Taproot e Schnorr Signatures: O que são e por que são tão importantes para o Bitcoin?

Desde sua criação em 2009, o Proof‑of‑Work (PoW) tem sido o mecanismo de consenso que garante a segurança da rede Bitcoin. Contudo, com o passar dos anos, desenvolvedores e pesquisadores têm buscado formas de melhorar a escalabilidade, privacidade e eficiência da cadeia de blocos. Dois dos avanços mais significativos nessa jornada são o Taproot e as Schnorr signatures. Neste artigo aprofundado, vamos explicar o que são essas tecnologias, como funcionam, quais benefícios trazem e o impacto que elas já estão causando no ecossistema.

1. Entendendo as Schnorr Signatures

As Schnorr signatures são um tipo de algoritmo de assinatura digital baseado em curvas elípticas, criado por Claus Schnorr em 1991. Elas foram adotadas no Bitcoin como parte da atualização Hard Fork que introduziu o Taproot em novembro de 2021.

• Linearidade: Diferente das assinaturas ECDSA (usadas anteriormente), as assinaturas Schnorr são lineares, o que permite a agregação de múltiplas assinaturas em uma única.
• Segurança baseada em problemas matemáticos difíceis: A segurança das Schnorr signatures se baseia no problema do logaritmo discreto em curvas elípticas, considerado extremamente difícil de resolver com a tecnologia atual.
• Eficiência: Elas são mais curtas (64 bytes) e exigem menos cálculos, reduzindo o consumo de energia e o tamanho dos dados armazenados.

Essas características abrem caminho para funcionalidades avançadas, como multi‑signatures (multisig) mais simples e aggregation de assinaturas em transações complexas.

2. O que é o Taproot?

Taproot é uma atualização de protocolo que combina três componentes principais:

1. Schnorr signatures – como descrito acima.
2. Merkleized Abstract Syntax Tree (MAST) – permite que diferentes condições de gasto sejam armazenadas como ramos de uma árvore Merkle, revelando apenas o ramo realmente utilizado.
3. Tweaked public keys – combinam a chave pública original com a raiz da árvore Merkle, criando um endereço único que parece simples, mas pode representar múltiplas condições de gasto.

Em termos práticos, o Taproot oferece duas vantagens cruciais:

• Privacidade aprimorada: Se uma transação for gasta usando a condição “padrão” (a chave pública tweaked), nenhum dos outros ramos da MAST é revelado, ocultando a existência de scripts complexos.
• Escalabilidade: Ao reduzir o tamanho das transações e permitir a agregação de assinaturas, o Taproot diminui a pressão sobre o limite de 4 MB de blocos, possibilitando mais transações por bloco.

3. Como as Schnorr Signatures e o Taproot Interagem?

Imagine que um usuário queira criar uma carteira multi‑assinatura 2‑de‑3. Sem Schnorr, seria necessário incluir três assinaturas ECDSA distintas, aumentando o tamanho da transação. Com Schnorr, essas três assinaturas podem ser agregadas em uma única assinatura de 64 bytes, que ainda valida as três chaves públicas envolvidas. Essa assinatura agregada pode então ser inserida como um único “ramos” dentro da MAST do Taproot.

Quando a transação for efetivamente gasta, apenas o ramo usado (por exemplo, a assinatura agregada) será revelado, mantendo os demais ramos ocultos. Essa combinação garante que a transação pareça simples e não revele que, na verdade, há regras de gasto mais complexas por trás.

4. Benefícios Práticos para Usuários e Desenvolvedores

4.1 Redução de Taxas

Taxas de mineração são calculadas com base no tamanho da transação (em bytes). Ao usar assinaturas Schnorr e o modelo MAST, o tamanho da transação pode ser reduzido em até 30 % em alguns casos, resultando em custos menores para usuários.

4.2 Maior Segurança

Com a capacidade de criar chaves públicas tweaked, é possível gerar endereços que só revelam as informações necessárias no momento do gasto, dificultando a análise de padrões por atacantes.

4.3 Flexibilidade para Contratos Inteligentes Simples

Embora o Bitcoin não tenha contratos inteligentes Turing‑complete como o Ethereum, o Taproot permite scripts mais complexos (por exemplo, time‑locked ou hash‑locked) de forma mais eficiente e privada.

5. Impacto no Ecossistema Bitcoin

Desde a ativação do Taproot, vários projetos começaram a adotar essas tecnologias:

• Carteiras: Ledger, Electrum e Sparrow já suportam endereços Taproot (bech32m).
• Serviços de Custódia: Empresas como Casa e Unchained Capital utilizam assinaturas Schnorr para oferecer co‑custódia mais segura.
• Plataformas de Lightning Network: O uso de Schnorr simplifica a criação de canais multi‑assinatura, reduzindo custos de abertura e fechamento.

Além disso, a comunidade de desenvolvedores tem proposto extensões como Tapscript, que amplia ainda mais as possibilidades de scripts dentro da MAST.

6. Como Começar a Usar Taproot e Schnorr

Se você é um usuário final, basta garantir que sua carteira suporte endereços bc1p… (formato bech32m). Para quem deseja desenvolver, os recursos oficiais do Bitcoin são um ótimo ponto de partida:

• Bitcoin.org – Guia oficial em português
• Developer Bitcoin – Documentação técnica

Ambos contêm tutoriais e exemplos de código para criar transações Taproot.

7. Desafios e Limitações Atuais

Embora Taproot e Schnorr tragam avanços notáveis, ainda há questões a serem resolvidas:

• Adaptação da Infraestrutura: Alguns serviços ainda não reconhecem endereços Taproot, o que pode gerar atrasos na aceitação de pagamentos.
• Complexidade de Desenvolvimento: Implementar MAST e Tapscript requer conhecimento avançado de criptografia e da estrutura de scripts Bitcoin.
• Concentração de Poder: A adoção de carteiras que suportam Taproot pode criar um efeito de rede que favorece poucos provedores.

Esses obstáculos são, porém, típicos de qualquer grande atualização de protocolo e tendem a ser mitigados à medida que a comunidade ganha experiência.

8. Futuro do Bitcoin com Taproot

O Taproot abre portas para inovações que antes eram inviáveis no Bitcoin:

1. Contratos de pagamento avançados: Como discrete log contracts (DLCs), que permitem apostas e derivativos sem confiar em terceiros.
2. Privacidade semelhante a moedas de privacidade: Embora ainda não seja tão anônima quanto Monero, a ocultação de scripts aumenta a confidencialidade das transações.
3. Escalabilidade de camada‑2: Soluções como o Lightning Network se beneficiam de assinaturas mais leves e de scripts mais flexíveis.

Em resumo, Taproot e Schnorr representam um passo decisivo rumo a um Bitcoin mais eficiente, seguro e pronto para atender a demandas complexas.

Conclusão

O que são os “Taproot” e “Schnorr signatures” no Bitcoin? São tecnologias complementares que, juntas, trazem ganhos de privacidade, redução de custos e maior flexibilidade para desenvolvedores. Desde a sua implementação em 2021, elas vêm sendo gradualmente adotadas por carteiras, serviços de custódia e soluções de camada‑2, sinalizando que o futuro do Bitcoin está cada vez mais alinhado com as exigências de escalabilidade e privacidade do mercado.