تپ روت (Taproot) بیت کوین چیست؟ بررسی کامل مزایا و تاثیر آن بر امنیت و مقیاس‌پذیری

تپ روت (Taproot) نام آخرین بروزرسانی مهم شبکه بیت کوین است که در تاریخ ۱۴ نوامبر ۲۰۲۱ فعال شد. این ارتقا یکی از مورد انتظارترین به‌روزرسانی‌ها پس از سگویت (SegWit) به‌شمار می‌رفت و با هدف بهبود حریم خصوصی، مقیاس‌پذیری و امنیت بیت کوین انجام شد. تپ روت با تغییر در نحوه عملکرد اسکریپت‌های بیت کوین، انجام تراکنش‌ها را برای کاربران ساده‌تر و بهینه‌تر می‌کند. در ادامه این مقاله به اهمیت بروزرسانی Taproot، نحوه عملکرد و مزایای آن برای شبکه بیت کوین می‌پردازیم.

مقدمه‌ای بر تپ روت بیت کوین

در دنیای ارزهای دیجیتال، حفظ حریم خصوصی، مقیاس‌پذیری و امنیت از مهم‌ترین و حیاتی‌ترین پارامترها به شمار می‌روند. بیت کوین با وجود اینکه قدیمی‌ترین و محبوب‌ترین رمزارز جهان است، اما هنوز هم در زمینه این سه محور اصلی، با چالش‌هایی روبه‌رو است. به همین دلیل، بروزرسانی تپ روت (Taproot) با هدف بهبود این نقاط ضعف و ارتقای کلی شبکه بیت کوین معرفی و پیاده‌سازی شد. هدف اصلی این ارتقا، رفع مشکلات قبلی و ارائه بستری امن‌تر، خصوصی‌تر و مقیاس‌پذیرتر برای کاربران بیت کوین است.

علی‌رغم فراز و نشیب‌های زیادی که بیت کوین در طول بیش از ده سال گذشته پشت سر گذاشته است، همیشه به عنوان یک سنگر مستحکم برای بازار رمزارزها عمل کرده است. معمولاً سقوط بیت کوین باعث افت دیگر آلت‌کوین‌ها می‌شود و رشد آن هم اکثر بخش‌های بازار کریپتو را با خود بالا می‌برد. همین ویژگی باعث شده تا با وجود اتفاقاتی مانند هک صرافی Mt.Gox یا هاردفورک‌های ناموفق، جامعه کریپتو همچنان پشت بیت کوین بماند.

با این حال، چالش‌ها و محدودیت‌هایی هم وجود دارد که نمی‌توان آن‌ها را نادیده گرفت. یکی از اصلی‌ترین این مشکلات، بحث حریم خصوصی در بیت کوین است. چون بیت کوین شبکه‌ای عمومی و شفاف دارد، تمام تراکنش‌ها توسط هر فردی قابل ردیابی و مشاهده است؛ موضوعی که برای بسیاری از کاربران، یک دغدغه مهم امنیتی به شمار می‌رود. البته تکنیک‌هایی مثل CoinJoin یا ترکیب آدرس می‌توانند به افزایش ناشناس بودن کمک کنند، اما هیچکدام بیت کوین را به ارزی کاملاً خصوصی و ایده‌آل تبدیل نمی‌کنند.

تپ روت، به عنوان یک بروزرسانی مهم، گامی اساسی در راستای ارتقای حریم خصوصی شبکه بیت کوین است. این ارتقا در تاریخ ۱۴ نوامبر ۲۰۲۱، پس از موافقت گسترده ماینرها، روی شبکه فعال شد و به طور قابل توجهی توجه جامعه را به خود جلب کرد. اما تپ روت دقیقاً چیست؟ و چگونه می‌تواند محدودیت‌های بیت کوین را برطرف کند و حریم خصوصی را افزایش دهد؟ برای پاسخ به این سؤالات، ابتدا باید با محدودیت‌های فعلی شبکه بیت کوین آشنا شوید.

