2020年及以后：比特币的潜在协议升级

比特币的共识层在过去两年中一直保持不变。自2017年8月启用隔离见证（SegWit）以来，根本没有部署硬叉或软叉协议升级*，这标志着迄今为止比特币在没有共识叉的情况下最长的一次扩展。

但是，这种扩展可能很快就会结束：目前正在开发一些向后兼容的软叉。乐观地说，如果他们从比特币生态系统中获得足够的支持，其中一些可能会在2020年投入使用。

这些可能是新的一年……或者可能是新的十年中比特币的协议升级。

Schnorr / Taproot / Tapscript

Schnorr签名被许多密码学家认为是该领域中最好的密码签名类型。它们提供了很强的正确性，没有可延展性，相对较快地进行了验证，并且也许最有趣的是，允许对它们执行数学运算。为比特币列举一个具体的好处：可以将多个签名聚集到一个签名中，例如，可以从经济上激励提高隐私的CoinJoin交易。

将Schnorr签名添加到比特币协议已经有一段时间了。但是在过去的一年中，正在研究Schnorr签名建议的开发人员，例如Blockstream的开发人员Pieter Wuille和Jonas Nick和Xapo的Anthony Towns，透露了更为雄心勃勃的计划。 Schnorr签名将作为更大的软叉协议升级（称为Taproot）的一部分而提出，该升级由比特币核心贡献者Gregory Maxwell提出，该提议本身受到较早的提议MAST（默克尔化抽象语法树）的启发。

可以（锁定）比特币的方式锁定它们，使其可以在几种不同的条件下使用，例如要求时间锁定，几个参与者的秘密号码同意解锁硬币。使用MAST，所有不同的条件都经过哈希处理，并包含在Merkle树中：紧凑的密码数据结构。然后，这些硬币实际上将被锁定在此默克尔树的最终哈希中，即默克尔根。要花费硬币，您只需要显示最终使用的条件即可。硬币本来可以被解锁的替代方式永远隐藏着。

那么，Taproot是基于一个有趣的认识：无论多么复杂，几乎任何MAST构造都可以（或应该）包括一个条件，该条件允许所有参与者就结果达成共识并共同签署和解交易。这种“合作关闭”将覆盖所有其他条件。

Taproot利用此实现并利用Schnorr签名使合作关系看起来像常规交易。简化后，合作关闭将使用聚集签名完成，看起来像常规签名一样。这样一来，MAST结构仍然完全对外界隐藏！这有益于隐私和效率。

Taproot还可能附带比特币编程语言Script的更新版本，称为Script。这也将使以后更容易在比特币的编程语言中添加新功能（“ OP代码”）。

尽管开发人员仍在讨论实施细节，但Taproot似乎并没有引起很大争议。

有关更多阅读，请参阅本文和本文。

伟大的共识清理

《伟大共识》清理工作是Square Crypto开发人员Matt Corallo提出的软分叉。与大多数协议升级（包括此列表中包括的其他升级）相反，Great Consensus Cleanup并非旨在用新功能或新功能丰富比特币。取而代之，顾名思义，此软分叉将消除比特币协议中的一些边缘案例漏洞。

这些漏洞是相当技术性的，并且“杂草丛生”。例如，包括需要大量处理能力才能进行验证的边缘交易类型，用于升级协议部分的多余技巧以及比特币难度调整算法中的薄弱环节。一段时间以来，人们就知道这些漏洞的存在，但是人们普遍认为，利用这些漏洞的成本太高，无法盈利，或者当这些漏洞发生时，相对容易处理。尽管如此，修复它们会使比特币变得更健壮，同时使比特币实现的开发更加容易。

对《大共识》清理（部分）的主要反对意见可能是，从理论上讲，某些升级可能会使某些现有硬币（UTXO）变得不可用。尽管这类UTXO根本不可能存在，但无法确定是否确实存在，有些人认为，使它们成为不可消费是一种风险，从原则上讲，绝不应该这样做。

有关更多阅读，请参阅BIP，比特币开发邮件列表讨论和比特币Optech新闻通讯＃36。

“无输入类别”

比特币交易包括加密签名，这证明公钥的所有者确实希望在该特定交易中花费相应的硬币。但并非整个交易都已签署。交易的哪一部分已正确签名用“ sighash标志”表示。

现在，Blockstream开发人员Christian Decker和Xapo的Towns正在提议一类新的sighash标志。带有SIGHASH_NOINPUT，SIGHASH_ANYPREVOUT和SIGHASH_ANYPREVOUTANYSCRIPT之类的名称，它们提供了类似的解决方案，因此我们将所有这些都称为“ Noinput类”。

如果在事务中包括Noinput类中的Sighash标志，则表明输出（事务的“接收”部分）和其他一些事务数据将被签名，但输入（事务的“发送”部分）将被签名。交易）。通过不对输入进行签名，即使签名后也可以进行交易，并交换不同但兼容的输入。

