Qu'est-ce que Taproot et quel sera l'impact de la mise à jour sur Bitcoin ?



La nature même du développement du Bitcoin fait que les mises à jour sont lentes. Toute modification des mécanismes sous-jacents de la blockchain originale nécessite le consensus d'un vaste pourcentage demineurs de Bitcoin. Sans ce consensus, les modifications ne peuvent devenir permanentes. Bien que cela crée une certaine stabilité, cela peut aussi avoir des répercussions. Un développement lent permet aux actifs numériques plus petits et plus agiles de prospérer en compensant les faiblesses perçues du Bitcoin. Pourtant, Bitcoin reste le précurseur et la figure emblématique de l'industrie de la blockchain. De ce fait, le secteur des cryptomonnaies attend avec impatience laprochaine mise à jour Taproot en novembre 2021— le premier changement majeur du Bitcoin depuis 2017.

La dernière mise à jour majeure a introduit le concept de Segregated Witness, ou SegWit, dans le protocole Bitcoin de base. Cela a permis de supprimer les données de signature associées, libérant ainsi de l'espace disque pour des transactions supplémentaires. Malgré le caractère relativement anodin de la mise à jour SegWit, une scission est apparue au sein de la communauté, conduisant à la création du fork Bitcoin Cash et, finalement, aux guerres de hachage de 2018. Le Bitcoin et la technologie blockchain sont sortis indemnes de cette scission, les variantes de Bitcoin Cash s'estompant progressivement.

En revanche, la mise à niveau proposée pour Taproot s'est avérée beaucoup moins controversée. La communauté Bitcoin a fixé une date butoir au 11 août, après laquelle Taproot serait contraint de reprendre son développement. Plus de 90 % des mineurs de Bitcoin ont manifesté leur soutien début juin 2021 lors de cettephase d’« essai rapide », « verrouillant » ainsi l’activation de Taproot— bien avant la date limite proposée. 

Qu'est-ce que Taproot ?

Taproot est une mise à jour majeure de Bitcoin qui va fondamentalement changer la façon dont il traite les transactions. Pour réaliser la mise à niveau proposée, une « biaisage logiciel » est effectué, modifiant les règles de validité des nouveaux blocs.Un bloc considéré comme valide avant le biais (par exemple, un bloc contenant des données de signature antérieures au biais SegWit) ne sera plus valide selon les nouvelles règles. La nouvelle mise à jour n'affecte que les blocs minés à partir de maintenant, sans aucun impact rétroactif sur les blocs de la chaîne. De plus, tous les mineurs qui exploitent encore un nœud avec l'ancien ensemble de règles considéreront les règles de la bifurcation logicielle comme valides.

La mise à jour Taproot — connue sous le nom deBitcoin Improvement Proposal 0341, ou BIP 0341 — ajoute plusieurs nouvelles fonctionnalités à la blockchain Bitcoin qui contribuent à améliorer la fonctionnalité des contrats intelligents. Parmi eux, le concept designature Schnorroccupe une place prépondérante, car il améliore considérablement la confidentialité et l'efficacité des nouvelles transactions. Outre la modification de l'algorithme de signature, Taproot inclut également l'introduction des branches Merkle, une technologie qui masque les aspects non exécutés d'une transaction.

Les modifications apportées lors de la mise à jour de Taproot amélioreront les fonctionnalités back-end de Bitcoin d'une manière qui ne sera pas immédiatement perceptible pour les utilisateurs occasionnels. Ces nouveautés permettront néanmoins d'accroître l'efficacité et la facilité d'utilisation pour les développeurs travaillant avec le réseau Bitcoin. Les solutions de deuxième couche comme le Lightning Network bénéficieront de ces ajouts, contribuant à atténuer les frictions transactionnelles lors des périodes de forte affluence.

Comment le système de signature numérique Schnorr est-il intégré à Bitcoin ?

La propriété et la preuve d'identité au sein de l'écosystème Bitcoin nécessitent une signature numérique. Cette signature identifie le portefeuille et confirme qu'il possède les autorisations et la clé privée nécessaires pour effectuer la transaction demandée. Ces signatures numériques reposent sur un algorithme qui permet de vérifier les autorisations tout en garantissant facilement la sécurité. Avant la mise à jour Taproot, Bitcoin utilisait le modèle ECDSA pour ses algorithmes de signature.

