Bitcoinin Taproot-päivitys

Mikä on Taproot? Kyseessä on yksi Bitcoinin historian tärkeimmistä päivityksistä. Se on myös ensimmäinen merkittävä ohjelmakoodin päivitys neljään vuoteen. Tämä artikkeli on Taproot opas. Käymme läpi Bitcoinin yleisiä toimintaperiaatteita sekä Taprootin merkityksen.

Huom. Artikkelin sisältö on tarjolla myös videoformaatissa Bitcoinkeskuksen Youtube-kanavalla!

Yleistä asiaa Bitcoinin teknologiasta

Ennen kuin mennään itse Taprootiin, on syytä ymmärtää Bitcoinin kehitystyön periaatteet. Ne ovat myös muuttuneet merkittävästi alkuvuosista.

Nimimerkki Satoshi Nakamoto julkaisi Bitcoinin white paperin lokakuussa 2008 ja käynnisti lohkoketjun tammikuussa 2009. Satoshi oli myös Bitcoinin alkuvuosina sen pääkehittäjä. Mukana oli vuonna 2009 vain kourallinen muita henkilöitä, joista yksi oli suomalainen Martti Malmi.

Vuonna 2010 yhteisö kasvoi tuhansiin jäseniin, ja samalla keskustelu lisääntyi Bitcoinin kehityksestä. Satoshi suoritti vielä tuolloin päivityksiä muilta kyselemättä. Lopulta Bitcoinin luoja poistui taka-alalle ja katosi kevään 2011 jälkeen kokonaan. Tältä videolta löydät lisätietoa Bitcoinin historiasta.

Bitcoinista tuli todella hajautettu projekti vasta Satoshin lähdettyä. Kehitystyöstä vastaakin nykyisin globaalisti yhteisö. Mukana on yksityishenkilöitä sekä teknologia-alan yrityksiä, kuten Blockstream. Kuka tahansa voi alkaa Bitcoin-kehittäjäksi ja osallistua keskusteluun.

Osa lukijoista voi pohtia, että mitä Bitcoinissa tarkalleen ottaen kehitetään?

Bitcoin on tietokoneella ajettava ohjelma, jonka Satoshi Nakamoto koodasi C++ ohjelmointikielellä vuosina 2007-2008. Kyseessä on ollut alusta asti open source eli avoimen lähdekoodin ohjelmisto. Kuka tahansa voi luoda koodin pohjalta oman Bitcoin-versionsa, ja näin on myös tehty.

Bitcoin-protokollan suosituin implementaatio on Bitcoin Core. Sen voi ladata bitcoin.org-sivustolta täysin ilmaiseksi. Bitcoin-verkko on luonteeltaan avoin, eli kuka tahansa voi asentaa ohjelman ja liittyä verkon jäseneksi. Youtubesta löytyy paljon asennusohjeita tästä kiinnostuneille.

Bitcoin Corea pyörittävää tietokonetta kutsutaan nodeksi eli verkon solmuksi. Bitcoin-verkossa on noin 10.000 tunnettua nodea, mutta tuntemattomia todennäköisesti moninkertainen määrä. Ne ovat jakautuneet kaikkialle ympäri maapalloa.

Kun puhutaan Taprootista ja muista Bitcoin-päivityksistä, niillä tarkoitetaan Bitcoin Core -ohjelmiston uusia versioita. Kehitystyö tapahtuu GitHubin kautta.

Kerrotaan vielä yksi knoppitieto. Bitcoin Core -ohjelmiston versio on artikkelin kirjoitushetkellä 0.21.1. Ei siis 1.X.X. Tämä tarkoittaa sitä, että Bitcoin Core on teknisesti edelleen beta-vaiheessa.

Bitcoinin kehitys tapahtuu parannusehdotusten kautta

Käydään seuraavaksi läpi Bitcoinin kehitystyötä. Miten ideat päätyvät lopulta ohjelmakoodin päivityksiksi hajautetussa yhteisössä? Tässä kuvaan tulee Bitcoin Improvement Proposal, BIP, eli Bitcoinin parannusehdotus.

Historian ensimmäisen BIP:n teki Bitcoin-kehittäjä Amir Taaki elokuussa 2011. Se on järjestysnumeroltaan BIP 0001 ja kuvailee BIP:n struktuurin sekä hyväksymis- ja käsittelyprotokollan.

BIP etenee kuvassa näkyvällä tavalla. Ensimmäisessä vaiheessa, joku yhteisön jäsenistä kertoo ideastaan keskustelukanavissa. Seuraavaksi muut kehittäjät kommentoivat ideaa, ja alkaa ns. kansalaiskeskustelu. Tässä vaiheessa on tärkeää saada idealle mahdollisimman laaja tuki.

Jos idea saa kehittäjien laajan hyväksynnän, sille löytyy koodaajia ja testaajia. Käynnistyy lumipalloefekti idean läpiviemiseksi. Jos idea saa heti alkuvaiheessa laajaa vastustusta, siihen on varsin turha uhrata resursseja. Edessä on muuten vuosien (turha) työ.

