SegWit和Taproot是什么？二者之间的差异与各自优势

作者：Kim Mingyu，Medium；编译：松雪，金色财经

Bitcoin 取得显著进步，里程碑包括 BRC-20 协议、Ordinals 和开创性的 Native SegWit 和 Taproot 更新，解决了可扩展性问题。

Native SegWit 侧重于权重优化，通过减小区块大小来提高可扩展性，而 Taproot 则侧重于签名聚合，简化复杂交易，可能会导致轻微的成本增加。

Native SegWit 由于数据量减少而使交易成本效益更高，非常适合常规比特币交易，而 Taproot 则适用于更复杂的交易，可能会导致成本略微增加，但提高了效率。

比特币网络在最近经历了巨大的增长，例如引入了 BRC-20 代币标准和 Ordinals 协议，这又为其开创性的更新历史增添了另一个重要里程碑，其中包括Native SegWit 和 Taproot。但是 SegWit 和 Taproot 到底是什么？让我们来看看这些升级如何解决了网络的可扩展性问题以及两者之间的差异。

Native SegWit：简化交易数据

Native SegWit 作为 SegWit 升级的演变而出现，旨在缓解比特币的可扩展性挑战。 其主要目标是减少因比特币区块大小限制而导致的网络拥塞。

SegWit 于 2017 年作为硬分叉推出，通过隔离签名数据有效减少了交易数据的大小，通过在区块内容纳更多交易来增强交易容量。 值得注意的是，SegWit 地址以“3”开头，显著提高了交易速度和可扩展性，同时降低了交易费用。

然而，Native SegWit 由于关注权重效率而超越了 SegWit 的效率。 此次升级大大减少了比特币区块的大小，进一步提高了交易速度和可扩展性。 与众不同的是，Native SegWit 地址以“bc1”开头，由于小写地址，因此提供了增强的可读性和改进的错误检测。

Taproot：提高隐私和效率

2021 年，比特币经历了另一次名为 Taproot 的重大升级，旨在简化交易验证并提高效率。 与Native SegWit 不同，Taproot 带来了一系列高级功能，专注于提高隐私、效率和脚本功能。

此外，虽然 2017 年 SegWit 升级是作为硬分叉引入的（同时创建了比特币现金），但比特币核心开发人员对 Taproot 的实施采取了故意拖延和谨慎的态度。 它最初由比特币开发者 Gregory Maxwell 于 2018 年 1 月提出，后来由 Pieter Wuille 于 2019 年 5 月发展成为比特币改进提案（BIP）草案。2021 年 6 月，90% 的比特币矿工表示支持 Taproot 升级， Taproo 正式进入比特币区块链的分叉最终于 2021 年 11 月 14 日在区块 709,632 发生。

从结构上来说，Taproot 升级是三个不同 BIP 的组合：BIP340、BIP341 和 BIP342。

BIP340 引入了 Schnorr 签名，取代了椭圆曲线数字签名算法 (ECDSA)。 与 ECDSA 不同，Schnorr 签名可以同时验证多个交易签名，从而简化流程并增强多重签名钱包的隐私性。 此次升级减少了交易规模，扩大了网络容量并加快了批量交易的处理速度。

BIP341（称为 Taproot）实现了默克尔化抽象语法树（MAST）来优化区块链上的交易数据存储。 MAST 仅存储执行的交易结果，而不是整个树，通过减少区块链存储需求来提高可扩展性。

BIP342（或 Tapscript）采用比特币的脚本编码语言来适应 Schnorr 签名和 Taproot 实现。 它利用 Schnorr 签名的聚合签名功能，优化交易见证内的空间。 尽管在 Taproot 推出期间主要支持其他 BIP，但 Tapscript 还简化了未来比特币功能的编码，为即将推出的功能提供了重要的推动者。

Schnorr 签名（Taproot 的签名算法）的集成允许聚合签名，减少交易数据大小并启用更简单的高级协议，例如原子交换和支付池。

Native SegWit 和 Taproot 之间的区别和各自优势

Native SegWit 和 Taproot 之间的区别在于它们的核心功能以及它们为比特币网络带来的增强：

1.效率

Native SegWit：Native SegWit 的目标是通过主要关注权重优化来提高比特币的效率。 通过最小化区块大小并重组数据在交易中的存储方式，Native SegWit 显著增强了网络的可扩展性和交易处理速度。 这种优化带来了更流畅、更敏捷的交易体验，从而实现了比特币区块内更高的交易吞吐量。

Taproot：相比之下，Taproot 通过其签名聚合和支出条件优化的创新方法带来了效率的范式转变。 此次升级旨在通过将多个签名合并为一个签名来简化交易，从而减少交易数据大小。 虽然这可能会因数据增加而导致某些交易的成本略高，但 Taproot 在促进更复杂的交易（例如智能合约）方面表现出色，具有无与伦比的效率。

2.花费

Native SegWit：Native SegWit 交易因其成本效益而闻名，这主要是由于其数据大小的减少。 这种减少意味着费用降低，为常规比特币交易提供了一种经济高效的解决方案。 优化的交易数据使用户能够以比传统交易方式更低的费用进行日常交易。

Taproot：Taproot 的交易成本方法各不相同，因为它倾向于容纳更大的数据量。 虽然这可能会略微提高某些交易的成本，但 Taproot 的优势在于其能够提高效率，特别是对于更复杂的交易。 它的优化迎合了多方面的交易，实现了更大的功能和灵活性，尽管成本略有调整。

3.隐私

Native SegWit：隐私不是本机 SegWit 的中心焦点。 虽然它提高了交易效率，但它并没有引入额外的隐私功能。 使用Native SegWit 地址进行的交易更多的是优化空间和处理，而不是匿名或隐藏交易细节。

Taproot：Taproot 在用户隐私领域表现突出。 通过集成复杂的加密技术，Taproot 掩盖了交易类型和细节，使它们彼此无法区分。 这种隐私方面的进步确保了交易模式和具体细节保持模糊，从而增强了参与各种交易的用户的匿名性和隐私性。

4.智能合约功能

Native SegWit：Native SegWit 的增强范围内不包含智能合约功能。 其主要目标围绕提高交易效率和可扩展性，而无需深入研究复杂的可编程合约功能。

Taproot：Taproot 在智能合约领域是革命性的。 随着资源需求的减少，Taproot 为比特币网络上复杂的智能合约铺平了道路。 它引入了复杂的合约执行和更简化的资源使用，标志着比特币功能超越单纯交易的重大飞跃。