Taro, un nuovo protocollo proposto da Lightning Labs, sfrutta Taproot e Lightning Network per apportare nuove risorse e scalabilità a Bitcoin.
Lightning Labs ha introdotto una nuova proposta di protocollo per Bitcoin e Lightning Network, Taro, che cerca di portare nuovi casi d'uso nella rete. L'azienda ha pubblicato una serie di bozze di proposte di miglioramento del Bitcoin (BIP) e chiede il feedback della comunità sul progetto proposto.
Taro cerca di consentire l'emissione di beni e oggetti da collezione, che sono la forma di beni non fungibili del protocollo, su Bitcoin, nonché il loro trasferimento su Lightning in modo privato e sicuro senza gonfiare la blockchain. Per fare ciò, prevede di sfruttare l’ultimo aggiornamento del protocollo, Taproot.
"I principi di progettazione di Taro on Lightning si ispirano a quelli di Internet, dove si ha la complessità ai margini, ma si mantiene la semplicità nel mezzo", ha detto Elizabeth Stark, CEO di Lightning Labs Bitcoin Magazine.
La maggior parte dei modi esistenti per emettere e utilizzare asset su Bitcoin oggi sfruttano interamente un'altra blockchain, che aggiunge un nuovo modello di fiducia con diverse garanzie di sicurezza, oppure si affidano all'aggiunta di dati extra direttamente sulla catena, il che è inefficiente per tenere traccia delle informazioni sugli asset a lungo termine ed è pericoloso per la privacy dell'utente.
Invece, Taro usa Taproot.
Il futuro di Taproot: scalabilità e privacy
Taproot consente di impostare condizioni di spesa complesse per un Bitcoin UTXO garantendo al tempo stesso che solo la condizione che alla fine viene utilizzata per spendere la moneta venga rivelata sulla catena a tutti gli utenti Bitcoin. Di conseguenza, tale spesa è più privata, perché un osservatore passivo non può dire se c'erano altre condizioni di spesa per quella transazione; e più scalabile, perché ora quello schema complesso inserisce molti meno dati nella catena. Ciò è significativo perché i precedenti comportamenti programmatici di Bitcoin implicavano che le transazioni dovessero essere rivelate nella loro interezza ogni volta che venivano spese, danneggiando la privacy degli utenti e rendendo impraticabili schemi molto complessi a causa di una crescita lineare delle esigenze di archiviazione.
Utilizzando Taproot, Taro può anche fare affidamento sul meccanismo di consenso proof-of-work (PoW) di Bitcoin per garantire il corretto ordinamento delle transazioni e prevenire doppie spese, definendo al contempo direttive speciali su come interagire e convalidare i nuovi dati asset.
Di conseguenza, Taro si differenzia anche da altre soluzioni di asset su blockchain "altamente programmabili", come i token ERC-20 ed ERC-721 di Ethereum, perché si basa sul modello UTXO di Bitcoin invece che su un modello di conto, il che significa che è allo stesso tempo più sicuro perché si evita il riutilizzo delle chiavi e più privato in quanto non vengono rivelate informazioni sui saldi. L'approccio di Taro è anche più scalabile ed è compatibile con i client leggeri.
Più specificamente, Taro porta risorse in Bitcoin attraverso le "foglie" dell'albero dello script Taproot, poiché ogni foglia nell'albero è completamente indipendente e può essere rivelata selettivamente, il che consente un impegno strutturato. Aggiungendo informazioni su tali risorse (noti come metadati) nell'albero degli script Taproot, il protocollo proposto può funzionare come uno strato costruito sopra Bitcoin, consentendo alle transazioni delle risorse Taro di assomigliare alle normali transazioni Bitcoin, poiché sulla catena solo l'output Taproot viene rivelato, pur consentendo prove del movimento delle risorse attraverso il grafico delle transazioni.
Bitcoin è scalabile
"Questo è piuttosto elegante perché ti consente di separare questi impegni patrimoniali dalla sceneggiatura vera e propria", ha detto il CTO di Lightning Labs, Olaoluwa Osuntokun Bitcoin Magazine. “Taproot, in questo caso, ci consente di separare logicamente quello che è il principale livello di scripting di Bitcoin dal livello di asset stesso. Anche se in realtà si trovano all'interno dello stesso output, poiché il livello Bitcoin non si preoccupa di ciò che non viene rivelato, possiamo usarlo per avere dati strutturati aggiuntivi."