محدودیت‌های شبکه بیت کوین

علی‌رغم اینکه شبکه بیت کوین میزبان اولین و محبوب‌ترین رمزارز دنیاست، اما با محدودیت‌هایی همچون سرعت پایین پردازش تراکنش و کارمزدهای بالا روبه‌رو است. بیت کوین در ابتدا برای پردازش تنها ۷ تراکنش بر ثانیه طراحی شده بود، اما با افزایش محبوبیت و تعداد کاربران، این سرعت حتی کاهش یافت و کارمزدها نیز افزایش چشمگیری پیدا کرد؛ به طوری که پس از اوج گرفتن قیمت بیت کوین در سال ۲۰۲۱، میانگین کارمزد تراکنش‌ها در شبکه به بالاترین سطح تاریخی یعنی حدود ۶۰ دلار رسید! بسیاری از کارشناسان معتقدند این هزینه بالا و سرعت کم، توسعه و پذیرش بیت کوین را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

پیش از این، توسعه‌دهندگان برای رفع مشکل محدودیت ظرفیت، بروزرسانی سگویت (SegWit) را در سال ۲۰۱۷ اجرا کردند تا امکان ثبت تراکنش‌های بیشتر در هر بلاک فراهم شود. با وجود این ارتقا، مشکل کارمزد بالا به طور کامل حل نشد و شبکه همچنان با چالش کارایی روبه‌روست.

محدودیت مهم دیگر، بحث حریم خصوصی است. با اینکه در وایت‌پیپر بیت کوین بر خصوصی بودن تراکنش‌ها تاکید شده، تمامی جزئیات تراکنش‌ها در بلاک چین به‌صورت شفاف قابل مشاهده است. این یعنی با جستجوی آدرس بیت کوین یک کاربر، می‌توان تاریخچه کامل تراکنش‌های او را بررسی کرد.

برای مقابله با این مشکلات و محدودیت‌ها، بیت کوین هر از چند گاهی بروزرسانی‌های جدیدی را به شبکه اضافه می‌کند. با این حال، انجام تغییرات اساسی در بیت کوین به دلیل غیرمتمرکز بودن شبکه بسیار دشوار است؛ چرا که هیچ فرد یا نهاد خاصی تصمیم‌گیرنده نیست و همه چیز باید بر اساس اجماع جمعی جامعه شبکه انجام شود.

بروزرسانی تپ روت بیت کوین چیست؟

تپ روت یک سافت فورک محسوب می‌شود که اسکریپت‌های بیت کوین را با هدف افزایش حریم خصوصی، بهبود کارایی و ارتقای قابلیت اجرای قراردادهای هوشمند تغییر می‌دهد. این بروزرسانی مهم‌ترین تغییر شبکه بیت کوین از زمان آپدیت سگویت در سال ۲۰۱۷ به‌شمار می‌رود. اما شاید پیش از ورود به جزییات تپ روت این سؤال برای شما مطرح شده باشد که “اسکریپت” چیست؟

اسکریپت‌ها مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها هستند که با زبان خاص خود نوشته می‌شوند و به کاربران اجازه می‌دهند برخی فعالیت‌ها و وظایف تکراری یا پیچیده را به صورت خودکار انجام دهند. این کدها نیازی به کامپایل ندارند و اجرای خودکار دستورات را ساده‌تر می‌کنند. اسکریپت‌ها نخستین بار در دهه ۱۹۶۰ معرفی شدند تا کاربران بتوانند عملیات تکراری را سریع‌تر و بی‌نیاز از تکرار دستی کدها انجام دهند.

بروزرسانی تپ روت بیت کوین در قالب سه طرح پیشنهادی بهبود بیت کوین (BIP) ارائه شده و شامل:

• امضای اشنور (Schnorr Signature)
• تپ روت (Taproot)
• تپ اسکریپت (Tapscript)

هدف این بروزرسانی افزایش حریم خصوصی، کاهش هزینه تراکنش‌ها و افزودن قدرت و انعطاف بیشتر به بیت کوین، به‌ویژه در حوزه قراردادهای هوشمند است. تپ روت همچنین امکان انجام تراکنش‌های پیچیده‌تر را در بلاکچین بیت کوین فراهم می‌کند و زمینه رقابت با شبکه‌هایی مثل اتریوم را (در بخش‌هایی مانند امور مالی غیرمتمرکز – DeFi و توکن‌های غیرمثلی – NFT) فراهم می‌سازد.

