De Bitcoin Taproot update uitgelegd

Bitcoin's Taproot-upgrade is een van de grootste verbeteringen van het Bitcoin-netwerk sinds de introductie van SegWit in 2017. De Taproot-upgrade werd op 14 november 2021 uitgevoerd op blokhoogte 709.632. Taproot is een soft fork, wat betekent dat het een protocolwijziging is die goed blijft samenwerken met oude versies van het protocol. Taproot heeft Bitcoin-transacties efficiënter gemaakt en het mogelijk gemaakt voor ontwikkelaars om complexe toepassingen zoals smart contracts te bouwen op het netwerk van Bitcoin.
Dankzij Taproot is het uitvoeren van complexe transacties, zoals een multisignature-constructie of een contract met meerdere voorwaarden, bijna hetzelfde op de blockchain als een simpele transactie, zoals het versturen of ontvangen van BTC. Dit zorgt ervoor dat de transacties goedkoper zijn, maar ook lastiger te onderscheiden van simpele transacties.
Korte samenvatting
-
Bitcoin Taproot is een protocolupgrade die sinds november 2021 actief is en transacties efficiënter, goedkoper en discreter maakt.
-
Dankzij Schnorr-handtekeningen kunnen meerdere handtekeningen worden samengevoegd tot één, wat ruimte bespaart en de privacy vergroot.
-
Met Pay-to-Taproot (P2TR) en MAST hoeft alleen de gebruikte uitgavenvoorwaarde openbaar gemaakt te worden, waardoor transacties compacter en flexibeler zijn.
-
Tapscript introduceert nieuwe mogelijkheden voor het opzetten van slimme contracten en maakt het netwerk toekomstbestendig.
-
Taproot legt de basis voor complexere toepassingen op Bitcoin, zoals geavanceerde multisig, Lightning Network-upgrades en mogelijk DeFi-constructies.
Wat is Bitcoin Taproot?
Bitcoin Taproot is een slimme upgrade op de Bitcoin-blockchain die het uitvoeren van ingewikkelde transacties goedkoper en discreter heeft gemaakt. Dankzij de introductie van een nieuw adresformaat (bc1p…) kunnen gebruikers profiteren van de voordelen van Taproot. Dit betekent dat gebruikers te maken krijgen met lagere kosten en meer privacy, zonder dat ze daar zelf iets voor hoeven te doen.
Dit wordt mogelijk gemaakt door onder andere de introductie van Pay-to-Taproot (P2TR). Dit systeem geeft elke transactie twee mogelijke uitwegen: via een key-path (een eenvoudige handtekening) of via een script-path (een boomstructuur van voorwaarden). Dankzij een techniek genaamd Merkelized Abstract Syntax Trees (MAST) hoeft alleen de daadwerkelijk gebruikte voorwaarde openbaar te worden gemaakt.
Praktisch betekent dit dat transacties minder data gebruiken en er goedkoper uitzien op de blockchain. Voor gebruikers scheelt dit vaak transactiekosten en extra informatie die ze hoeven prijs te geven. Voor ontwikkelaars opent het de deur naar complexere toepassingen (zoals multisig of smart contracts).
Tot slot maakt Taproot gebruik van Schnorr-handtekeningen (BIP340). Het slimme hieraan is dat meerdere mensen die samen een transactie ondertekenen, hun handtekeningen kunnen combineren tot één gezamenlijke handtekening. Voor de blockchain ziet dat eruit alsof er maar één iemand heeft getekend. Dit maakt transacties kleiner, goedkoper en moeilijker te onderscheiden van gewone betalingen.
Hoe is de Bitcoin Taproot upgrade tot stand gekomen?
Taproot werd in 2018 voorgesteld door cryptograaf Greg Maxwell. De verdere uitwerking kwam van ontwikkelaars zoals Pieter Wuille, die de BIP’s (Bitcoin Improvement Proposals) opstelden die Taproot moesten integreren. In deze BIP’s staat beschreven wat er moet gebeuren om een upgrade als Taproot mogelijk te maken. De Bitcoin-community debatteerde jarenlang over de details, totdat er in 2021 consensus was over de invoering.
