核心干货：比特币核心0.21.0的发布带来了什么

今天（1月14日），比特币核心0.21.0正式发布，这是中本大约12年前推出的比特币原始软件客户端的第21个重要版本。

在比特币核心的首席维护者瓦迪米尔·范德兰（Wladimir van der Laan）的监督下，这一最新的主要版本在大约6个月内由100多个贡献者开发。比特币核心0.21.0是近年来比特币核心的最大版本之一。它引入了各种新功能，以及隐私和性能改进。同时，升级Schnorr/taproot协议也迈出了一大步。

以下是一些重要的变化。

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当硬币被发送到比特币地址时，实际发生的是它们将被“锁定”在一个未使用的事务输出（utxo）中。只有当utxo中的隐藏条件得到满足时，它们才能在将来的事务中被“解锁”（使用）。典的条件之一是包含与特定公钥对应的有效签名。但条件也可以包括密码、时间锁失效或签名组合（多重签名）。

到目前为止，比特币核心（bitcoin core）的设计是围绕其相应的私钥来管理钱包中的utxos，尽管私钥只是消费代币的几个潜在条件之一。这一次，比特币核心0.21.0引入了描述符钱包。描述符钱包允许用户根据需要消费的条件类对utxo进行分类。（例如，一个钱包用于仅具有有效签名的utxos，而另一个钱包用于具有多个签名的utxos）。

描述符钱包对于在比特币核心之上设计软件的应用程序开发人员特别有用。现在，可以很容易地将特定应用程序设计为只使用特定类的utxo，例如多符号utxo，而忽略任何非多符号utxo。

普通用户在实施后也可能会注意到这种差异。也许最值得注意的是，当新的比特币核心节点启动时，将不会创建默认钱包。相反，只有当用户特别选择创建新钱包时，才能创建新钱包，从而允许他们只创建所需类的钱包。此外，描述符钱包更好地支持只监视钱包：节点跟踪某些utxo，即使它们不使用所需的私钥。

升级到比特币核心0.21.0的比特币核心用户仍然可以使用他们的传统钱包。（传统钱包最终将被抛弃，这意味着用户需要将其传统钱包迁移到描述符钱包，但这在未来比特币核心发行之前并不是严格必要的。）

2. 在对等网络上提供压缩块过滤服务

“轻客户端”是指比特币钱包和应用程序不下载和验证整个比特币块，而只下载和验证一些特定的块和事务。这不是最好的安全方法，但是资源消耗要小得多。

一种流行的方法是使用布鲁姆过滤器。简而言之，bloomfilters是一种加密技术，用于从网络上或多或少的随机对等方请求相关数据。不幸的是，这些年来，人们已经清楚地认识到Bloom过滤器对隐私非常不友好：它们基本上把用户的所有地址都透露给（或多或少随机的）对等方，当然，它们也可能被侵犯隐私的行为窥探到。

与bloomfilter解决方案相比，一种更新的、更能保护隐私的替代方案被称为“压缩客户端块过滤”（bip157/158）。它从根本上颠覆了布鲁姆过滤器的技术。与其说是为整个节点创建过滤器，不如说是为每个块创建过滤器，并根据请求将这些过滤器发送给light客户端。轻客户机然后使用这些过滤器来确定与它们相关的事务是否包含在块中。如果是这样，lightwallet将获取整个区块，并从中提取任何相关的交易数据。（会有一些误报；即使过滤器建议块可能有相关的事务数据，它们也可能不包含相关的事务数据。）

现有版本的bitcoin core可以在本地创建过滤器，并通过远程过程调用（rpc）为运行在节点顶部的应用程序（如钱包）提供过滤器。比特币核心0.21.0现在还包括一个选项，可根据要求在比特币的点对点网络上提供这些过滤器。也就是说，可以使用Bloom滤波器来操作独立的光客户端。

3更少的重播尝试

除了Bloom过滤器，snoops还可以通过网络分析破解比特币用户的隐私。如果他们能够找出事务来自哪个节点，那么节点的比特币地址可以与其IP地址相关联，而IP地址又可以与其真实世界的身份相关联。

到目前为止，当比特币核心节点向比特币网络广播一个交易时，它们会尝试每15分钟重播一次，直到它被包含在一个块中。这意味着，如果这些比特币核心节点连接到窥探对等方，那么每15分钟尝试重播一次事务的比特币核心节点显然就是该事务的源节点。

比特币核心0.21.0显著降低了重放交易的频率：从最初的频率降低到12到36小时。必须减少重放的频率，以便从广播开始就确认事务的可能性大大增加，因此节点根本不需要重放。

在比特币核心的未来版本中，这个隐私漏洞将被完全修复。届时，比特币核心节点只会重放根据自身MemPool和成本计算需要确认的交易。此外，它还会重播其他交易，而不仅仅是自己的交易。

4支持tor V3

由于最近隐私保护tor协议的升级，新V3版本的tor地址比以前的V2版本长。目前，V2地址仍在使用中，但大约一年后就会被放弃。

放弃V2地址将给希望通过专用网络使用比特币的比特币核心用户带来问题。最初，比特币核心节点共享比特币个节点的tor地址，已知这些节点使用tor来寻找对等节点。它们通过共享其他节点的常规IP地址的相同信息来共享此IP地址。尽管在传统的IP地址格式（IPv6）中可以“隐藏”torv2地址，但是torv3地址太长，也就是说，当前消息太有限，无法与tor升级兼容。

因此，比特币核心0.21.0引入了一种与对等方共享IP/TOR地址的新格式。这些消息可以和共享torv3地址一样大。

5Schnorr/taproot代码和signet/regtest部署

Schnorr/taproot将是自2017年8月segwit以来比特币的首次协议升级。Schnorr签名算法经过两年多的发展，被认为是对比特币现有ECDSA签名算法的综合改进。与taproot（一种在加密哈希树中隐藏各种代币消费条件的聪明技术）相结合，这种升级有望以可扩展和隐私保护的方式为智能合约提供更大的灵活性。

Schnorr/主根代码现在包含在比特币核心0.21.0中。除非有意外的发展，否则不会改变。也就是说，应用程序开发人员可以开始围绕升级设计软件。此外，Schnorr/taproot现在可以在signet上使用（开发人员可以用来测试新的比特币软件的testnet的一个更新的、更可靠的变体），也可以在regtest上使用（一个附加的本地testnet变体）。

但是，在比特币主网上还没有Schnorr/taproot。因此，升级首先需要激活，而激活需要激活逻辑。不过，这个版本的比特币核心并不包含激活逻辑。预计在未来几个月内，它将被纳入比特币核心的小版本中。

6其他

除了上述变化，比特币核心0.21.0还包括各种错误修复和性能改进。对于普通用户来说，这些变化并不是那么明显。

例如，比特币核心钱包将从Berkeley DB切换到更适合应用数据文件的SQLite数据库，并在兼容性、支持和测试方面提供多重保障。

值得注意的是，比特币核心0.21.0还包括对交易请求的彻底修改：比特币节点用于理解新交易的新消息协议得到了更好的测试、更好的监管，并且更易于维护和审查。