تپ روت اولین بار در ژانویه ۲۰۱۸ توسط گرگ ماکسول (Greg Maxwell)، یکی از توسعه‌دهندگان هسته بیت کوین، مطرح شد. سپس این طرح در اکتبر ۲۰۲۰، با ارائه یک درخواست pull request توسط پیتر ویل (Pieter Wuille) وارد کتابخانه هسته بیت کوین شد. اجرای کامل این بروزرسانی مستلزم آن بود که اپراتورهای هر نود بیت کوین قوانین اجماع جدید تپ روت را بپذیرند و از آن تبعیت کنند. در نهایت، بیش از ۹۰ درصد ماینرها از این آپدیت حمایت کردند و تپ روت سرانجام در تاریخ ۱۴ نوامبر ۲۰۲۱، در بلاک شماره ۷۰۹۶۳۲ شبکه بیت کوین فعال شد.

تپ روت چگونه کار می‌کند؟

همانطور که گفته شد، بروزرسانی تپ روت شامل سه بخش اصلی است که هر یک به نحوی با دیگری در ارتباط بوده و نقش مشخصی در عملکرد نهایی تپ روت ایفا می‌کنند. این سه بخش یعنی امضای اشنور، تپروت و تپ اسکریپت در کنار هم، شالوده ارتقای جدید شبکه بیت کوین را تشکیل می‌دهند. در ادامه به بررسی نحوه عملکرد هر یک از این بخش‌ها و تأثیر آن‌ها بر شبکه می‌پردازیم.

امضای اشنور (BIP340)

امضای اشنور (Schnorr Signature)، راهکاری سریع و مطمئن برای اعتبارسنجی تراکنش‌ها در شبکه بیت کوین است. این طرح امضای دیجیتال نخستین‌بار توسط ریاضیدان و رمزنگار آلمانی، کلاس اشنور (Claus Schnorr) توسعه داده شد و تا سال‌ها تحت پتنت قرار داشت تا سرانجام در سال ۲۰۰۸ حق ثبت اختراع آن به پایان رسید.

پس از راه‌اندازی بیت کوین، ساتوشی ناکاموتو از الگوریتم ECDSA (امضای دیجیتال منحنی بیضوی) برای امضاها استفاده کرد؛ انتخابی که در آن زمان منطقی بود، چون ECDSA آزمون خود را پس داده، متن‌باز، فشرده و ایمن بود. اما با گذشت زمان و رفع محدودیت‌های پتنت، توسعه طرح امضای دیجیتال اشنور آغازگر فصل جدیدی از امضاها در بلاکچین بیت کوین و سایر شبکه‌ها شد.

یکی از مهم‌ترین مزایای امضای اشنور، امکان تجمیع (Aggregation) چندین کلید در یک تراکنش پیچیده و تولید یک امضای واحد است. این یعنی در یک تراکنش‌ای که چند نفر امضاکننده دارد، همه امضاها در یک امضای واحد اشنور ترکیب می‌شوند. این ویژگی هم فضای بلاک را صرفه‌جویی می‌کند و هم حریم خصوصی را افزایش می‌دهد.

در واقع تپ روت این قابلیت را ایجاد کرده که اجزای اسکریپت یک تراکنش پنهان بماند. برای مثال یک ناظر بیرونی نمی‌تواند تشخیص دهد که تراکنش مربوط به شبکه لایتنینگ، یک مبادله همتا به همتا ساده یا یک قرارداد هوشمند است و فقط چیزی شبیه تراکنش عادی و همتا به همتا می‌بیند (البته همچنان کیف پول فرستنده اولیه و گیرنده نهایی قابل مشاهده است). این موضوع یک جهش بزرگ در ارتقای حریم خصوصی تراکنش‌های بیت کوین محسوب می‌شود.

تپ روت (BIP341)

BIP341 همان بخشی است که نام “تپ روت” (Taproot) نیز از روی آن گرفته شده و بر اساس بروزرسانی سگویت (SegWit) سال ۲۰۱۷ بنا شده است. این طرح با استفاده از مرکلایزد اسکریپت تری (MAST) یا همان «درخت اسکریپت مرکلایزد» برای مقیاس‌بندی داده‌های تراکنش در بلاکچین بیت کوین استفاده می‌کند.

