Taproot la nueva actualización que permitirá desarrollar smart contrats sobre la red de Bitcoin

Últimamente todo el mundo habla de las actualizaciones de Ethereum, tanto las ejecutadas como las que nos llevan hacia 2.0, así como sobre las posibilidades que ofrecen los smart contracts de Solana o ADA, o las innovaciones en Tezos e Iota. Pero muy poca gente habla sobre una de las actualizaciones más importantes, al menos en mi opinión, que se avecinan en el ecosistema cripto. Hablo de Taproot, la inminente actualización sobre la red de Bitcoin que viene a cambiarlo todo (muy posiblemente hasta su precio…). Si no sabes qué es Taproot sigue leyendo, te interesa.

¿Qué es Taproot?

Taproot es una tecnología que tiene como objetivo mejorar la privacidad y la capacidad de Bitcoin para crear complejos smart contracts. Todo esto con la finalidad de mejorar sus prestaciones y ayudar a la evolución de su cada vez mayor ecosistema.

Más concretamente, Taproot es un soft fork (actualización «suave» o sencilla del código) que añade mejoras en los scripts de Bitcoin, realizando para ello diferentes cambios en la estructura de las transacciones, como decimos, para mejorar la privacidad, a la vez que estas tengan un menor coste y sean aún más rápidas. Además, los cambios que se realizarán sobre el código de Bitcoin permitirá el despliegue de complejos Smart Contracts.

Todo esto será posible gracias a que Taproot incluye mejorar como las firmas Schnorr y la tecnología MAST dentro del protocolo Bitcoin.

De esta forma, tanto las transacciones convencionales y las transacciones avanzadas que se realicen dentro de la blockchain de Bitcoin, serán completamente indistinguibles ante cualquiera que desee supervisar los de datos. Al mismo tiempo que mejorará la seguridad de la red, impidiendo que se revelen datos importantes de las transacciones realizadas.

Smart contracts en Bitcoin

Además, Taproot también permite a la red Bitcoin expandir su capacidad de multifirma para la creación de smart contracts dentro de su sistema. La propuesta Taproot fue lanzada a inicios de 2018 por Greg Maxwell, un desarrollador de Bitcoin Core. Tras esta propuesta llegó el tiempo de escribir el nuevo código y probarlo en una testnet En octubre de 2020, Taproot ya estaba lista y se publicó como una librería de Bitcoin Core, para posteriormente realizarse por parte de Pieter Wuille una «pull request». Esto último es simplemente que los mineros descarguen el software con Taproot integrado y empiecen a crear bloques que señalen el uso de Taproot.

Funcionamiento de Taproot

Básicamente esta solución modifica el funcionamiento de los scripts de Bitcoin. 

Las transacciones de Bitcoin se definen por un conjunto de scripts o condiciones para el pago, las cuales se conocen como P2SH. Todo el conjunto de elementos establece como serán gastadas las monedas en la siguiente transacción. La seguridad viene de la mano de sistemas de clave asimétrica compuestos por una clave privada y una clave pública generada a raíz de esa clave privada. El destinatario debe usar su firma para demostrar la propiedad de las monedas y poder así usarlas y/o gastarlas.

Además los scripts P2SH tienen la capacidad de modificar o ajustar las acciones, que no es más que establecer restricciones sobre el uso de los bitcoins dentro de la blockchain. Por ejemplo pueden establecer un bloqueo de tiempo (timelock) que determine cuando los bitcoins pueden ser gastados, como por ejemplo una fecha o un determinado bloque. O establecer condiciones como la multifirma, donde se necesitan las claves privadas de varios usuarios para autorizar una determinada transacción. Como ves, todas ellas funcionalidades aplicables a la creación de smart contracts para poder ser usadas en cualquier Dapp.

Pero no todo es tan bonito. Existe el problema de que cuando se autoriza una transacción, las condiciones de esta transacción pueden ser vistas por cualquiera, desde el explorador de bloques, se hayan cumplido estas transacciones o no. Es decir, hasta ahora se exponen todos los datos en la red, de manera que cualquier puede verlos.

Pero para eso (entre otras cosas) está pensada la actualización de Taproot. La integración de Taproot permite mejorar la privacidad de la red, ya que una de sus principales funcionalidades es la de ocultar/esconder todas estas condiciones. Esto supone que únicamente se revela la condición final activada en la transacción. De este modo una transacción convencional será imposible de distinguir de una enriquecida con más condiciones. Algo de especial importancia para todos aquellos que buscan/buscamos privacidad (entre otras muchas cosas) en blockchain y en bitcoin.

