Taro, un nouveau protocole proposé par Lightning Labs, exploite Taproot et le Lightning Network pour apporter de nouveaux actifs et une évolutivité à Bitcoin.
Lightning Labs a introduit une nouvelle proposition de protocole pour Bitcoin et le Lightning Network, Taro, qui cherche à apporter de nouveaux cas d'utilisation au réseau. La société a publié une série de projets de propositions d'amélioration de Bitcoin (BIP) et il demande les commentaires de la communauté sur la conception proposée.
Taro cherche à permettre l'émission d'actifs et d'objets de collection, qui sont la forme d'actifs non fongibles du protocole, sur Bitcoin ainsi que leur transfert sur Lightning de manière privée et sécurisée sans gonfler la blockchain. Pour ce faire, il prévoit de tirer parti de la dernière mise à jour du protocole, Racine pivotante.
"Les principes de conception de Taro sur Lightning s'inspirent de ceux d'Internet, où vous avez une complexité aux bords, mais vous gardez la simplicité entre les deux", a déclaré Elizabeth Stark, PDG de Lightning Labs. Magazine Bitcoin.
La plupart des moyens existants d'émettre et d'utiliser des actifs sur Bitcoin aujourd'hui s'appuient entièrement sur une autre blockchain, ce qui ajoute un nouveau modèle de confiance avec différentes garanties de sécurité, ou s'appuient sur l'ajout de données supplémentaires directement sur la chaîne, ce qui est inefficace pour suivre les informations sur les actifs à long terme. et est dangereux pour la vie privée des utilisateurs.
Au lieu de cela, Taro utilise Taproot.
L'avenir de Taproot : évolutivité et confidentialité
Taproot permet de définir des conditions de dépenses complexes pour un Bitcoin UTXO tout en garantissant que seule la condition qui est finalement utilisée pour dépenser la pièce est révélée en chaîne à tous les utilisateurs de Bitcoin. En conséquence, une telle dépense est plus privée, car un observateur passif ne peut pas dire s'il y avait d'autres conditions de dépenses pour cette transaction ; et plus évolutif, car maintenant ce schéma complexe place considérablement moins de données sur la chaîne. Cela est significatif car les comportements programmatiques précédents de Bitcoin signifiaient que les transactions devaient être révélées dans leur intégralité chaque fois qu'elles étaient dépensées, nuisant à la vie privée des utilisateurs et rendant des schémas très complexes irréalisables en raison d'une croissance linéaire des besoins de stockage.
En utilisant Taproot, Taro peut également s'appuyer sur le mécanisme de consensus de preuve de travail (PoW) de Bitcoin pour garantir le bon ordre des transactions et éviter les doubles dépenses, tout en définissant des directives spéciales sur la manière d'interagir avec les nouvelles données d'actifs et de les valider.
En conséquence, Taro se distingue également des autres solutions d'actifs sur les chaînes de blocs "hautement programmables", telles que les jetons ERC-20 et ERC-721 d'Ethereum, car il est basé sur le modèle UTXO de Bitcoin au lieu d'un modèle de compte, ce qui signifie qu'il est à la fois plus sécurisé en évitant la réutilisation des clés et plus privé car aucune information sur les soldes n'est révélée. L'approche de Taro est également plus évolutive et compatible avec les clients légers.
Plus précisément, Taro apporte des actifs à Bitcoin via les «feuilles» de l'arbre de script Taproot, car chaque feuille de l'arbre est complètement indépendante et peut être révélée de manière sélective, ce qui permet un engagement structuré. En ajoutant des informations sur ces actifs (appelées métadonnées) dans l'arborescence de scripts Taproot, le protocole proposé peut fonctionner comme une couche construite au-dessus de Bitcoin, permettant aux transactions d'actifs Taro de ressembler à des transactions Bitcoin régulières, car seule la sortie Taproot est en chaîne. est révélé, tout en permettant de prouver le mouvement des actifs sur le graphique des transactions.
Bitcoin est évolutif
"C'est assez élégant car cela vous permet de séparer ces engagements d'actifs du script lui-même", a déclaré Olaoluwa Osuntokun, CTO de Lightning Labs. Magazine Bitcoin. « Taproot, dans ce cas, nous permet de séparer logiquement ce qui est la couche de script Bitcoin principale de la couche d'actifs elle-même. Même s'ils sont en fait dans la même sortie, parce que la couche Bitcoin ne se soucie pas de ce qui n'est pas révélé, nous pouvons l'utiliser pour avoir des données structurées supplémentaires.