در شبکه بیت کوین، تراکنش‌ها توسط کلیدهای عمومی و خصوصی محافظت می‌شوند و برای خرج کردن دارایی‌های دیجیتال، ارسال‌کننده باید با امضاء دیجیتال، مالکیت خود را اثبات کند. علاوه بر تراکنش‌های تک‌امضایی (Single Signature)، بیت کوین امکانات متعددی همچون چند امضایی (Multi-signature)، قفل زمانی و سایر محدودیت‌های اسکریپتی را برای پیچیده‌تر کردن و امن‌تر نمودن تراکنش‌ها ارائه می‌دهد.

اما تراکنش‌های پیچیده و چند امضایی، به ورودی‌ها و امضاهای متعددی نیاز دارند که این موضوع حجم بلاکچین را افزایش داده، سرعت پردازش تراکنش‌ها را کاهش می‌دهد و علاوه بر آن، اطلاعات تراکنش‌ها را به‌صورت کامل و شفاف در شبکه آشکار می‌کند و ممکن است برخی اطلاعات حساس را لو دهد.

درخت اسکریپت مرکلایزد (MAST) راه‌حلی برای این مشکل است. با بهره‌گیری از MAST، هر تراکنش می‌تواند چندین اسکریپت مختلف را پوشش دهد اما فقط بخشی از اسکریپت (شرط اجرایی) که واقعاً مورد استفاده قرار گرفته در بلاکچین ثبت می‌شود، نه همه جزئیات! به این ترتیب:

• حجم داده‌ها به‌طور قابل توجهی کاهش می‌یابد و در نتیجه مقیاس‌پذیری و کارایی شبکه افزایش می‌یابد.
• حریم خصوصی کاربران ارتقاء پیدا می‌کند چون جزییات کامل تراکنش روی شبکه ثبت نمی‌شود و فقط شرایط لازم برای تکمیل و اعتبارسنجی تراکنش انتشار می‌یابد.

این نوآوری، علاوه بر کاهش مصرف منابع شبکه، سطح جدیدی از حفظ حریم خصوصی و امنیت را برای بیت کوین به ارمغان می‌آورد.

تپ اسکریپت (BIP342)

تپ اسکریپت یک ارتقاء در زبان برنامه‌نویسی اسکریپت بیت کوین است که با هدف پشتیبانی از دو BIP دیگر مربوط به تپ روت طراحی شده است. این بروزرسانی شامل مجموعه‌ای از کدها و دستورالعمل‌ها برای تعریف نحوه اجرای تراکنش‌ها در شبکه بیت کوین است.

با بزرگ‌تر شدن فضای مفید هر بلاک و بهبود ساختار اسکریپت‌ها، انتظار می‌رود تپ اسکریپت انعطاف‌پذیری بیشتری را برای توسعه‌دهندگان فراهم کند و امکان اضافه شدن ویژگی‌ها و قابلیت‌های جدید را افزایش دهد. این ارتقاء همچنین زمینه‌ساز پشتیبانی هرچه بهتر شبکه بیت کوین از قراردادهای هوشمند در آینده خواهد بود و بستر پیشرفت‌های بعدی را فراهم می‌کند.

تپ روت چه سودی برای بیت کوین دارد؟

همانطور که پیش‌تر اشاره کردیم، تپ روت تغییرات چشمگیری در زمینه حریم خصوصی بیت کوین ایجاد کرده و افق‌های جدیدی برای کاربردهای این شبکه به‌وجود آورده است. علاوه بر این، سایر مزایای بالقوه آپدیت تپ روت عبارتند از:

