Lightning Labs が提案した新しいプロトコルである Taro は、Taproot と Lightning Network を活用して、ビットコインに新しい資産とスケーラビリティをもたらします。
Lightning Labs は、ビットコインとライトニング ネットワークの新しいプロトコル提案である Taro を導入し、ネットワークに新しいユースケースをもたらすことを目指しています。 同社が公表したのは、 一連のビットコイン改善提案 (BIP) 草案 そして、提案されたデザインについてコミュニティからのフィードバックを求めています。
Taro は、ブロックチェーンを肥大化させることなく、非代替資産のプロトコル形式である資産と収集品のビットコインでの発行と、プライベートかつ安全な方法でのライトニングでの転送を可能にすることを目指しています。 そのために、プロトコルの最新のアップグレードを活用する予定です。 Taproot.
「Taro on Lightning の設計原則はインターネットの設計原則を参考にしており、エッジでは複雑さを持ちながらも、その間のシンプルさを保っています」と Lightning Labs CEO のエリザベス・スターク氏は語った。 Bitcoin Magazine.
現在、ビットコインで資産を発行して使用する既存の方法のほとんどは、別のブロックチェーンを完全に活用して、異なるセキュリティ保証を備えた新しい信頼モデルを追加するか、追加のデータをチェーン上に直接追加することに依存していますが、これは資産情報を長期的に追跡するには非効率的です。ユーザーのプライバシーにとって危険です。
代わりに、Taro は Taproot を使用します。
Taproot の未来: スケーラビリティとプライバシー
Taproot を使用すると、ビットコイン UTXO に複雑な支出条件を設定できると同時に、最終的にコインを支出するために使用される条件のみがオンチェーンですべてのビットコイン ユーザーに公開されるようになります。 その結果、そのような支出はよりプライベートなものになります。なぜなら、受動的な観察者は、そのトランザクションに他の支出条件があったのかどうかを知ることができないからです。 複雑なスキームによりチェーン上に置かれるデータが大幅に減少するため、よりスケーラブルになります。 ビットコインにおけるこれまでのプログラム的な動作では、トランザクションが使用されるたびにその全体を明らかにする必要があり、ユーザーのプライバシーが侵害され、ストレージのニーズが直線的に増加するため非常に複雑なスキームが実行不可能になっていたため、これは意味のあることです。
Taproot を使用することで、Taro はビットコインのプルーフ・オブ・ワーク (PoW) コンセンサス・メカニズムを利用して、トランザクションの正しい順序を保証し、二重支出を防止すると同時に、新しい資産データの操作方法と検証方法に関する特別なディレクティブを定義することもできます。
その結果、Taro は、アカウント モデルではなくビットコインの UTXO モデルに基づいているため、イーサリアムの ERC-20 トークンや ERC-721 トークンなどの「高度にプログラム可能な」ブロックチェーン上の他の資産ソリューションとも異なります。キーの再利用が回避されるため安全であり、残高に関する情報が公開されないため、よりプライベートになります。 Taro のアプローチはスケーラビリティも高く、ライト クライアントと互換性があります。
より具体的には、Taro は、Taproot スクリプト ツリーの「葉」を通じて資産をビットコインにもたらします。ツリー内の各葉は完全に独立しており、選択的に公開できるため、構造化されたコミットメントが可能になります。 これらの資産に関する情報 (メタデータと呼ばれる) を Taproot スクリプト ツリーに追加することにより、提案されたプロトコルはビットコイン上に構築されたレイヤーとして機能することができ、Taro 資産トランザクションを通常のビットコイン トランザクションのように見せることができ、オンチェーン上ではタップルート出力のみとして扱うことができます。トランザクション グラフ全体での資産の移動の証明を可能にしながら、明らかになります。
ビットコインはスケーラブルです
「これは、これらのアセットのコミットメントを実際のスクリプト自体から分離できるため、非常にエレガントです」と Lightning Labs の CTO、Olaoluwa Osuntokun 氏は語ります。 Bitcoin Magazine。 「この場合、Taproot を使用すると、メインのビットコイン スクリプティング レイヤーをアセット レイヤー自体から論理的に分離できます。 実際には同じ出力内にあるとしても、ビットコイン層は何が公開されていないのかを気にしないため、それを使用して追加の構造化データを取得できます。」
