Am Sonntag, dem 14. November 2021, fand der Mining-Pool F2Pool, ein Zusammenschluss von Minern, um 06:15 Uhr deutscher Zeit (05:15 Uhr UTC) den Bitcoin-Block 709.632. Mit diesem Block traten neue Regeln in Kraft, an denen Entwickler fast vier Jahre gearbeitet hatten: Taproot. Das Upgrade brachte Schnorr-Signaturen zu Bitcoin und erlaubt seitdem, komplizierte Bedingungen für eine Zahlung so zu verpacken, dass sie im Normalfall wie eine gewöhnliche Überweisung aussehen. Es war das erste große Upgrade des Bitcoin-Codes seit SegWit im Jahr 2017.
Wer heute eine Bitcoin-Adresse benutzt, die mit bc1p beginnt, nutzt die Regeln von damals.
Eine Idee aus dem Januar 2018
Am 23. Januar 2018 um 01:30 Uhr deutscher Zeit schrieb der Entwickler Gregory Maxwell auf der Mailingliste bitcoin-dev, auf der Bitcoin-Entwickler Vorschläge diskutieren. Ausgangspunkt war eine einfache Beobachtung. Verträge zwischen mehreren Beteiligten enden meistens damit, dass alle einverstanden sind und gemeinsam unterschreiben. Die anderen Wege, etwa eine Rückzahlung nach Ablauf einer Frist, braucht man nur im Streitfall.
Gregory Maxwell schlug vor, diese Ausweichwege in einem einzigen Schlüssel zu verstecken. Unterschreiben alle gemeinsam, bleibt der Rest unsichtbar. In der Mail heißt es: „no one can tell that the contract alternative exists“. Den Mechanismus nannte Gregory Maxwell Taproot.
Aus der Idee wurden drei Spezifikationen, sogenannte BIPs. Das Kürzel steht für Bitcoin Improvement Proposal, einen Verbesserungsvorschlag in festem Format. Am 6. Mai 2019 stellte Pieter Wuille die Entwürfe auf der Mailingliste vor, am 19. Januar 2020 bekamen sie ihre Nummern. BIP 341 regelt Taproot selbst, BIP 340 die Schnorr-Signaturen und BIP 342 die Skriptsprache Tapscript. Als Autoren nennen die Dokumente Pieter Wuille und Jonas Nick, dazu Tim Ruffing bei BIP 340 und Anthony Towns bei BIP 341 und 342.
Das Signaturverfahren selbst stammt aus Deutschland. Claus Peter Schnorr, Professor an der Goethe-Universität Frankfurt, entwickelte es Ende der 1980er-Jahre und meldete es im Februar 1989 zum europäischen Patent an. BIP 340 verweist bis heute auf den Aufsatz von Claus Peter Schnorr, der auf dem Publikationsserver der Frankfurter Universitätsbibliothek liegt.
Am 15. Oktober 2020 übernahm das Projekt Bitcoin Core die neuen Prüfregeln in seinen Code. Bitcoin Core ist die Software, mit der viele Knoten im Netz arbeiten. Knoten sind Rechner, die jeden Block und jede Transaktion selbst nachprüfen.
Speedy Trial: Die Miner zeigen ihre Bereitschaft
Eine Regeländerung bei Bitcoin gilt erst, wenn die Knoten sie durchsetzen. Bei Taproot sollten vorher die Miner zeigen, dass sie bereit sind, die neuen Regeln mitzutragen. Miner erzeugen mit Rechenleistung neue Blöcke und bekommen dafür eine Belohnung. Ihr Signal setzten sie direkt im Block, technisch als Versionsbit 2 im Kopf jedes Blocks.
Das Verfahren hieß Speedy Trial und kam mit Bitcoin Core 0.21.1, veröffentlicht am 1. Mai 2021. Gezählt wurde in Abschnitten von 2.016 Blöcken, also rund zwei Wochen. Nach jedem dieser Abschnitte stellt Bitcoin ohnehin die Schwierigkeit des Minings neu ein. Trugen in einem Abschnitt mindestens 90 % der Blöcke das Signal, also 1.815 Stück, war Taproot fest eingeplant. Die Frist lief bis zum 11. August 2021.