LorsqueSatoshi Nakamotoa lancé Bitcoin, les signatures Schnorr étaient un concept bien connu, mais elles n'étaient tombées dans le domaine public que récemment. C’est pourquoi il a choisi l’algorithme de signature numérique à courbe elliptique, ou ECDSA. Contrairement aux signatures Schnorr, ECDSA était open-source, facilement disponible et pris en charge par diverses plateformes. Le remplacement du modèle ECDSA de Bitcoin par les signatures Schnorr élimine plusieurs inefficacités de la blockchain tout en offrant plusieurs nouvelles options pour la validation des transactions.

ECDSA est une évolution de l'algorithme DSA antérieur, qui avait été initialement conçu comme une solution de contournement pour le droit d'auteur de la signature Schnorr. Les signatures Schnorr utilisent un algorithme plus simple que les deux dérivés, de nature linéaire, permettant ainsi l'utilisation d'une algèbre basée sur les signatures, ce qui permet une sécurité cryptographique plus complexe. Le principe des transactions à signatures multiples repose sur la capacité de Schnorr à créer des clés agrégées.

Avec Bitcoin, cela permet à diverses transactions complexes d'apparaître comme une seule clé publique. Alors qu'avec ECDSA, les observateurs peuvent voir toutes les branches de transaction potentielles — même celles qui n'ont pas été exécutées —, ils ne verront désormais que la seule transaction exécutée.

Cela fait partie de l'arbre de scripts alternatifs Merklized ou MAST. Les arbres de Merkle utilisent un hachage en cascade pour simplifier la vérification des transactions — et les signatures Schnorr permettent que seule la visibilité de la transaction exécutée apparaisse aux parties externes. Toutes les autres variables ou moyens d'exécution potentiels restent cachés, ce qui accroît considérablement la confidentialité du Bitcoin.

Quel est l'impact de Taproot sur le prix du Bitcoin ?

La mise à jour Taproot représente un bond en avant majeur dans la base technologique de Bitcoin. Le remplacement de l'algorithme ECDSA inefficace par des signatures Schnorr permet aux développeurs d'introduire divers nouveaux systèmes qui profitent aux utilisateurs finaux. Même si les avantages ne sont pas immédiatement visibles pour les investisseurs occasionnels en Bitcoin, ils auront tout de même un impact sur les coûts opérationnels quotidiens.

L'élimination des données inutiles dans les transactions simples réduit leur besoin en espace, permettant ainsi d'effectuer davantage de transactions dans chaque bloc complété. Cela augmente la vitesse de traitement des transactions Bitcoin complexes, mais entraîne également une baisse des coûts de transaction.

Au-delà des aspects économiques directs, Taproot introduit également le potentiel de la nouvelle technologie blockchain. Les transactions multi-signatures, ou multi-sig, permettent de créer des systèmes plus complexes basés sur Bitcoin. Plusieurs projets sont déjà en cours et utiliseront cette fonctionnalité. La capacité d'effectuer des calculs mathématiques complexes nécessitant plusieurs signatures en tant que variables ouvre la voie à la création de systèmes nouveaux et innovants, apportant une plus grande valeur ajoutée à la plateforme.

Taproot offre également des avantages pour le réseau Lightning de deuxième couche. Conçu suite à une grave congestion du trafic fin 2017, le Lightning Network est une solution hors chaîne qui réduit la pression sur Bitcoin lui-même. Auparavant, cela reposait sur le concept de HTLC ou de contrats à verrouillage temporel haché, qui utilisent des images de hachage. Les signatures Schnorr ouvrent la voie à la migration du Lightning Network vers des contrats PTLC (Point Time Locked Contracts), ou contrats à verrouillage temporel, en s'appuyant plutôt sur des clés publiques. Cela renforce la sécurité et la confidentialité du réseau Lightning sans augmenter la charge de calcul.

Unréseau Lightning Networkprivé et plus efficace favorisera un engagement accru envers Bitcoin et cette solution de seconde couche. À mesure que davantage d'utilisateurs passent des transactions Bitcoin directes aux solutions de seconde couche, la congestion sur la blockchain diminuera encore, augmentant ainsi la vitesse et aboutissant à un réseau Lightning moins coûteux. Des frais réduits et une facilité d'utilisation accrue, conçus de cette manière, soutiennent la valeur globale du Bitcoin.

Comment Taproot profite-t-il au Bitcoin ?

La plupart des avantages de Taproot découlent de l'ajout des signatures Schnorr. Cependant, plusieurs applications sont explicitement prises en compte dans la mise à niveau correspondante.