結果として、この構造により、ビットコイン ネットワーク全体に負担をかけることなく、単一の Taproot UTXO が、その情報を必要とする特定の当事者にのみ公開される無制限の数の資産に効果的にコミットする (つまり、そのハッシュを含める) ことが可能になります。
「これにより、物事が少しシンプルになり、開発者にとっても非常に理解しやすくなります。なぜなら、オーバーレイ層は基本的にビットコインのように見え、使用感も若干の微調整、追加のコミットメント、検証などが加えられるからです」とオスントクン氏は語った。
資産の発行と転送に Taproot を活用することで、Taro は、資産がライトニング ネットワークを介してルーティングされる際にビットコインの流動性を活用することで、ビットコインのエッジで新しい機能を効果的に有効にし、チェーン上に不必要なデータを追加する必要はありません。
「人々がこれらの資産を使用してエッジでより多くのトランザクションを実行している場合、それはライトニングネットワーク自体に実際により多くの容量が必要であることを意味します」とオスントクン氏は言いました。 「構造的な容量に限り、エッジの資産に対する需要は、ネットワーク上の生産活動の増加とルーティング料金の増加につながり、ネットワーク効果も大きくなります。」
その結果、Taroはチェーン上のブロックスペースの需要を高める方向に一歩を踏み出すことができ、次世紀にブロック補助金がゼロに近づく中、マイナーが取引手数料のみで支払いを受け始めた後でもビットコインが持続可能であることを保証するのに役立つ。
微調整されたマークル ツリー
Taro は、マークル合計スパース マークル ツリー (MS-SMT) として知られるデータ構造を利用して、アセットがオーバーレイ プロトコルとして機能する Taproot スクリプト ツリーにコミットできるようにします。 MS-SMT は、通常のマークル ツリー、マークル-サム ツリー、およびスパース マークル ツリーのプロパティを結合します。
マークル ツリーは、ルート ハッシュと呼ばれる単一のハッシュに到達するまで、アイテムのハッシュのリストをペアでハッシュすることによって構築されます。 たとえば、XNUMX つの項目のリストでは、まず各項目を個別にハッシュします。 次に、項目 XNUMX と項目 XNUMX のハッシュを結合してその連結をハッシュし、項目 XNUMX と項目 XNUMX のハッシュでも同じことを行います。 最後に、残りの XNUMX つのハッシュをハッシュして、ルート ハッシュを決定します。
マークル ツリーは、大量のデータを保存でき、ツリー内にデータが存在することを簡単に証明でき、データが改ざんされていないことを確認できるため便利です。 言い換えれば、通常のマークル ツリーにより、スケーラビリティ、メンバーシップの証明、および耐改ざん性が実現します。
さらに、そのようなプロパティを検証するには、マークル ツリーのルート ハッシュをチェーン上に保存するだけで済みます。 これは、たとえば、XNUMX つのリーフ内のデータが改ざんされた場合、そのハッシュも変更され、その上のレベルのすべてのハッシュがさらに変更され、最終的にルート ハッシュが変更されるためです。ルート ハッシュは、保存されているデータとの比較を通じてその変更を証明できます。バージョン。
Merkle-Sum ツリーはこれをさらに一歩進めて、すべてのリーフ値の合計にコミットできるようにします。つまり、そのルート ハッシュには、ツリー内の各リーフの値の合計に関する情報も含めることができます。 資産のコンテキストでは、この特性により、資産の供給をより簡単に監査できるほか、資産の分割が可能になり、資産を譲渡するだけの取引での望ましくない新規資産の発行が防止されます。 上記の架空のマークル ツリーでは、各リーフが XNUMX の値を保持している場合、ルート ハッシュは XNUMX の値を保持します。
スパース マークル ツリーはさらに別のプロパティを追加します。 すべてのリーフにはインデックスが付けられているため、キーと値のペアの形式でツリー上の情報にアクセスできます。また、実際には「null」値を保持する空のリーフがあり、データが存在するかどうかを確認できます。 木の中。 非会員の証明として知られるこのプロパティは、次の方法で取得できます。 null のメンバーシップを証明する インデックスを通じてアクセスできる特定のリーフ内。 たとえば、インデックス XNUMX のリーフには資産に関する何らかの情報が格納されているという主張がある場合、そのリーフが実際に値「null」を保持していることを証明することで、そのような情報が存在しないことを証明できます。
A Taro 資産の譲渡
Taro は、資産 ID または資産タイプごとに XNUMX つずつ、ネストされた MS-SMT で資産を表します。 このプロトコルを使用すると、これらのツリーを相互に階層化し、最初の Taproot スクリプト ツリーから分岐して、単一の Taproot UTXO 内で事実上無制限の数のアセットを表すことができます。 したがって、Taro 資産はチェーン上で発行されます。