通常不会有任何其他兼容的输入。签名仍然对应于公共密钥，并且该公共密钥仅对应于特定（一小部分）硬币。交换随机输入将破坏此链接并使交易无效。

但是在某些情况下可以交换输入。值得注意的是，用于新型闪电网络支付渠道协议Eltoo的比特币交易可能需要将其输入交换为兼容的输入。这将大大简化付款渠道的执行方式。最值得注意的是，错误和其他诚实的错误不会导致渠道中所有资金的流失，用户可以使用更少的备份数据。

对Noinput类的主要反对意见是，如果使用不正确，则SIGHASH_NOINPUT特别是不安全的。 SIGHASH_ANYPREVOUT和SIGHASH_ANYPREVOUTANYSCRIPT可以解决此问题（并使其与Taproot兼容），但会带来更多复杂性。有人还建议OP_CHECKTEMPLATEVERIFY（请参见下文）或OP_cat（可以通过Tapscript重新启用的禁用OP代码）可以提供类似的好处。

有关更多阅读，请参阅本文。

OP_CHECKTEMPLATEVERIFY

OP_CHECKTEMPLATEVERIFY（CTV），以前称为OP_SECURETHEBAG，是比特币核心贡献者Jeremy Rubin提出的新OP代码。它的主要优点是，可以帮助缓解高峰时段比特币的网络拥堵和费用，有效地提高网络吞吐量。

更具体地说，CTV将以某种方式将比特币交易分为两笔交易。交易的“发送”部分将包括输入，基本上是硬币发送的地址。交易的“接收”部分包括输出，基本上是硬币被发送到的地址。

这两个半部分将通过包含在“发送”事务中的特殊输出（称为“已提交的输出”）相互关联。已提交的输出将包含加密哈希：看似随机但相对较短的数字字符串，用作唯一的序列号，将其链接到“接收”交易。在“发送”交易中“发送”的硬币只能通过“接收”交易“接收”。

诀窍是“一半”（即“发送”和“接收”交易）都广播到网络，两者之间有重要区别。 “发送”交易包括相对较大的费用，以确保快速确认。 “接收”交易的费用相对较低，这意味着可能需要一段时间才能确认。

对于硬币的接收者来说，等待低价交易确认的过程并不重要。一旦确认了“发送”交易，它就确保了所有钱都可以保证“接收”??交易。资金锚定在区块链中，除了接收者别无他途。

如果接收者确实确实需要加快“接收”交易的速度，例如由于必须重新花费硬币，他们可以直接从未经确认的“接收”交易中直接支出资金。如果新交易的费用足够高，可以补偿，则“收款”交易和新交易都将很快得到确认。 （此技巧称为“孩子为父母付出”。）更有趣的是，CTV通过将“接收”交易切成较小的交易（称为“树支付”），从而提供了更有效的解决方案。

对CTV的主要异议可能是可能存在更好和/或更通用的方法来完成同一件事。 （更通用的解决方案通常称为“契约”。）有人还建议Noinput类或OP_cat可以提供类似的好处。

有关更多阅读，请参阅本文。

传动链BIP

侧链是“钉住”到比特币区块链的区块链，从而允许比特币有效地从比特币的区块链“移动”到侧链并返回。硬币一旦进入侧链，它们便会遵守该区块链的协议规则，该规则可能与当今存在的任何区块链一样多样。例如，可能存在用于隐私保护的“ Zcash侧链”，用于某些智能合约的“以太坊侧链”或用于低价区块链交易的“大区块侧链”。

一些侧链已经存在，最著名的是Blockstream的Liquid（主要用于交易所间资金转移）和RSK Labs的RSK（“以太坊侧链”）。这些是“联合侧链”：比特币的区块链和侧链之间的桥梁是由该领域知名公司的“联合会”管理的。他们本质上控制着比特币区块链上的多重签名地址，并共同签名以“来回”移动硬币。

而是由比特币矿工来保护驱动链：这些矿工提供已经保护了比特币区块链的哈希能力。将资金从侧链“转移”到主链将需要较长时间的大部分哈希算力。此外，驱动链将被合并开采，这意味着比特币区块链上的哈希能力也可以保护侧链。

为了实现这一点，Tierion开发人员Paul Sztorc和化名CryptAxe提出了两个软叉。第一个称为Hashrate Escrows，用于将资金锁定在比特币区块链上的合同中（“将其移至”侧链），只有在足够的哈希率投票后才能解锁以解锁资金（“移回”这些硬币） 。第二个软叉称为Blind Merged Mining，它将使侧链能够通过与比特币区块链相同的哈希能力得到保护。

驱动链颇有争议，因为（有人认为）驱动链将为比特币矿工提供更多动力。有些人还建议使用Noinput类可以实现盲合并挖掘。

欲了解更多信息，请参阅drivechain.info和Bitcoin-dev邮件列表讨论。*根据您对“硬叉”和“软叉”的定义，可能会认为通货膨胀漏洞已包括在2017年的Bitcoin Core版本和2018年已在2018年用软叉修复。但是，即使考虑到可疑的软叉，也很难将其视为协议升级。

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原文链接：https://bitcoinmagazine.com/articles/2020-and-beyond-bitcoins-potential-protocol-upgrades

原文作者：Aaron van Wirdum

编译者/作者：wanbizu AI

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