Bitcoin-verkon ylintä valtaa käyttävät edellä mainitut nodet. Jos ne eivät kannata päivitystä (lähes) yksimielisesti, on sen tekeminen hyödytöntä.

Kaikki BIP:t eivät ole yhtä tärkeitä ja ohjelmakoodin kannalta kriittisiä. Osa on geneerisiä parannusehdotuksia, kun taas osa muuttaa Bitcoin tärkeimpiä osia sekä konsensussääntöjä.

Mitä suurempi ja tärkeämpi päivitys on, sitä vaikeampi on sen käyttöönotto. Päivityksen on saatava laaja konsensus, minkä lisäksi sen koodia hiotaan tarvittaessa vuosia. Paras esimerkki tästä on vuoden 2017 SegWit-päivitys, joka aiheutti sisällissodan ja Bitcoin Cash hard forkin elokuussa 2017.

Bitcoin on tunnettu sen hitaasta päivitystahdista. Bitcoinin muuttaminen on erittäin vaikeaa, mikä on myös yksi sen vahvuuksista.

Hard fork ja soft fork

Kryptovaluuttojen maailmassa on kahden tyyppisiä päivityksiä: hard fork ja soft fork. Ensin mainittu ei ole taaksepäin yhteensopiva, kun taas soft fork on. Voit ajatella eroa seuraavasti.

Läppäriisi tuleva Windows-päivitys on mallia soft fork. Vaikka et asentaisi päivitystä välittömästi, voit silti käyttää Windowsia normaalisti. Sinulta vain puuttuu tiettyjä ominaisuuksia tai turvallisuuspäivityksiä. Jos kyseessä olisi hard fork, Windows ei käynnistyisi lainkaan ilman päivityksen asennusta.

Taproot sekä edellä mainittu SegWit ovat soft forkkeja. Ne tuovat parannuksia Bitcoin-verkkoon, mutta Bitcoin-ohjelmistoa pyörittävät nodet voivat olla suorittamasta päivitystä. Esimerkiksi SegWitistä on kulunut jo neljä vuotta, mutta noin puolet transaktioista ei ole vieläkään SegWit-pohjaisia.

Bitcoin Cash on esimerkki hard forkista. Käytännössä se tarkoitti Bitcoinin lohkoketjun haarautumista. Bitcoin Cash -verkon nodeksi pääsi vain päivittämällä ohjelmakoodin tiettyyn versioon. Samalla node ei ollut enää yhteensopiva Bitcoin-verkon ohjelmiston kanssa.

Ethereum on esimerkki kryptovaluutasta, joka etenee hard forkien kautta kohti 2.0-versiota. Vaikka kyse on hard forkista, Ethereum-yhteisö ei jakaudu uusiin valuuttoihin pari kertaa vuodessa. Päivitykset ovat yhdessä hyväksyttyjä, mutta luonteeltaan pakollisia.

Mikä on Taproot?

Käsitellään sitten Bitcoinin kohuttu päivitys. Mikä Taproot on?

Taproot sisältää itse asiassa useita toisiinsa liittyviä päivityksiä. Nämä ovat BIP 340, BIP 341 ja BIP 342. Tämä kokonaisuus tuo Bitcoiniin päivityksiä liittyen yksityisyyteen, skaalautuvuuteen sekä turvallisuuteen.

Katso alla oleva Coinmotionin video, jossa Bitcoin-guru Henry Brade käy Taprootia sekä sen hyötyjä läpi (alkaen 42:30).

Taprootin ytimessä on Schnorr Signatures -teknologia. Se korvaa nyt käytössä olevan Elliptic Curve Digital Signature -algoritmin. Satoshi Nakamoto joutui käyttämään ECDSA-teknologiaa, koska Schnorr Signatures oli Bitcoinin alkuvuosina vielä patentin alainen.

Päivitys mullistaa multi-signature ja skriptattuja lähetyksiä, joissa Bitcoin-transaktio kuitataan useilla avaimilla. Nämä transaktiot voidaan erottaa helposti tavallisista Bitcoin-transaktioista, mikä tarkoittaa selvästi heikompaa yksityisyyttä.

Taprootin avulla monimutkaiset transaktiot näkyvät jatkossa samanlaisina kuin tavalliset siirrot. Tämä parantaa niiden yksityisyyttä merkittävästi. Samalla skriptattujen sekä multi-signature transaktioiden tilantarve putoaa oleellisesti.

Tästä johtuen, Taproot nopeuttaa Bitcoinin verkkoa ja pudottaa transaktiomaksuja, koska yhteen lohkoon mahtuu enemmän transaktiodataa. Samalla myös validointiin vaadittava laskentateho putoaa. Tämä on kaikki plussaa Bitcoinille pitkässä juoksussa.

Taprootin käyttöönotto näkyy uutena osoitetyyppinä. Tällä hetkellä bc1q-alkuiset osoitteet ovat SegWit-osoitteita. Taproot-osoitteet ovat bc1p-alkuisia.