Die Zählung begann mit Block 681.408 am späten Abend des 1. Mai 2021. Im ersten Abschnitt trugen 823 von 2.016 Blöcken das Signal, das sind 40,8 %. Im zweiten waren es 1.690 Blöcke oder 83,8 %. Im dritten Abschnitt kam am 12. Juni 2021 um 14:04 Uhr deutscher Zeit der 1.815. Block mit Signal, Block 687.284 von F2Pool. Am Ende des Abschnitts standen 1.983 von 2.016 Blöcken, also 98,4 %. Die Zahlen stammen aus einer eigenen Auswertung aller Blockdaten dieser Wochen.
Ab Block 687.456 am Abend des 13. Juni 2021 war Taproot damit festgeschrieben. Aktiv wurde es trotzdem erst fünf Monate später. Die Spezifikation hatte eine Mindesthöhe festgelegt, Block 709.632. Die Zeit bis dahin sollten Betreiber von Knoten nutzen, um ihre Software zu aktualisieren. Die Entwickler von Bitcoin Core empfahlen das Update vor diesem Block ausdrücklich.
Was Taproot an Bitcoin ändert
Taproot ist ein Soft Fork. So heißt eine Regeländerung, die ältere Software nicht aussperrt. Alte Knoten laufen weiter und akzeptieren die neuen Zahlungen, prüfen deren Bedingungen aber nicht selbst. Die Spezifikation rät ihnen deshalb dringend zum Update.
Der erste Baustein sind die Schnorr-Signaturen. Eine digitale Signatur beweist, dass der Besitzer des passenden Schlüssels eine Zahlung freigibt. Bis dahin nutzte Bitcoin dafür ein Verfahren namens ECDSA. Eine Schnorr-Signatur ist nach BIP 340 genau 64 Byte lang. Für Taproot zählt vor allem eine Eigenschaft: Mehrere Beteiligte können ihre Schlüssel zu einem gemeinsamen Schlüssel zusammenrechnen und zusammen eine einzige Signatur erzeugen. Eine Adresse, über die drei Personen gemeinsam verfügen, sieht für das Netz dann aus wie die Adresse einer einzelnen Person.
Der zweite Baustein ist ein Baum aus Bedingungen, ein sogenannter Merkle-Baum. Wer Bitcoin an mehrere mögliche Wege bindet, etwa „alle unterschreiben“ oder „Person A allein nach einem Jahr“, legt beim Ausgeben nur den Weg offen, der tatsächlich genutzt wird. Die übrigen Wege bleiben verborgen. Unterschreiben alle gemeinsam, ist von den Ausweichwegen gar nichts zu sehen.
Tapscript nach BIP 342 passt schließlich die Skriptsprache an, mit der Bitcoin solche Bedingungen beschreibt. Wie Blöcke, Signaturen und Transaktionen grundsätzlich zusammenhängen, erklärt der Beitrag Blockchain verstehen.
Der Morgen des 14. November 2021
Block 709.631, gefunden von AntPool um 05:57 Uhr deutscher Zeit, war der letzte nach den alten Regeln. Ab Block 709.632 prüften aktualisierte Knoten die Taproot-Regeln. F2Pool nahm in diesen ersten Block 2.043 Transaktionen auf. Keine davon gab Bitcoin aus einer Taproot-Adresse aus. Auch die beiden folgenden Blöcke von AntPool enthielten keine solche Zahlung. Das zeigt eine eigene Auswertung aller Transaktionen dieser drei Blöcke.
Am Tag danach ordnete der Entwickler Michael Folkson das auf der Mailingliste ein. F2Pool habe die Taproot-Regeln anscheinend nicht selbst durchgesetzt. Mit einer ungültigen Taproot-Zahlung im Block hätte der Pool die Blockbelohnung verlieren können. Der Fachnewsletter Bitcoin Optech nannte zwei mögliche Erklärungen. Entweder hatten die Pools ihre Bereitschaft nur vorgetäuscht, oder sie prüften die Blockkette mit neuer Software und stellten ihre Blöcke mit älterer zusammen.