Taro のアセット機能の基礎となるのは、アセット スクリプトです。アセット スクリプトは、特定のアセットをプロトコル上で転送する方法をプログラムで定義するために開発者によって確立された一連のディレクティブです。 そのスクリプトのハッシュは MS-SMT に含まれるため、後で簡単に適用できます。これにより、アセットとその属性がアセット スクリプト ハッシュにコミットされます。
Taro の初期バージョンでは、次のサブセットの使用が提案されています。 ビットコインスクリプト、資産の有効な譲渡のための任意の条件を資産で表現できるようになります。 アセット スクリプトはビットコイン スクリプトと同等のレベルのプログラム可能性を継承しているため、Taro アセットは、アセット スクリプトに埋め込まれたハッシュ タイム ロック コントラクト (HTLC) を通じてオフチェーンのマルチホップ トランザクションで Lightning 経由で転送できます。 ただし、将来のバージョンでは、Taro レベルでのみ存在する新しいオペコードや追加機能が導入される可能性があります。
「Taproot 内で Taproot を実行することで、初期バージョンがよりシンプルになり、どのようなユースケースが出現し、より多くの表現力が必要になるかを理解するための時間がより多く得られます」と Osuntokun 氏は述べています。
オンチェーン転送の場合、Taro は以下に基づく新しいアドレス形式を利用します。 ベック32 これにはアセット スクリプト ハッシュも含まれます。 Taro アセットをチェーン上で受信するには、受信者は、新しい所有者にアセットが譲渡された後に、そのアセットを使用するために必要な情報を含む新しいアセット スクリプト グループを送信者がどのように構築できるかを詳細に示す十分なデータを含むアドレスを作成する必要があります。 言い換えれば、アセット スクリプト ハッシュ内の追加情報は、転送されるアセットのロック解除機能が何であるかを受信者に伝え、最終的にアセットを再度転送できるようにします。
受信者はその情報をすべて持っているため、資産リーフを計算し、それから資産ルートを計算し、最後に出力全体を計算して、計算結果をビットコイン ブロックチェーンで監視できるようになります。
さらに、受信者にその定義情報を事前に送信させることにより、送信者がトランザクションを有効にする唯一の方法は、受信者が期待しているものを正確に送信する場合です。 間違った資産または間違った金額が送信された場合、ハッシュは一致せず、受信者は送信者が何か間違ったことをしたことを簡単に知ることができます。
ビットコインの資産と収集品
Taro でのアセットの発行と譲渡は、アセットが通常のアセットか収集品かによって異なります。
収集可能な資産、または代替不可能な資産は、ビットコイン チェーン レベルまたは現実世界のレベルで資産に対する主張を確立し、次のことを不可能にする一意の識別子を備えた、唯一無二の価値の表現です。偽の所有権。 たとえば、Taro の収集品は、トークン化されたレアな野球カードである可能性があります。 収集品は単一のバッチ トランザクションで作成され、分割または結合することはできません。また、既知の参加者セット間で転送するには、オフチェーンに転送するか、マルチパーティ チャネルに入れる必要があります。
一方、通常の資産は、保有資産の合計価値をコミットし、分割および統合することができます。 分割は、ツリー内で発生して内部分割を構成することも、異なるタップルート出力全体で発生して外部分割を構成することもできます。 譲渡中、資産所有者はマークルサム証明を使用して有効な分割を保持していることを証明し、対応して作成された資産が新しいマークルサム出力分割にコミットします。これにより、譲渡後の資産の合計額が取引前の合計額と等しくなることが保証されます。 。
エッジの資産: 分散型バックボーン決済ネットワークとしての Lightning
前述したように、Taro はオンチェーンで発行された資産を Lightning ネットワークに移植できます。これは、ビットコインがビットコイン ブロックチェーンで確認される XNUMX 対 XNUMX のマルチシグネチャ出力にロックされた後、Lightning 経由で送信されるのと同じです。 Taro アセットを保持する Lightning チャネルは同じフローを利用しますが、XNUMX/XNUMX Schnorr Taproot 出力もチャネル内の一連のアセットにコミットされます。
「Taro プロトコルを使用すると、Taproot 出力でアンカーされた Lightning チャネルはビットコインと Taro 資産の両方をオフチェーンに送信でき、マルチホップ支払いは Taro レベルの新しい HTLC によって促進され、スクリプト システムを使用して期待されるものを実装します。エンドツーエンドの支払いの安全性が保証されています」とオスントクン氏は語った。 Bitcoin Magazine.
