Taproot

비트코인의 스크립트를 개선하여 프라이버시를 향상시키고 복잡한 트랜잭션과 관련된 요소를 개선하기 위한 소프트포크(2021.11업그레이드)

프라이버시, 확장성, 보안을 강화하기 위해 비트코인 스크립트 작동 방식에 변화를 주는 것
비트코인은 슈노르 서명을 도입해 멀티시그 서명에 사용되는 데이터의 양을 획기적으로 줄이고
MAST(Merklized Abstract Syntax Tree)를 통해 스크립트의 효율성과 프라이버시를 개선했다.

Schnorr Signatures(슈노르 서명)

복잡한 비트코인 트랜잭션 내에 다수의 키를 포함할 수 있다.
여러 개의 서명을 모아서 단일하고 고유한 서명을 생성할 수 있다. : 서명통합(signature aggregation)

기존의 타원곡선 디지털서명 알고리즘(ECDSA)은 각 트랜잭션마다 디지털서명을 하여 트랜잭션 사이즈가 커지고 블록에 트랜잭션을 넣을 수 있는 양이 많지 않았는데, 슈노르 서명 기술을 이용하면 다수의 서명을 하나의 서명으로 통합하여 전송할 수 있다. 블록체인에서 서명이 차지하는 크기를 줄였기 때문에 거래처리속도와 확장성이 향상된다.

다수의 주체가 진행한 서명이더라도 하나의 공동키를 갖고 서명하기 때문에 여러 명이 서명한 것인지 한 명이 서명한 것인지 구분하기 어렵다. 다중서명(Multi-Sig)이지만 외부에선 단일서명으로 보일 수 있어 프라이버시도 강화된다.

MAST와 스마트계약

비트코인은 단순히 송금 작업뿐 아니라 비트코인의 언어인 스크립트를 활용해 여러 기능을 구현할 수 있다. 그러나 사용자가 스크립트에 기능을 많이 구현할수록 기능실행에 필요하지 않은 조건문도 모두 검증되기 때문에 실행 시간이 오래걸리는 단점이 있다. 탭루트는 이러한 단점을 보완하기 위해 모든 조건문을 실행하지 않고 필요한 부분만 먼저 검증할 수 있게 바꾸었다. 사용자가 만든 비트코인 스크립트는 '머클 추상화 구문트리(MAST)'에 따로 담기게 되면서 사용자가 자신의 비트코인에 탑재할 수 있는 스크립트의 개수도 무한정 늘어날 수 있다.

스크립트를 통해 비트코인을 전송하면 비트코인이 전송될 때마다 사용자의 스크립트가 외부로 공개되는 특징이 있는데, 탭루트 업그레이드를 통해 모든 스크립트 공개가 아닌 사용자가 작성한 스크립트 중 하나만 선택적으로 외부에 공개할 수 있도록 변경되었다.(프라이버시 강화) 이러한 특성으로 인해 비트코인도 '스마트 컨트랙트(smart contract)' 기능의 지원이 가능해졌다.

스마트 컨트랙트는 블록체인 상에서 특정 조건이 충족되면 중개인 없이도 디지털자산 거래가 자동으로 이뤄지도록 하는 기능이다. 스마트 컨트랙트는 이더리움 네트워크를 블록체인 2.0이라고 칭하게 하는 중요한의 핵심이자 차별화 포인트였는데 비트코인도 적용이 가능하게 된 것이다. 탭루트를 이용하면 사용자는 스마트 컨트랙트 상에 표시된 여러 실행 조건들 중 필요한 조건만 선택적으로 공개하는 것이 가능하고, 스마트 컨트랙트 실행 시 모든 조건을 확인할 필요가 없어 실행 속도도 빨라지는 효과가 있다.

슈노르라는 새로운 유형의 서명 방식과 MAST의 도입으로 비트코인 기반의 스마트 계약이 확장되면,‘탈(脫)중앙금융시스템(디파이)’ 생태계 내 비트코인의 비중도 자연스럽게 증가할 것으로 예상된다.

탭루트 적용 in 비트코인

• 프라이버시
  누구나 다중서명을 포함한 모든 비트코인의 트랜잭션 이동과정을 볼 수 있지만 탭루트로 인해 단일 트랜잭션처럼 보이게 되며 보내는 주소와 받는 주소만 확인할 수 있다.
• 확장성
  블록체인상에서 전송 및 저장해야 하는 데이터 양의 감소
  블록 당 더 많은 트랜잭션 처리(TPS↑)
  보다 저렴한 트랜잭션 수수료
• 보안
  슈로드 서명을 통해 서명을 한꺼번에 처리하기 때문에 서명을 변경할 수 없다. 👉🏼 이중지불문제 해결
  * 서명 가변성(signature Malleability) 👉🏼 이중지불문제, 분산 원장의 무결성 훼손
  : 트랜잭션이 승인되기 전에 서명을 변경할 수 있음을 이용해 트랜잭션이 발생한 적이 없었던 것처럼 보이게 할 수 있다.