En conséquence, cette construction permet à un seul Taproot UTXO de s'engager efficacement (c'est-à-dire d'inclure le hachage) d'un nombre illimité d'actifs qui ne sont révélés qu'aux parties spécifiques qui ont besoin de ces informations - sans alourdir l'ensemble du réseau Bitcoin.
"Cela simplifie un peu les choses et facilite également la compréhension des développeurs, car la couche de superposition ressemble et ressemble essentiellement à Bitcoin avec quelques légères modifications, des engagements supplémentaires, une validation, des choses comme ça", a déclaré Osuntokun.
En tirant parti de Taproot pour l'émission et le transfert d'actifs, Taro active efficacement de nouvelles fonctionnalités à la périphérie de Bitcoin en tirant parti de la liquidité du bitcoin lorsque l'actif est acheminé via le Lightning Network, le tout sans ajouter de données inutiles sur la chaîne.
"Si les gens effectuent plus de transactions à la périphérie en utilisant ces actifs, eh bien, cela signifie que nous avons en fait besoin de plus de capacité dans le Lightning Network lui-même", a déclaré Osuntokun. "La demande d'actifs à la périphérie, en ce qui concerne la capacité structurelle, se traduit alors par une activité productive accrue sur le réseau et davantage de frais de routage, donc un effet réseau plus important également."
En conséquence, Taro peut faire un pas en avant vers l'augmentation de la demande d'espace de bloc sur la chaîne, contribuant ainsi à garantir que Bitcoin peut rester durable une fois que les mineurs commencent à être payés uniquement par le biais de frais de transaction, la subvention globale s'approchant de zéro au siècle prochain.
Un arbre Merkle modifié
Taro exploite une structure de données connue sous le nom d'arbre Merkle-Sum Sparse Merkle (MS-SMT) pour permettre aux actifs de s'engager dans les arbres de script Taproot, agissant comme un protocole de superposition. MS-SMT réunit les propriétés d'un arbre Merkle régulier, d'un arbre Merkle-Sum et d'un arbre Merkle épars.
Un arbre Merkle est construit en hachant une liste de hachages d'éléments par paires jusqu'à ce que nous arrivions à un seul hachage, appelé hachage racine. Par exemple, dans une liste de quatre éléments, nous commencerions par hacher séparément chaque élément. Ensuite, nous joindrions les hachages des éléments un et deux ensemble et hacherions cette concaténation, et ferions de même avec les hachages de trois et quatre. Enfin, nous hacherions les deux hachages restants pour déterminer le hachage racine.
Un arbre Merkle est utile car il peut stocker de nombreuses données, il permet de prouver facilement que certaines données existent dans l'arbre et il nous permet également de vérifier que les données n'ont pas été falsifiées. En d'autres termes, un arbre Merkle régulier permet l'évolutivité, la preuve d'adhésion et la résistance à la falsification.
De plus, nous n'avons besoin que de stocker le hachage racine de l'arbre Merkle sur la chaîne pour vérifier ces propriétés. En effet, si les données d'une feuille sont falsifiées, par exemple, son hachage changerait également, modifiant encore tous les hachages aux niveaux supérieurs, ce qui changerait enfin le hachage racine - dont le changement peut être attesté par comparaison avec le stocké version.
L'arbre Merkle-Sum va encore plus loin en nous permettant de nous engager sur la somme de toutes les valeurs de feuille, ce qui signifie que son hachage racine peut également inclure des informations sur la somme des valeurs de chaque feuille de l'arbre. Dans le cadre des actifs, cette propriété permet de contrôler plus facilement l'offre d'un actif, de permettre la divisibilité de l'actif et d'empêcher l'émission non souhaitée de nouveaux actifs dans des transactions qui ne sont censées que les transférer. Dans notre arbre de Merkle fictif ci-dessus, si chaque feuille avait une valeur de un, le hachage racine aurait une valeur de quatre.
L'arbre Sparse Merkle ajoute encore une autre propriété. Toutes ses feuilles sont indexées, permettant l'accès aux informations sur l'arbre à la manière d'une paire clé-valeur, et il a des feuilles vides, qui contiennent en fait la valeur "null", nous permettant de vérifier si certaines données sont ne sauraient dans l'arbre. Cette propriété, dite preuve de non-adhésion, est possible par prouver l'appartenance de null dans une feuille donnée accessible par son index. Par exemple, s'il existe une affirmation selon laquelle la feuille avec l'index six stocke des informations sur un actif, nous pouvons prouver que ces informations ne sont pas là en attestant que cette feuille contient en fait une valeur "nulle".