Osuntokun 氏は、Lightning Labs が提案する Lightning Network 上での Taro の展開パスは、まずエッジに資産を導入することだけを目指すものであり、これはネットワークのコアを変更する必要も、Taro 資産ごとに十分な流動性を備えた新しいネットワークをブートストラップする必要もなくなることを意味すると付け加えた。 。 むしろ、同社の計画では、Taro を Lightning 上のビットコイン流動性に接続し、特定の資産の送信者と受信者のみが Taro 対応チャネルを使用する必要があります。
「唯一の制約は、特定の資産を使用して送受信するには、対応するインバウンド/アウトバウンド流動性が必要であるということです」とオスントクン氏は述べた。
同様の Lightning オンランプ設定に加えて、Lightning を介した Taro アセットのマルチホップ転送では、今日の第 XNUMX レイヤーで一般的となっている同様の請求システムを利用します。 ただし、請求書を BTC で表示する代わりに、請求書は Taro 資産自体で表示されます。
「一例として、アリスがボブにTaroステーブルコイン資産を送りたい場合、彼女はたとえば10ドルを見積もった新しい請求書を作成するでしょう」とオスントクン氏は述べた。 「ボブはその後、請求書に記載されている追加のルーティング詳細である『ホップヒント』を使用してルートを完了し、内部のビットコインバックボーンを通過する最初のホップで送信するためのネットワーク料金(ビットコインで支払われる)の額を計算します。」そして最終的には、最後のホップで支払いを完了するのに十分な BTC をドロップします。」
Taro プロトコルは、すべてのチャネルを適切に更新するためにエッジの Lightning ピアに送信する必要がある追加情報を指定する予定であると同氏は付け加えました。
ビットコインを事実上のベースレイヤーにする
Taro は、ビットコインの最新のソフト フォーク アップグレードを活用して、米ドル ステーブルコインのような実際のユースケースを持つ資産をピアツーピア (P2P) デジタル通貨スタックに導入しようとしています。 これにより、単一の Taproot UTXO でほぼ無制限の数の資産の発行が可能になるだけでなく、Lightning 上の即時の低料金マルチホップ トランザクションによるそのような資産の転送も可能になります。
ビットコインとライトニングをレールとして活用することで、Taro は、そのような資産を気にしない関係者に影響を与えずに、さまざまなユースケースを統合できる相互運用可能な資産のエコシステムを確立できます。 同時に、このプロトコルは、コンセプトの普及によりネットワーク上のトラフィックが増加した場合にネットワーク効果を高めることでビットコインに貢献し、それによってマイナーへの手数料支払いが増加し、ライトニングネットワーク上のBTC流動性が高まります。
初期の反復では限られた数のユースケースに対応していますが、使い慣れたビットコイン スクリプト スイートを通じて開発者が新しいプロトコルに簡単に移行できるようにするため、ビルダーや起業家が創造性を発揮するにつれて、拡張機能やさらなる開発の可能性はほぼ無限に広がっています。ニーズに合わせてプロトコルをスピンします。
「希望は、ビットコインの将来がどうなるのか、そしてタップルートが何を可能にするのかについて人々の目を開くことです」とスターク氏は語った。 Bitcoin Magazine。 「目標は、ビットコインをオープンプロトコルを活用した基礎となる世界的な通貨ネットワークにすることです。」
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