Di conseguenza, questa costruzione consente a un singolo Taproot UTXO di impegnarsi effettivamente (ovvero includere l'hash di) un numero illimitato di asset che vengono rivelati solo alle parti specifiche che necessitano di tali informazioni, senza gravare sull'intera rete Bitcoin.
"Rende le cose un po' più semplici e le rende anche molto più facili da comprendere per gli sviluppatori perché lo strato di sovrapposizione sostanzialmente assomiglia a Bitcoin con alcune lievi modifiche, impegni aggiuntivi, convalida, cose del genere", ha detto Osuntokun.
Sfruttando Taproot per l'emissione e il trasferimento di asset, Taro abilita efficacemente nuove funzionalità ai margini di Bitcoin sfruttando la liquidità bitcoin mentre l'asset viene instradato attraverso la rete Lightning, il tutto senza aggiungere dati non necessari sulla catena.
“Se le persone effettuano più transazioni ai margini utilizzando queste risorse, beh, ciò significa che in realtà abbiamo bisogno di più capacità nella stessa Lightning Network”, ha affermato Osuntokun. “La domanda di asset ai margini, per quanto riguarda la capacità strutturale, si traduce quindi in una maggiore attività produttiva sulla rete e in più tariffe di instradamento, quindi anche in un maggiore effetto di rete”.
Di conseguenza, Taro può fare un passo nella direzione di aumentare la domanda di blockspace sulla catena, contribuendo a garantire che Bitcoin possa rimanere sostenibile una volta che i minatori inizieranno a essere pagati solo attraverso commissioni di transazione mentre il sussidio per blocco si avvicinerà allo zero nel prossimo secolo.
Un albero Merkle ottimizzato
Taro sfrutta una struttura dati nota come albero Merkle-Sum Sparse Merkle (MS-SMT) per consentire alle risorse di impegnarsi negli alberi di script Taproot, agendo come un protocollo di sovrapposizione. MS-SMT unisce le proprietà di un albero Merkle regolare, un albero Merkle-Sum e un albero Merkle sparsi.
Un albero Merkle viene costruito eseguendo l'hashing di un elenco di hash di elementi in coppie finché non si arriva a un singolo hash, chiamato hash radice. Ad esempio, in un elenco di quattro elementi, eseguiremo prima l'hashing separatamente di ciascun elemento. Successivamente, uniremmo gli hash degli elementi uno e due insieme e faremo l'hash di quella concatenazione, e faremo lo stesso con gli hash di tre e quattro. Infine, eseguiremo l'hashing dei restanti due hash per determinare l'hash root.
Un albero Merkle è utile perché può memorizzare molti dati, rende facile dimostrare che alcuni dati esistono nell'albero e ci permette anche di verificare che i dati non siano stati manomessi. In altre parole, un normale albero Merkle consente scalabilità, prova di appartenenza e resistenza alla manomissione.
Inoltre, dobbiamo solo memorizzare l'hash root dell'albero Merkle sulla catena per verificare tali proprietà. Questo perché se i dati in una foglia venissero manomessi, ad esempio, anche il suo hash cambierebbe, modificando ulteriormente tutti gli hash ai livelli superiori, il che alla fine cambierebbe l'hash root, di cui è possibile attestare la modifica attraverso il confronto con l'hash memorizzato. versione.
L'albero Merkle-Sum fa un ulteriore passo avanti consentendoci di impegnarci nella somma di tutti i valori delle foglie, il che significa che il suo hash root può anche includere informazioni sulla somma dei valori di ciascuna foglia nell'albero. Nel contesto patrimoniale, questa proprietà consente di controllare più facilmente l'offerta di un bene, oltre a consentire la divisibilità del bene e impedire l'emissione indesiderata di nuovi beni in transazioni che dovrebbero solo trasferirli. Nel nostro fittizio albero Merkle sopra, se ogni foglia avesse un valore pari a uno, l'hash radice avrebbe un valore pari a quattro.
L'albero Sparse Merkle aggiunge ancora un'altra proprietà. Tutte le sue foglie sono indicizzate, consentendo l'accesso alle informazioni sull'albero in una coppia chiave-valore, e ha foglie vuote, che in realtà contengono il valore "null", permettendoci di verificare se alcuni dati sono non nell'albero. Questa proprietà, nota come prova di non adesione, è possibile tramite dimostrando l'appartenenza a null in una determinata foglia a cui è possibile accedere tramite il suo indice. Ad esempio, se si afferma che la foglia con l’indice sei memorizza alcune informazioni su un asset, possiamo dimostrare che tali informazioni non sono presenti attestando che quella foglia ha effettivamente un valore “null”.
