Taro, um novo protocolo proposto pelo Lightning Labs, aproveita o Taproot e a Lightning Network para trazer novos ativos e escalabilidade ao Bitcoin.
O Lightning Labs apresentou uma nova proposta de protocolo para Bitcoin e Lightning Network, o Taro, que busca trazer novos casos de uso para a rede. A empresa publicou uma série de projetos de propostas de melhoria de Bitcoin (BIPs) e está pedindo feedback da comunidade sobre o design proposto.
Taro busca permitir a emissão de ativos e colecionáveis, que são a forma de ativos não fungíveis do protocolo, no Bitcoin, bem como sua transferência no Lightning de maneira privada e segura, sem sobrecarregar o blockchain. Para fazer isso, planeja aproveitar a atualização mais recente do protocolo, Taproot.
“Os princípios de design do Taro on Lightning baseiam-se nos da Internet, onde você tem complexidade nas bordas, mas mantém a simplicidade no meio”, disse Elizabeth Stark, CEO do Lightning Labs. Bitcoin Magazine.
A maioria das formas existentes de emitir e usar ativos no Bitcoin hoje aproveitam totalmente outro blockchain, que adiciona um novo modelo de confiança com diferentes garantias de segurança, ou dependem da adição de dados extras diretamente na cadeia, o que é ineficiente para manter o controle de informações de ativos a longo prazo. e é perigoso para a privacidade do usuário.
Em vez disso, Taro usa Taproot.
O futuro do Taproot: escalabilidade e privacidade
Taproot permite que condições de gasto complexas sejam definidas para um Bitcoin UTXO, garantindo ao mesmo tempo que apenas a condição que é usada para gastar a moeda seja revelada na cadeia para todos os usuários de Bitcoin. Como resultado, tal gasto é mais privado, porque um observador passivo não consegue dizer se havia outras condições de gasto para aquela transação; e mais escalável, porque agora esse esquema complexo coloca consideravelmente menos dados na cadeia. Isto é significativo porque os comportamentos programáticos anteriores no Bitcoin significavam que as transações tinham que ser reveladas na sua totalidade sempre que eram gastas, prejudicando a privacidade do utilizador e inviabilizando esquemas muito complexos devido a um crescimento linear nas necessidades de armazenamento.
Ao usar Taproot, Taro também pode contar com o mecanismo de consenso de prova de trabalho (PoW) do Bitcoin para garantir a ordem correta das transações e evitar gastos duplos, ao mesmo tempo que define diretrizes especiais sobre como interagir e validar os novos dados de ativos.
Como resultado, o Taro também difere de outras soluções de ativos em blockchains “altamente programáveis”, como os tokens ERC-20 e ERC-721 da Ethereum, porque é baseado no modelo UTXO do Bitcoin em vez de um modelo de conta, o que significa que é mais seguro por evitar a reutilização de chaves e mais privado porque não há informações sobre saldos revelados. A abordagem do Taro também é mais escalável e compatível com clientes leves.
Mais especificamente, o Taro traz ativos para o Bitcoin através das “folhas” da árvore de script Taproot, já que cada folha da árvore é completamente independente e pode ser revelada seletivamente – o que permite um compromisso estruturado. Ao adicionar informações sobre esses ativos (conhecidos como metadados) na árvore de scripts Taproot, o protocolo proposto pode funcionar como uma camada construída sobre Bitcoin, permitindo que as transações de ativos Taro se pareçam com transações regulares de Bitcoin, já que na cadeia apenas a saída Taproot é revelado, ao mesmo tempo que permite provas da movimentação de ativos no gráfico de transações.
Bitcoin é escalável
“Isso é muito elegante porque permite separar esses compromissos de ativos do próprio script”, disse Olaoluwa Osuntokun, CTO do Lightning Labs. Bitcoin Magazine. “Taproot, neste caso, nos permite separar logicamente qual é a principal camada de script do Bitcoin da própria camada de ativos. Mesmo que eles estejam na mesma saída, porque a camada Bitcoin não se importa com o que não é revelado, podemos usar isso para ter dados estruturados adicionais.”
Como resultado, esta construção permite que um único Taproot UTXO se comprometa efetivamente (ou seja, inclua o hash de) um número ilimitado de ativos que são revelados apenas às partes específicas que precisam dessas informações – sem sobrecarregar toda a rede Bitcoin.
“Isso torna as coisas um pouco mais simples e também muito mais fácil para os desenvolvedores entenderem porque a camada de sobreposição basicamente se parece com Bitcoin com alguns pequenos ajustes, compromissos adicionais, validação, coisas assim”, disse Osuntokun.