Taprootista hyötyy myös salamaverkko. Se mahdollistaa mm. Point Time Locked Contracts (PTLC) -siirrot, jotka parantavat yksityisyyttä ja virhevarmuutta. Salamaverkko-kanavan avaus ja sulkeminen Bitcoinin lohkoketjuun ovat myös transaktiotyyppejä, jotka hyötyvät Taprootista em. syistä.

Taprootin aikataulu ja aktivointi

Taprootin esitteli tammikuussa 2018 Bitcoin Coren kehittäjä Greg Maxwell. Kyseessä on siis vuosia työstetty projekti. Lokakuussa 2020 otettiin merkittävä askel, kun Taproot hyväksyttiin virallisesti osaksi Bitcoin Coren ohjelmakoodia. Tämän jälkeen kyse on ollut enää aikataulusta.

Toukokuussa 2021 aloitettiin Taprootin signalointivaihe, jonka etenemistä seurattiin taproot.watch -sivustolta. Signalointivaiheessa haettiin Bitcoinin louhijoilta lopullinen hyväksyntä Taprootille. Alla olevassa kuvassa näkyi tilanne toukokuun lopulla.

Yksi signalointivaihe kesti 2016 blokkia eli kaksi viikkoa. Taproot-päivityksen hyväksymiseen vaadittiin signaali 90 prosenttiin louhituista lohkoista. Jokainen louhintapooli saattoi signaloida hyväksynnästä lohkon louhittuaan. Nämä signaalit näkyvät kuvassa vihreinä neliöinä.

Signalointivaihe saatiin maaliin nopeasti – Taproot sai virallisen hyväksynnän 12.6.2021. Kyseessä oli blokki numero 687285, jonka louhinnasta vastasi Slushpool

TAPROOT LOCKED IN AT BLOCK 687285 BY SLUSHPOOL 🟩 pic.twitter.com/FFDdibtmGt

— dennis (@pourteaux) June 12, 2021

Tämän jälkeen Bitcoin-yhteisössä on vain odoteltu päivää Taprootin aktivointiin.

Tämä kappale tekstistä on päivitetty 8.11.2021, jolloin Taprootin aktivoimiseen on aikaa noin viikko (820 blokkia). Taproot-päivitys on kuitenkin ollut ladattavissa jo pidemmän aikaa. Artikkelin kirjoitushetkellä noin puolet solmuista on sen jo ladannut. Määrää voi seurata Twitter-tili @taproot_signal kautta.

Kun Taproot aktivoidaan, suurin osa nodeista on todennäköisesti mukana. Ne alkavat sen jälkeen toimia Taprootin sääntöjen mukaisesti. On tärkeä saada merkittävä enemmistö nodeista mukaan heti aktivointivaiheessa, jotta lohkoketjun haarautumista (chain split) ei tapahtuisi.

Päivitys 14.11.2021: Taproot aktivoitiin ilman ongelmia lohkossa 709632.

Koska kyseessä on soft fork, myös vanhalla versiolla rullaavat nodet ovat myös verkossa mukana. Osa päivittää Taptrootin tulevien kuukausien tai jopa vuosien kuluessa. Taprootin aktivoinnilla ei pitäisi olla näkyvää vaikutusta Bitcoinin verkkoon.

Taprootin vaikutukset

Taproot on merkittävin päivitys Bitcoinin ohjelmakoodiin sitten vuoden 2017. Joidenkin mielestä kyseessä on jopa Bitcoinin historian tärkein päivitys. Mitkä ovat Taprootin käytännön vaikutukset?

Jos mietitään Bitcoin-yhteisöä, niin Taproot-päivitys eroaa valtavasti SegWitistä. Vuosi 2017 oli todella sekavaa aikaa, jolloin Bitcoin-yhteisön sisällä kuohui ja mm. Bitcoin Cash hard fork -tapahtui. Lisäksi yhteisö uhkasi hajota myös marraskuussa 2017 SegWit2X hard forkin myötä.

Taproot ei ole aiheuttanut tällaista riitelyä. Sen signalointi on sujunut erittäin jouhevasti, eikä päivityksellä ole juuri vastustajia. Vuoden 2017 kaltaista draamaa ei ole nähty. Bitcoinin kurssiin Taprootilla ei pitäisi olla vaikutusta. On toki mahdollista, että markkina tällaisiin uutisiin positiivisesti lyhyellä tähtäimellä.

Jos mietitään satunnaista Bitcoin-käyttäjää, niin Taprootin merkitys on verrattaen pieni. Bitcoinista ei tule uutta Moneroa. Transaktiokulut voivat pudota kymmeniä prosentteja, mutta niihin vaikuttaa jatkossakin paljon verkon yleinen ruuhkatilanne.

Taprootin yksityisyyspäivitykset vaikuttavat eniten alan ammattilaisiin ja erilaisten ohjelmistojen kehittäjiin.

Bitcoinkeskus kiitää VeetiPitkoilijaa avusta artikkelin teossa!

Photo by James Harrison on Unsplash, Photo by Clint Patterson on Unsplash