Principales funcionalidades añadidas por Taproot

A continuación te expongo las principales aportaciones de esta nueva actualización:

MAST (Merkelized Abstract Syntax Tress)

MAST es un importante desarrollo con el cual se están creando varias herramientas que les permitirán llevar a un nuevo nivel a Bitcoin e incluso otorgarle una mayor potencialidad para crear smart contracts avanzados. 

Quien propone MAST es el desarrollador Johnson Lau en 2016 con su BIP-0114. Esta mejora solo es posible tras la actualización SegWit, que servía como base para futuras mejoras técnicas.

Esta propuesta surge y se crea debido a la constante competencia que existe frente a otras redes blockchains. Especialmente aquellas que ofrecen características muy atractivas como el desarrollo de avanzados smart contracts incluso para desarrolladores novatos. Por lo que esta mejora al sistema de Bitcoin puede llevar a que ésta red brinde mayores y mejores funcionalidades. Un punto que puede mejorar aún más la posición de Bitcoin dentro del enorme universos de criptomonedas y blockchains 

¿En qué se basa MAST?

La solución MAST se basa en dos elementos. El primer elemento son los Árboles de Merkle, que es una estructura que combina las transacciones dentro de la blockchain de Bitcoin. Nos ofrecen una gran seguridad, ya que modificar cualquier transacción dentro de esa estructura supondría cambiar el resultado final, haciendo sencilla la detección de posibles manipulaciones. Gracias a esto también se consigue reducir la cantidad de espacio de almacenamiento de la información en los bloques.

Por otro lado tenemos los Árboles de Sintaxis Abstracta (AST). Cuyo concepto se basa en un algoritmo que secciona la información en diferentes partes individuales. Esto permite hacer la información más inteligible, simplificando la clasificación de la misma, permitiendo acceder rápidamente a los datos importantes o interesantes de manera ágil. Todo ello sin la necesidad de tener que mostrar públicamente todos los datos que contienen.

La combinación ambos elementos permite añadir más información y de mayor complejidad a la blockchain de Bitcoin, aumentando y garantizando la privacidad, al mismo tiempo que se reduce la necesidad de espacio. Es decir, el tamaño de las transacciones se reduce, por lo que caben más transacciones por bloque.

Gracias a esta ingeniosa solución en Taproot, únicamente se revela la condición que se cumple cuando se hace una transacción. Mientras, el resto de la información permanece oculta y protegida. Esto permite que los smart contracts construidos en la blockchain de Bitcoin sean más robustos, seguros, privados y eficientes. Gracias a lo cual le permitirá competir contra otras blockchain que permiten la integración sencilla de Smart Contracts, como es el caso de Ethereum, Cardano o Solana, por ejemplo.

arbol mast bitcoin

Firmas Schnorr

Las firmas Schnorr consisten en un esquema de firmas livianas con la que se busca mejorar la privacidad de Bitcoin. Además permiten la aplicación de nuevas tecnología en pro de mejorar las capacidades y la escalabilidad de la blockchain.

El esquema de firmas criptográficas fue desarrollado por Claus Schnorr, un prestigioso matemático y criptógrafo alemán. El algoritmo de las firmas Schnorr estaba protegido por patente hasta el año 2018. Dicho esquema permite una mayor simplicidad y eficiencia, permitiendo la generación de firmas cortas.

Satoshi Nakamoto para Bitcoin opto por el algoritmo de firma digital de curva elíptica (ECDSA) que habría sido elegido debido a que el algoritmo Schnorr se liberaría muy poco antes de la publicación del whitepaper de Bitcoin. Debido a esto Nakamoto habría optado por ECDSA que es una solución compacta, segura y sobre todo de código abierto.

Adoptar ahora las Schnorr Digital Signature Scheme (SDSS) puede ser un gran cambio en la generación de las firmas en Bitcoin y otras blockchains. Esta adopción permite integrar varias claves dentro de una transacción compleja y generar una firma única de salida. La agregación de firmas permite que el uso de múltiples firmas permite terminen generando una única firma de Schnorr.