Arbre de scripts alternatifs Merklized

MAST permet aux utilisateurs de déterminer diverses conditions menant à une transaction Bitcoin. Bien que cela fût possible avant la mise à jour de Taproot, toutes les branches concernées seraient visibles publiquement. Grâce à l'intégration de MAST et de la signature Schnorr, seule l'extension exécutée du MAST est visible une fois la transaction terminée.

Cela permet une plus grande confidentialité, car le processus n'expose pas d'autres participants potentiels. Cela réduit également la charge sur la blockchain Bitcoin, car cela supprime la programmation complète des branches non exécutées et réduit la taille globale du contrat — et donc les frais imposés à l'entité qui l'exécute.

Clés agrégées

Le fait que les signatures de Schnorr soient linéaires permet à leurs signatures numériques résultantes de fonctionner algébriquement. Ainsi, plusieurs signatures peuvent être combinées pour créer une seule signature résultante. Comme nous l'avons vu précédemment, c'est ce qui sous-tend le concept des transactions multi-signatures. Avant la mise à jour, les utilisateurs souhaitant effectuer des transactions plus complexes devaient inclure toutes les signatures associées, ce qui augmentait considérablement la taille requise pour la fonction.

La taille des clés agrégées reste inchangée, quel que soit le nombre de participants. En substance, cela crée un contrat de journalisation discret via des contrats intelligents. Comme pour MAST, la disponibilité de ces nouvelles fonctions dérivées de Schnorr permet plusieurs nouvelles méthodes de résolution des transactions.

Tapscript

Améliorant le langage de programmation Bitcoin Script, Tapscript permet à la blockchain d'implémenter les fonctionnalités introduites dans Taproot. Elle y parvient grâce à l'introduction de plusieurs nouveaux codes d'opération axés sur les signatures de Schnorr. Sans cette nouvelle fonctionnalité, Bitcoin Script ne pourrait pas intégrer correctement les signatures Schnorr et perdrait la majeure partie de l'efficacité apportée par Taproot.

Tapscript introduit également de nouveaux opcodes pour les futures mises à jour. Ces opcodes ne remplissent pas encore de fonction, mais constituent le cadre nécessaire aux applications ultérieures. Parallèlement à ces changements, Tapscript supprime une limitation de taille qui empêchait les scripts plus complexes, ouvrant la voie à des applications plus performantes, un facteur commun à de nombreuses fonctionnalités de Taproot.

Éliminer la malléabilité de la signature

Bitcoin comportait auparavant un petit mécanisme, quelque peu exploitable, appelé malléabilité de la signature. En théorie, un acteur malveillant pourrait modifier les transactions avant leur confirmation afin de les invalider. En pratique, cette méthode d'attaque réussissait rarement. Cependant, cette malléabilité pourrait également être exploitée pour créer une quantité considérable de transactions « inutiles », encombrant la blockchain de données superflues.

La mise à jour Taproot supprime complètement ce bug, éliminant ainsi la malléabilité de la signature qui le permettait initialement.

Réflexions finales

Les mises à jour de la blockchain Bitcoin sont rares et de nature très technique. Alors que la dernière mise à jour majeure s'était révélée controversée, il n'en va pas de même pour la mise à jour Taproot de Bitcoin, qui a fait l'objet d'un vote quasi unanime en faveur de sa mise en œuvre. Compte tenu de la rapidité de l'innovation dans le secteur des cryptomonnaies, Bitcoin doit continuer à s'adapter pour rester compétitif à long terme, ce que Taproot contribuera à garantir. L'introduction des signatures Schnorr résout l'une des inefficacités initiales qui ont affecté la communauté Bitcoin, offrant une multitude de nouveaux cas d'utilisation.

Le Bitcoin reste la force dominante de l'industrie des cryptomonnaies, notamment grâce à son statut de blockchain originelle. 

Pourtant, une mise à jour de Bitcoin comme Taproot, qui améliore la facilité d'utilisation et l'efficacité, garantit qu'il reste une plateforme de développement viable et non pas un dinosaure attendant qu'un autre projet prenne le relais. De plus, l'intégration visionnaire de fonctionnalités qui faciliteront les mises à jour garantit que Bitcoin restera compétitif pour les années à venir. L'étymologie même de Taproot suggère non pas une mise à niveau isolée, mais la base de futures mises à niveau qui s'appuieront sur ce nouveau succès.