• بهبود مقیاس‌پذیری شبکه بیت کوین با کاهش حجم داده‌هایی که باید در بلاکچین ذخیره و منتقل شوند.
• امکان انجام تراکنش‌های بیشتر در هر بلاک که نرخ TPS (تراکنش بر ثانیه) را افزایش می‌دهد.
• کاهش کارمزد تراکنش‌ها در نتیجه بهبود ساختار داده‌ها و تجمیع امضاها.
• ارتقای عملکرد لایه لایتنینگ (Lightning Network) برای پرداخت‌های سریع‌تر و ارزان‌تر.
• توسعه کاربرد قراردادهای هوشمند و انعطاف‌پذیری بیشتر برای انواع تراکنش و تعاملات مالی غیرمتمرکز.
• کاهش ریسک حملات Double-Spending (خرج کردن مضاعف) با استفاده از ویژگی‌های جدید امضاها.
• رفع مشکل انعطاف‌پذیری امضاها (Signature Malleability): قبلاً وجود این مشکل امنیتی باعث می‌شد که امضاهای تراکنش‌ها قبل از تایید، از نظر فنی قابل تغییر باشند و این امر بیت کوین را در معرض ریسک حمله خرج مضاعف قرار می‌داد. تپ روت با امضاهای اشنور این مشکل را تا حد زیادی رفع کرده و یکپارچگی دفتر کل توزیع‌شده را تضمین می‌کند.

در مجموع، تپ روت علاوه بر بهبود امنیت و حریم خصوصی، گام مهمی برای آینده‌دارتر شدن شبکه بیت کوین و افزایش قابلیت‌های تکنیکی آن به حساب می‌آید.

چرا بروزرسانی تپ روت مهم است؟

انتظار می‌رود تپ روت نقش مهمی در تسهیل انجام تراکنش‌های سریع‌تر و قابل اعتمادتر در شبکه بیت کوین ایفا کند. پیش از اجرای تپ روت، بلاکچین بیت کوین همچنان در مرحله توسعه لایه اول بود، در حالی که رقبایی مانند اتریوم فعالیت‌های گسترده‌ای در حوزه لایه دوم و اپلیکیشن‌های غیرمتمرکز (DAppها) آغاز کرده بودند. با این بروزرسانی، بیت کوین گام بزرگی به سمت پشتیبانی بهتر از قراردادهای هوشمند برداشت و مسیر ورود به بازارهای نوظهور NFT و DeFi را برای خود هموارتر کرد.

علاوه بر این، تپ روت باعث شد شبکه بیت کوین به‌واسطه کاهش کارمزدها، کارآمدتر شود و ظرفیت پذیرش و انجام تراکنش‌های بیشتری را داشته باشد. از طرف دیگر، کاربران نیز می‌توانند حریم خصوصی بالاتری در تراکنش‌های خود تجربه کنند و همین موضوع باعث می‌شود بیت کوین رقابت‌پذیری بیشتری در کنار کوین‌های مبتنی بر حریم خصوصی در بازار داشته باشد.

سخن پایانی

در مجموع، تپ روت یک پیشرفت مهم و افزوده ارزشمند به پروتکل بیت کوین است که هدف آن افزایش انعطاف‌پذیری، امنیت و کاربردهای این رمزارز است. با وجود تمام مزایای تپ روت، پیاده‌سازی کامل زیرساخت‌ها و پشتیبانی اکوسیستم از آن، نیازمند زمان و هماهنگی میان توسعه‌دهندگان، ماینرها و ارائه‌دهندگان کیف پول‌ها است. اگر اجرای تپ روت مطابق انتظارها پیش برود، می‌توانیم شاهد قدرت گرفتن بیت کوین و افزایش نقش آن در حوزه قراردادهای هوشمند و لایه دوم باشیم، به خصوص در شبکه لایتنینگ که می‌تواند محرک مهمی برای پذیرش گسترده‌تر BTC و تبدیل آن به یک ابزار مبادلاتی سریع‌تر و کارآمدتر باشد. همان‌طور که فراگیر شدن سگویت حدود دو سال زمان برد، پیش‌بینی می‌شود روند پذیرش تپ روت نیز تدریجی و زمانبر باشد.
به نظر شما، توسعه‌دهندگان و ماینرها چه زمانی به طور کامل از تپ روت پشتیبانی خواهند کرد و این به‌روزرسانی چه تاثیری بر قیمت بیت کوین، پذیرش عمومی و کاربردهای آینده آن خواهد داشت؟ نظرتان را با ما در میان بگذارید.