Voor de activering werd een methode gebruikt genaamd Speedy Trial, om steun voor Taproot te meten. Bij deze methode kregen miners tijdens een periode van 2016 blokken (ongeveer twee weken) de tijd om aan te geven of ze akkoord gingen met de upgrade. Zodra er 90% steun was, werd Taproot ‘gelockt’, oftewel klaargemaakt voor implementatie. Dit gebeurde in juni 2021. Op 14 november 2021 ging de upgrade officieel live.
De implementatie gebeurde via een soft fork, waardoor de upgrade compatibel bleef met oudere nodes. Hierdoor bleef de blockchain normaal functioneren en konden nodes die niet geüpdatet waren nog steeds blokken accepteren. Het risico op een splitsing van de blockchain was daardoor minimaal.
De rol van SegWit
Taproot had nooit geïmplementeerd kunnen worden zonder Segregated Witness (SegWit), een upgrade die in 2017 werd doorgevoerd. Dankzij SegWit konden de handtekeningen, ook wel witness data genoemd, gescheiden worden van de kerntransactiegegevens. Dit leverde meerdere voordelen op:
-
Nieuwe structuur voor transacties: SegWit introduceerde witness-programma’s waarmee nieuwe outputtypen konden worden toegevoegd.
-
Efficiëntere blokken: doordat handtekeningen uit de hoofdstructuur zijn gehaald, is er meer ruimte in blokken en zijn transactiekosten lager.
-
Compatibiliteit: SegWit zorgde voor een raamwerk waarin upgrades zoals Taproot als soft fork konden worden ingevoerd zonder het netwerk te splitsen.
Kortom, SegWit legde het fundament waarop Taproot kon worden gebouwd. Zonder SegWit was de introductie van Schnorr-handtekeningen, MAST en Tapscript niet mogelijk geweest.
Onderdelen van de Bitcoin Taproot upgrade
De Taproot-upgrade bestaat uit verschillende onderdelen met allemaal een eigen rol. Samen zorgen ze voor efficiëntere transacties en meer flexibiliteit binnen het Bitcoin-protocol.
Schnorr-handtekeningen (BIP340)
Vanaf het bestaan van Bitcoin maakt het netwerk gebruik van ECDSA-handtekeningen. Taproot heeft Schnorr-handtekeningen geïntroduceerd. Dit zijn handtekeningen die kleiner zijn, namelijk 64 bytes tegenover gemiddeld 71–73 bytes bij ECDSA. Dit maakt ze eenvoudiger te verwerken en geeft verschillende voordelen:
-
Aggregatie: met Schnorr-handtekeningen kunnen meerdere handtekeningen worden samengevoegd tot één gezamenlijke handtekening. Daardoor ziet een multisig-transactie op de blockchain er hetzelfde uit als een gewone transactie met slechts één ondertekenaar. Voor gebruikers betekent dit meer privacy (het is niet zichtbaar hoeveel mensen hebben meegetekend) en voor het netwerk meer efficiëntie, omdat er minder data verwerkt hoeft te worden.
-
Batch-verificatie: nodes kunnen meerdere handtekeningen in één keer verifiëren, waardoor het netwerk sneller en schaalbaarder wordt.
-
Lineaire eigenschappen: dit maakt geavanceerde protocollen zoals MuSig of threshold-signatures beter uitvoerbaar, omdat public keys en handtekeningen eenvoudig bij elkaar kunnen worden opgeteld. Hierdoor kan een groep deelnemers gezamenlijk één key en één handtekening presenteren, in plaats van meerdere losse.
Pay-to-Taproot (P2TR) en MAST (BIP341)
Dankzij Pay-to-Taproot (P2TR) wordt de verwerking van de transactie gekoppeld aan slechts één enkele public key. Achter die sleutel kan een Merkelized Abstract Syntax Tree (MAST) zitten. Dit is een structuur waarin meerdere mogelijke uitgavenvoorwaarden zijn opgeslagen. Het grote voordeel is dat alleen de gebruikte voorwaarde moet worden onthuld. Dat betekent:
-
Minder data op de blockchain: besparing van ruimte en transactiekosten.