Transférer un actif Taro
Taro représente les actifs avec des MS-SMT imbriqués, un pour chaque ID d'actif ou type d'actif. Le protocole permet à ces arborescences d'être superposées les unes aux autres, en se ramifiant à partir de l'arborescence de script Taproot initiale pour représenter un nombre effectivement illimité d'actifs dans un seul Taproot UTXO. Les actifs de taro sont donc émis en chaîne.
À la base de la fonctionnalité d'actif sur Taro se trouve un script d'actif, un ensemble de directives établies par un développeur pour définir par programmation comment un actif donné peut être transféré sur le protocole. Le hachage de ce script est ensuite inclus dans le MS-SMT afin qu'il puisse être facilement appliqué ultérieurement, ce qui permet à l'actif et à ses attributs de s'engager dans le hachage du script d'actif.
La version initiale de Taro propose l'utilisation d'un sous-ensemble de Script Bitcoin, permettant aux actifs d'exprimer des conditions arbitraires pour le transfert valide d'un actif. Comme les scripts d'actifs héritent d'un niveau de programmabilité comparable à celui de Bitcoin Script, les actifs de Taro peuvent être transférés via Lightning dans des transactions multi-sauts hors chaîne via des contrats à verrouillage temporel de hachage (HTLC) intégrés dans le script d'actifs. Cependant, les futures versions pourraient introduire de nouveaux opcodes et des fonctionnalités supplémentaires qui n'existeraient qu'au niveau Taro.
"Faire Taproot-within-Taproot simplifie la version initiale et nous donne plus de temps pour déterminer quels cas d'utilisation apparaissent et souhaitent plus d'expressivité", a déclaré Osuntokun.
Pour les transferts en chaîne, Taro exploite un nouveau format d'adresse basé sur plage32 qui inclut également le hachage du script d'actif. Pour recevoir un actif Taro sur la chaîne, le destinataire devrait créer une adresse avec suffisamment de données qui détaillent comment l'expéditeur peut construire un nouveau groupe de scripts d'actifs contenant les informations nécessaires pour dépenser l'actif une fois qu'il est transféré au nouveau propriétaire. En d'autres termes, les informations supplémentaires, dans le hachage du script d'actif, indiquent au destinataire quelle est la capacité de déverrouillage de l'actif en cours de transfert, afin qu'il puisse éventuellement être transféré à nouveau.
Étant donné que le récepteur dispose de toutes ces informations, il peut calculer la feuille d'actif, ce qui lui permet ensuite de calculer la racine de l'actif, et enfin la sortie entière elle-même, lui permettant de regarder la blockchain Bitcoin pour le résultat qu'il a calculé.
De plus, en demandant au destinataire d'envoyer ces informations de définition à l'avance, la seule façon pour l'expéditeur de valider la transaction est d'envoyer exactement ce que le destinataire attend. Si le mauvais actif ou le mauvais montant est envoyé, les hachages ne correspondent pas et le destinataire peut facilement dire que l'expéditeur a fait quelque chose de mal.
Actifs et objets de collection sur Bitcoin
L'émission et le transfert d'actifs dans Taro varient selon qu'il s'agit d'un actif ordinaire ou d'un objet de collection.
Un actif de collection, ou non fongible, est une représentation unique de la valeur, avec un identifiant unique qui établit une créance sur un actif au niveau de la chaîne Bitcoin ou au niveau du monde réel et rend impossible la propriété contrefaite. Un objet de collection sur Taro pourrait être une carte de baseball rare symbolisée, par exemple. Les objets de collection sont créés en une seule transaction par lots, ne peuvent pas être divisés ou fusionnés et doivent être transférés hors chaîne ou placés dans un canal multipartite pour être transférés parmi un ensemble connu de participants.
Un actif ordinaire, en revanche, s'engage sur une valeur totale des actifs détenus et peut être divisé et fusionné. Les scissions peuvent se produire dans une arborescence, en configurant une scission interne, ou sur différentes sorties Taproot, en configurant une scission externe. Pendant le transfert, le détenteur de l'actif prouve qu'il détient une répartition valide avec une preuve Merkle-Sum et les actifs créés correspondants s'engagent dans une nouvelle répartition de sortie Merkle-Sum qui garantit que le montant total des actifs après le transfert est égal au montant total qu'il y avait avant la transaction .