Schnorr permite que las transacciones sean más rápidas de verificar, permitiendo así que los tiempos de validación de las transacciones sean más rápidas. Una integración que mejorara la capacidad de procesar transacciones en la blockchain de Bitcoin.

firma schorr bitcoin

¿Qué aportará Taproot a Bitcoin?

La integración de MAST y Schnorr dentro de Taproot para la blockchain de Bitcoin aporta las siguientes mejoras:

  • Aumenta la privacidad de manera notable al «ocultar» cierta cantidad de datos
  • Se reduce la cantidad de información que se debe transmitir a la red
  • Reduce el coste de validación de las transacciones, en recursos de cómputo y en tiempo.
  • Reduce los tiempos de validación de las transacciones, lo cual podría suponer un aumento en la adopción de Bitcoin como medio de pago
  • Permite añadir más transacciones en un bloque
  • Las fees de las transacciones se podrían reducir de manera notable
  • Aportará mejoras en la escalabilidad de la red de Bitcoin

Además de todo lo anterior, Taproot también corrige la maleabilidad de las firmas dentro de la red Bitcoin. Lo cual suponía un problema de seguridad preocupante. Sintetizando un poco y sin querer entrar demasiado en detalles técnicos, la maleabilidad permite alterar la firma de las transacciones antes de que estas pasen a ser confirmadas. Este tipo de ataque de alteración de la transacción permite simular que la transacción nunca se habría dado. En el cual Bitcoin puede quedar expuesto a un problema de doble gasto que supondría un catastrófico problema de cara a la integridad inmutable de propia blockchain.

¿Cómo se activa Taproot en Bitcoin?

Esta es una pregunta clave. Para que Taproot pueda ser aprobada e implementada, se necesita el consenso de la red. En este caso al estar ante un protocolo de consenso de Proof of Work (PoW), son los mineros los que deciden. Para ello los mineros deben señalar ciertos bloques como Taproot, para poder llevar a campo la implantación de esta tecnología. Concretamente se requiere que el 90% de los bloques estén señalizados como Taproot dentro de una epoch. Una epoch es un conjunto de bloques generados dentro de una misma ventana de dificultad, que en Bitcoin es de 2.016 bloques (unas dos semanas).

El conjunto de Propuestas de Mejora de Bitcoin (BIP) conocidas como Taproot, ha estado en etapa de señalización desde el pasado 1 de mayo de 2021, a la altura del bloque 681.408, cuando comenzó la prueba rápida o Speedy Trial acordada por desarrolladores y mineros.

La Speedy Trial es un proceso diseñado para dar una ventana de tiempo a los mineros de Bitcoin de 2 semanas, o 2.100 bloques entre cada periodo o époch de dificultad de minado, para señalizar en los bloques que procesen si están de acuerdo con la activación de Taproot en el protocolo.

Taproot bloqueado y con fecha de despliegue

Luego de dos intentos fallidos, Taproot fue aprobado el 12 de Junio a las 12:00 UTC, a a la altura del bloque 687.284, minado por F2Pool, con más del 90% de bloques minados con señalización favorable (a la implantación de Taproot), desde que inició el periodo de dificultad pasado, el 29 de mayo, a la altura del bloque 685.440. Para finalizar todo este proceso los mineros necesitaban minar 1.815 bloques a favor, del total de 2.100.

Tras todo lo anterior, la activación se realizara de manera automática en el bloque 709.632. Según apuntan todas las previsiones, este bloque se generará previsiblemente entre los próximos días 14 y 16 de noviembre de 2021.

Conclusiones sobre Taproot

Una vez se implente Taproot Bitcoin dará un nuevo paso de gigante recortando la ventaja que otros protocolos creados específicamente para el despliegue de smart contracts le habían venido sacando durante los últimos 5 años. Todo ello gracias a dos elementos principales: la mejora de la privacidad, algo muy demandado por la comunidad, y la mejora es la escalabilidad de Bitcoin. Lo que ayudará simplificar el proceso de validación de transacciones, añadiendo más transacciones por bloque.

Si bien no soluciona el 100% de los problemas de escalabilidad, sí que es un primer paso al simplificar las transacciones y reducir el peso de las mismas. Esto abre la puerta a otras soluciones futuras que permitan aumentar la cantidad de transacciones por segundo que es capaz de validar la red. En fin, veremos que nos depara este futuro cercano con Taproot y las nuevas funcionalidades sobre el papá de las criptmonedas.

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