-
Verbeterde privacy: derden zien niet welke andere voorwaarden bestonden, alleen de daadwerkelijk gebruikte.
-
Flexibiliteit: complexere slimme contracten en scripts kunnen efficiënt worden ingebouwd.
Tapscript (BIP342)
Tapscript is een vernieuwde scriptomgeving die het gebruik van Taproot ondersteunt. Het introduceert:
-
OP_CHECKSIGADD: een nieuwe opcode die het eenvoudiger maakt om multisig-constructies op te zetten zonder de beperkingen van CHECKMULTISIG.
-
OP_SUCCESSx: opcodes die nu geen functie hebben, maar later kunnen worden ingevuld. Dit biedt een mechanisme om in de toekomst veilig nieuwe functionaliteit toe te voegen.
-
Duidelijke limieten: er gelden aangepaste resource-limieten en signature-budgetten, zodat complexe scripts veilig en efficiënt kunnen worden uitgevoerd.
Bech32m-adressen (BIP350)
Taproot maakt gebruik van een nieuw adresformaat: Bech32m. Dit is een verbeterde versie van Bech32 en wordt herkend aan adressen die beginnen met bc1p…. De voordelen zijn:
-
Sterkere foutdetectie: de checksum in Bech32m is aangepast zodat veelvoorkomende invoerfouten sneller worden gedetecteerd en gecorrigeerd.
-
Robuuster ontwerp: Bech32m is speciaal gemaakt om SegWit v1 en toekomstige upgrades correct te ondersteunen. Het voorkomt dat sommige geldige adressen per ongeluk als ongeldig worden gezien, iets waar het oorspronkelijke Bech32 kwetsbaar voor was.
-
Lagere fees en efficiëntie: net als eerdere SegWit-adressen (bc1q…) zorgen Bech32m-adressen voor compacter gebruik van blokruimte, waardoor transacties goedkoper zijn.
Waarom was dit nodig? De oudere adressen hadden een aantal beperkingen:
-
Legacy-adressen (1… en 3…): deze nemen meer ruimte in beslag en zijn daardoor duurder in gebruik. Bovendien zijn fouten bij het overschrijven of kopiëren moeilijker te detecteren.
-
Bech32 (bc1q…): een grote stap vooruit, maar bleek achteraf een zwak punt te hebben in de foutafhandeling bij SegWit v1. Daarom was een nieuwe variant nodig: Bech32m.
Impact van Taproot
Taproot heeft veel impact gehad op het Bitcoin-netwerk. Aan de ene kant zijn transacties goedkoper, efficiënter en discreter geworden. Aan de andere kant heeft Taproot veel invloed gehad op de ontwikkelmogelijkheden van het netwerk. Zo kunnen er efficiëntere multisig-oplossingen en slimme contracten gebouwd worden zonder alles op de blockchain te hoeven verwerken.
Ook maakt het de weg vrij voor Bitcoin in de DeFi-sector. Dankzij Taproot kunnen er complexere contracten gecreëerd worden die in DeFi gebruikt kunnen worden. Denk aan contracten waarmee je crypto kunt lenen en uitlenen, geavanceerde betalingskanalen of meerlaagse structuren voor financiële producten, zoals (liquid) staking.
Daarnaast profiteren ook tweede-laagsoplossingen zoals het Lightning Network van Taproot, doordat kanalen compacter en discreter kunnen worden opgezet. Zo vergroot Taproot de schaalbaarheid en de bruikbaarheid van Bitcoin in een breed scala aan toepassingen.
Conclusie
Taproot markeert een belangrijke stap in de evolutie van Bitcoin. Het maakt transacties compacter, goedkoper en minder onderscheidbaar, terwijl het tegelijkertijd de mogelijkheden voor ontwikkelaars aanzienlijk uitbreidt. Met Schnorr-handtekeningen, P2TR, MAST en Tapscript is er een fundament gelegd voor meer privacy, schaalbaarheid en flexibiliteit. Hoewel de impact voor de gewone gebruiker vaak subtiel is, vormt Taproot de basis voor toekomstige innovaties zoals efficiëntere multisig-oplossingen, verbeterde Lightning-kanalen en de eerste stappen richting DeFi op Bitcoin.