Actifs à la périphérie : Lightning en tant que réseau de paiement backbone décentralisé
Comme mentionné précédemment, Taro peut transférer des actifs émis en chaîne sur le réseau Lightning, de la même manière que le bitcoin peut être envoyé via Lightning après avoir été enfermé dans une sortie multisignature deux sur deux qui est confirmée sur la blockchain Bitcoin. Un canal Lightning contenant des actifs Taro exploite le même flux, mais la sortie deux sur deux de Schnorr Taproot s'engagerait également sur l'ensemble d'actifs du canal.
"En utilisant le protocole Taro, les canaux Lightning ancrés avec une sortie Taproot sont capables d'envoyer à la fois des actifs bitcoin et Taro hors chaîne, les paiements multi-sauts étant facilités par de nouveaux HTLC au niveau Taro, qui utilisent le système de script pour implémenter le attendu garanties de sécurité de paiement de bout en bout », a déclaré Osuntokun Magazine Bitcoin.
Osuntokun a ajouté que la voie de déploiement proposée par Lightning Labs pour Taro sur le Lightning Network cherche d'abord à introduire uniquement des actifs à la périphérie, ce qui signifie qu'il éviterait à la fois d'avoir à modifier le cœur du réseau et de démarrer un nouveau réseau avec une liquidité adéquate pour chaque actif Taro. . Au lieu de cela, les plans de la société feraient en sorte que Taro se connecte à la liquidité bitcoin sur Lightning et n'exigeraient que l'expéditeur et le destinataire d'un actif donné d'utiliser des canaux compatibles avec Taro.
"La seule contrainte est que pour recevoir/envoyer en utilisant un actif particulier, une liquidité entrante/sortante correspondante est nécessaire", a déclaré Osuntokun.
En plus de la configuration similaire sur la rampe Lightning, les transferts multi-sauts d'actifs Taro via Lightning tireraient parti d'un système de facturation similaire qui est courant sur la deuxième couche aujourd'hui. Cependant, au lieu de libeller la facture en BTC, la facture serait libellée dans l'actif Taro lui-même.
"A titre d'exemple, si Alice veut envoyer à Bob un actif stablecoin Taro, elle créera une nouvelle facture qui cite, disons, 10 $", a déclaré Osuntokun. "Bob utilisera ensuite un" indice de saut ", qui sont des détails de routage supplémentaires fournis dans la facture pour compléter l'itinéraire et calculer le montant des frais de réseau (payés en bitcoin) à envoyer sur son premier saut, qui traversera le backbone interne Bitcoin et éventuellement déposer suffisamment de BTC au dernier saut pour effectuer le paiement.
Le protocole Taro spécifiera les informations supplémentaires qui doivent être envoyées aux pairs Lightning aux bords afin de mettre à jour correctement tous les canaux, a-t-il ajouté.
Faire de Bitcoin la couche de base de facto
Taro cherche à tirer parti de la dernière mise à niveau du soft fork de Bitcoin pour apporter des actifs avec des cas d'utilisation réels comme les pièces stables en dollars américains sur la pile de devises numériques peer-to-peer (P2P). Il permet l'émission d'un nombre presque illimité d'actifs avec un seul UTXO Taproot, ainsi que le transfert de ces actifs avec des transactions multi-sauts instantanées et peu coûteuses sur Lightning.
En exploitant Bitcoin et Lightning comme rails, Taro pourrait établir un écosystème interopérable d'actifs pouvant unir différents cas d'utilisation sans affecter les parties qui ne se soucient peut-être pas de ces actifs. Dans le même temps, le protocole contribue également à Bitcoin en augmentant ses effets sur le réseau dans le cas où une vulgarisation du concept génère du trafic sur le réseau, augmentant ainsi le paiement des frais aux mineurs et augmentant la liquidité BTC sur le Lightning Network.
Bien que son itération initiale s'adapte à un nombre limité de cas d'utilisation, dans le but de faciliter le passage au nouveau protocole pour les développeurs via une suite de scripts Bitcoin familière, les possibilités d'extensions et de développements ultérieurs sont presque infinies, à mesure que les constructeurs et les entrepreneurs deviennent créatifs. et faire tourner le protocole en fonction de leurs besoins.
"L'espoir est d'ouvrir les yeux des gens sur ce que l'avenir de Bitcoin réserve et ce que Taproot peut permettre", a déclaré Stark. Magazine Bitcoin. "L'objectif est que Bitcoin soit le réseau monétaire mondial sous-jacent alimenté par des protocoles ouverts."
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