Um 06:40 Uhr deutscher Zeit fand Foundry USA Block 709.635. Er enthielt die ersten gültigen Taproot-Zahlungen, 16 Transaktionen mit zusammen 21 Taproot-Eingängen. Die erste stammte von einem Nutzer namens bitbug42 und trägt einen kurzen Text: „I like Schnorr sigs and I cannot lie.“ Die zweite kam vom Entwickler Andrew Chow, als erste Zahlung über einen der versteckten Skriptwege. Als Dritter folgte Pieter Wuille, von selbst erzeugten Adressen mit Wortspielen wie bc1ptapr00tearly.
Was von Taproot bleibt
Stand 28. Oktober 2026 ist Taproot die jüngste Änderung der Konsensregeln, die bei Bitcoin in Kraft ist. So führt es die offizielle Liste der BIPs. Weitere Vorschläge liegen vor, aktiviert wurde seitdem keiner.
Im Januar 2023 startete das Ordinals-Protokoll, mit dem Nutzer Bilder und Texte direkt in die Bitcoin-Blockchain schreiben. Laut der Dokumentation von Ordinals liegen diese Inschriften in Taproot-Skripten, weil dort kaum Beschränkungen für den Inhalt gelten.
Die gemeinsame Unterschrift stand dagegen schon in BIP 340. Im März 2022 bekam das Verfahren MuSig2, mit dem mehrere Beteiligte zusammen eine Schnorr-Signatur erzeugen, als BIP 327 einen eigenen Standard. Auch das Aktivierungsverfahren Speedy Trial beschäftigte die Entwickler weiter. Bitcoin Optech verzeichnet 2022 eine Debatte darüber, ob es für umstrittene Änderungen taugt.
Im Historischen Kryptokalender steht kurz vor Taproot die Marke von 90.000 US-Dollar aus dem November 2024. Danach folgt die Marke von 1.000 US-Dollar aus dem November 2013. Die Vorgängerreform SegWit vom 24. August 2017 bekommt einen eigenen Eintrag.
Dieser Beitrag ist ein historischer Rückblick und keine Anlage-, Rechts- oder Steuerberatung.
Kurz erklärt
- Soft Fork: Eine Änderung der Regeln, die ältere Software nicht ausschließt. Alte Knoten erkennen neue Blöcke weiter an, prüfen die neuen Bedingungen aber nicht selbst. Bei Bitcoin waren unter anderem SegWit 2017 und Taproot 2021 Soft Forks.
- Versionsbit: Ein einzelnes Bit im Kopf eines Blocks, mit dem Miner Bereitschaft für eine bestimmte Regeländerung anzeigen. Taproot nutzte Bit 2, gezählt wurde je 2.016 Blöcke.
- Schnorr-Signatur: Digitales Unterschriftsverfahren nach dem Frankfurter Mathematiker Claus Peter Schnorr. Bei Bitcoin ist sie 64 Byte lang und erlaubt, dass mehrere Beteiligte gemeinsam eine einzige Signatur erzeugen.
Häufige Fragen zu Taproot
Muss ich als Bitcoin-Besitzer wegen Taproot etwas tun?
Nein. Ältere Adressarten funktionieren weiter. Laut BIP 341 können Wallets ohne Update weiterhin Bitcoin senden und empfangen. Wer Taproot selbst nutzen möchte, braucht eine Wallet, die Taproot-Adressen erzeugen kann.
Woran erkenne ich eine Taproot-Adresse?
Sie beginnt mit bc1p. Geschrieben wird sie im Format Bech32m nach BIP 350, einer verbesserten Fassung des älteren Formats Bech32. Die älteren SegWit-Adressen beginnen mit bc1q.
Was unterscheidet den Key Path vom Script Path?
Beim Key Path wird eine Taproot-Zahlung mit einer einzigen Signatur ausgegeben, Bedingungen bleiben verborgen. Beim Script Path legt der Absender eine der hinterlegten Bedingungen offen und erfüllt sie, etwa eine Wartefrist. Nur dieser eine Weg wird sichtbar, alle anderen nicht.
Hinweis: Das Titelbild dieses Beitrags wurde mit Künstlicher Intelligenz erstellt.