Trasferimento di una risorsa Taro
Taro rappresenta le risorse con MS-SMT nidificati, uno per ogni ID risorsa o tipo di risorsa. Il protocollo consente a questi alberi di essere sovrapposti uno sopra l'altro, ramificandosi dall'albero di script Taproot iniziale per rappresentare un numero effettivamente illimitato di risorse in un singolo Taproot UTXO. I beni Taro vengono quindi emessi su catena.
Alla base della funzionalità degli asset su Taro c'è un asset script, un insieme di direttive stabilite da uno sviluppatore per definire a livello di codice come un dato asset può essere trasferito sul protocollo. L'hash di quello script viene quindi incluso in MS-SMT in modo che possa essere facilmente applicato in seguito, rendendo così la risorsa e i suoi attributi vincolati all'hash dello script della risorsa.
La versione iniziale di Taro propone l'utilizzo di un sottoinsieme di Bitcoin Script , consentendo ai beni di esprimere condizioni arbitrarie per il trasferimento valido di un bene. Poiché gli script delle risorse ereditano un livello di programmabilità alla pari con Bitcoin Script, le risorse Taro possono essere trasferite tramite Lightning in transazioni multi-hop off-chain tramite contratti hash time-locked (HTLC) incorporati nello script delle risorse. Tuttavia, le versioni future potrebbero introdurre nuovi codici operativi e funzionalità extra che esisterebbero solo a livello Taro.
"L'esecuzione di Taproot-in-Taproot rende la versione iniziale più semplice e ci dà più tempo per capire quali casi d'uso emergono e desideriamo una maggiore espressività", ha affermato Osuntokun.
Per i trasferimenti su catena, Taro sfrutta un nuovo formato di indirizzo basato su spiaggia32 che include anche l'hash dello script dell'asset. Per ricevere una risorsa Taro sulla catena, il destinatario dovrebbe creare un indirizzo con dati sufficienti che descrivano in dettaglio come il mittente può costruire un nuovo gruppo di script di risorse che contenga le informazioni necessarie per spendere la risorsa una volta trasferita al nuovo proprietario. In altre parole, le informazioni aggiuntive, nell'hash dello script dell'asset, dicono al destinatario quale è la capacità di sblocco per l'asset che viene trasferito, in modo che possa eventualmente essere trasferito nuovamente.
Poiché il destinatario ha tutte queste informazioni, può calcolare la foglia dell'asset, che quindi gli consente di calcolare la radice dell'asset e infine l'intero output stesso, permettendogli di osservare il risultato calcolato sulla blockchain di Bitcoin.
Inoltre, facendo in modo che il destinatario invii in anticipo le informazioni di definizione, l'unico modo in cui il mittente può rendere valida la transazione è inviare esattamente ciò che il destinatario si aspetta. Se viene inviata la risorsa sbagliata o l'importo sbagliato, gli hash non corrisponderanno e il destinatario potrà facilmente capire che il mittente ha fatto qualcosa di sbagliato.
Beni e oggetti da collezione su Bitcoin
L'emissione e il trasferimento di beni a Taro variano a seconda che il bene sia normale o da collezione.
Un bene da collezione, o non fungibile, è una rappresentazione di valore unica nel suo genere, con un identificatore univoco che stabilisce un diritto su un bene a livello della catena Bitcoin o a livello del mondo reale e rende impossibile titolarità contraffatta. Un oggetto da collezione su Taro potrebbe essere, ad esempio, una carta da baseball rara tokenizzata. Gli oggetti da collezione vengono creati in un'unica transazione batch, non possono essere divisi o uniti e devono essere trasferiti fuori catena o inseriti in un canale con più parti per essere trasferiti tra un insieme noto di partecipanti.
Una risorsa regolare, d'altro canto, si impegna a mantenere un valore totale delle attività detenute e può essere divisa e accorpata. Le divisioni possono avvenire all'interno di un albero, configurando una divisione interna, o su diversi output Taproot, configurando una divisione esterna. Durante il trasferimento, il detentore del bene dimostra di possedere una suddivisione valida con una prova Merkle-Sum e i corrispondenti beni creati si impegnano in una nuova suddivisione in output Merkle-Sum che garantisce che l'importo totale dei beni dopo il trasferimento sia uguale all'importo totale esistente prima della transazione .
