساخت اپلیکیشن‌ها (اپلیکیشن‌ غیر متمرکز) و کسب و کارها بر بستر بلاک چین را فراهم می‌کنند.

همینطور که توسعه‌دهندگان بیشتری اقدام به ایجاد قرارداد هوشمند روی بلاک چین بیت کوین می‌کنند، زمینه برای ورود قدرتمند اولین رمز ارز دنیا به حوزه دیفای (DeFi – امور مالی غیر متمرکز) فراهم می‌شود. دیفای یک اکوسیستم متشکل از اپلیکیشن‌های ساخته شده روی دفترهای توزیع شده (بلاک‌ چین) عمومی است که برای تسهیل خدمات مالی پرمیشن‌لس (Permissionless) کاربرد دارند. در اینجا دست واسطه‌ها از امور مالی حذف شده‌اند.

سخن پایانی

تپ روت (Taproot) یکی از بروزرسانی‌های مهم در شبکه بیت کوین با هدف بهبود پردازش تراکنش‌های بیت کوین از نظر سرعت، هزینه، انعطاف و حریم خصوصی بود که در نوامبر 2021 (آبان 1400) اجرایی شد. در آپگرید تپروت بیت کوین، 3 طرح پیشنهادی بهبود به‌نام‌های BIP3410 و BIP341 و BIP342 اجرایی شدند که هر کدام ویژگی‌های جدید را معرفی کرده یا قابلیت‌های قبلی شبکه را بهبود دادند.

تهیه شده در بیت 24