Asset ai margini: Lightning come rete di pagamento dorsale decentralizzata
Come accennato in precedenza, Taro può trasferire asset emessi on-chain sulla rete Lightning, in modo simile a come i bitcoin possono essere inviati tramite Lightning dopo essere stati bloccati in un output multifirma due su due che viene confermato sulla blockchain di Bitcoin. Un canale Lightning che contiene risorse Taro sfrutta lo stesso flusso, tuttavia anche l'output due su due di Schnorr Taproot si impegnerebbe nell'insieme di risorse nel canale.
"Utilizzando il protocollo Taro, i canali Lightning ancorati con un output Taproot sono in grado di inviare sia bitcoin che risorse Taro off-chain, con pagamenti multi-hop facilitati dai nuovi HTLC a livello Taro, che utilizzano il sistema di scripting per implementare le previsioni previste garanzie di sicurezza dei pagamenti end-to-end”, ha detto Osuntokun Bitcoin Magazine.
Osuntokun ha aggiunto che il percorso di implementazione proposto da Lightning Labs per Taro sulla rete Lightning cerca di introdurre innanzitutto le risorse solo ai margini, il che significa che eviterebbe sia di dover modificare il nucleo della rete sia di avviare una nuova rete con liquidità adeguata per ciascuna risorsa Taro . Piuttosto, i piani dell’azienda prevederebbero che Taro si collegasse alla liquidità bitcoin su Lightning e richiedessero solo al mittente e al destinatario di un determinato asset di utilizzare canali compatibili con Taro.
"L'unico vincolo è che per ricevere/inviare utilizzando un particolare asset, è necessaria la corrispondente liquidità in entrata/in uscita", ha detto Osuntokun.
Oltre alla configurazione simile di Lightning on-ramp, i trasferimenti multi-hop delle risorse Taro su Lightning sfrutterebbero un sistema di fatturazione simile che oggi è comune nel secondo livello. Tuttavia, invece di denominare la fattura in BTC, la fattura sarebbe denominata nell’asset Taro stesso.
"Ad esempio, se Alice vuole inviare a Bob una risorsa stablecoin Taro, creerà una nuova fattura che quota, diciamo, $ 10", ha detto Osuntokun. "Bob utilizzerà quindi un 'hophint', ovvero dettagli di instradamento aggiuntivi forniti nella fattura per completare il percorso e calcolare l'importo delle commissioni di rete (pagate in bitcoin) per inviare il suo primo hop, che attraverserà la dorsale interna di Bitcoin ed eventualmente rilasciare abbastanza BTC all'ultimo salto per completare il pagamento."
Il protocollo Taro specificherà le informazioni aggiuntive che devono essere inviate ai peer Lightning ai margini per aggiornare correttamente tutti i canali, ha aggiunto.
Rendere Bitcoin lo strato base di fatto
Taro cerca di sfruttare l'ultimo aggiornamento del soft fork di Bitcoin per portare asset con casi d'uso reali come le stablecoin in dollari statunitensi nello stack di valute digitali peer-to-peer (P2P). Consente l'emissione di un numero quasi illimitato di asset con un singolo Taproot UTXO, nonché il trasferimento di tali asset con transazioni multi-hop istantanee e a basso costo su Lightning.
Sfruttando Bitcoin e Lightning come binari, Taro potrebbe creare un ecosistema interoperabile di risorse in grado di unire diversi casi d'uso senza influenzare le parti che potrebbero non interessarsi a tali risorse. Allo stesso tempo, il protocollo contribuisce anche a Bitcoin aumentando i suoi effetti di rete nel caso in cui una divulgazione del concetto guidi il traffico sulla rete, aumentando così il pagamento delle commissioni ai minatori e aumentando la liquidità di BTC sulla rete Lightning.
Sebbene la sua iterazione iniziale si adatti a un numero limitato di casi d'uso, nel tentativo di rendere più semplice il passaggio al nuovo protocollo per gli sviluppatori attraverso una familiare suite di scripting Bitcoin, le possibilità di estensioni e ulteriori sviluppi sono quasi infinite, man mano che costruttori e imprenditori diventano creativi e modificare il protocollo in base alle proprie esigenze.
"La speranza è aprire gli occhi delle persone su ciò che riserva il futuro di Bitcoin e su ciò che Taproot può consentire", ha detto Stark Bitcoin Magazine. "L'obiettivo è fare in modo che Bitcoin diventi la rete monetaria globale sottostante alimentata da protocolli aperti."
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