Ao aproveitar o Taproot para emissão e transferência de ativos, o Taro permite efetivamente novas funcionalidades nas bordas do Bitcoin, aproveitando a liquidez do bitcoin à medida que o ativo é roteado através da Lightning Network, tudo sem adicionar dados desnecessários na cadeia.
“Se as pessoas estão fazendo mais transações nas bordas usando esses ativos, bem, isso significa que realmente precisamos de mais capacidade na própria Lightning Network”, disse Osuntokun. “A procura de activos nas extremidades, no que diz respeito à capacidade estrutural, traduz-se então num aumento da actividade produtiva na rede e em mais taxas de encaminhamento, portanto também num maior efeito de rede.”
Como resultado, Taro pode dar um passo na direção de aumentar a demanda por espaço de bloco na cadeia, ajudando a garantir que o Bitcoin possa se manter sustentável quando os mineradores começarem a ser pagos apenas por meio de taxas de transação, à medida que o subsídio de bloco se aproximar de zero no próximo século.
Uma árvore Merkle ajustada
Taro aproveita uma estrutura de dados conhecida como árvore Merkle-Sum Sparse Merkle (MS-SMT) para permitir que os ativos sejam comprometidos com árvores de script Taproot, agindo como um protocolo de sobreposição. MS-SMT une propriedades de uma árvore Merkle regular, uma árvore Merkle-Sum e uma árvore Sparse Merkle.
Uma árvore Merkle é construída fazendo hash de uma lista de hashes de itens em pares até chegarmos a um único hash, chamado hash raiz. Por exemplo, em uma lista de quatro itens, primeiro faremos o hash de cada item separadamente. Em seguida, juntaríamos os hashes dos itens um e dois e faremos o hash dessa concatenação, e faríamos o mesmo com os hashes de três e quatro. Por último, faríamos o hash dos dois hashes restantes para determinar o hash raiz.
Uma árvore Merkle é útil porque pode armazenar muitos dados, torna mais fácil provar que alguns dados existem na árvore e também nos permite verificar se os dados não foram adulterados. Em outras palavras, uma árvore Merkle regular permite escalabilidade, prova de adesão e resistência à violação.
Além disso, só precisamos armazenar o hash raiz da árvore Merkle na cadeia para verificar tais propriedades. Isso porque se os dados de uma folha forem adulterados, por exemplo, seu hash também mudaria, alterando ainda mais todos os hashes em níveis acima dele, o que por último alteraria o hash raiz — que pode ter sua alteração atestada através da comparação com o armazenado versão.
A árvore Merkle-Sum vai um passo além, permitindo-nos comprometer-nos com a soma de todos os valores das folhas, o que significa que seu hash raiz também pode incluir informações sobre a soma dos valores de cada folha na árvore. No contexto dos ativos, esta propriedade permite que a oferta de um ativo seja mais facilmente auditada, bem como permite a divisibilidade do ativo e evita a emissão indesejada de novos ativos em transações que apenas deveriam transferi-los. Em nossa árvore Merkle fictícia acima, se cada folha tivesse o valor um, o hash raiz teria o valor quatro.
A árvore Sparse Merkle adiciona ainda outra propriedade. Todas as suas folhas são indexadas, permitindo o acesso às informações da árvore em forma de par chave-valor, e possui folhas vazias, que na verdade contêm o valor “nulo”, permitindo-nos verificar se algum dado está não na árvore. Esta propriedade, conhecida como prova de não filiação, é possível mediante comprovando adesão de nulo em uma determinada folha que pode ser acessada através de seu índice. Por exemplo, se houver uma alegação de que a folha com índice seis armazena alguma informação sobre um ativo, podemos provar que tal informação não existe, atestando que essa folha realmente contém um valor “nulo”.
Transferindo um ativo Taro
Taro representa ativos com MS-SMTs aninhados, um para cada ID ou tipo de ativo. O protocolo permite que essas árvores sejam colocadas umas sobre as outras, ramificando-se da árvore de script Taproot inicial para representar um número efetivamente ilimitado de ativos em um único Taproot UTXO. Os ativos do Taro são, portanto, emitidos em cadeia.
Na base da funcionalidade de ativos no Taro está um script de ativos, um conjunto de diretivas estabelecidas por um desenvolvedor para definir programaticamente como um determinado ativo pode ser transferido no protocolo. O hash desse script é então incluído no MS-SMT para que possa ser facilmente aplicado posteriormente – fazendo com que o ativo e seus atributos sejam comprometidos com o hash do script do ativo.
A versão inicial do Taro propõe a utilização de um subconjunto de Bitcoin Script, permitindo que os ativos expressem condições arbitrárias para a transferência válida de um ativo. Como os scripts de ativos herdam um nível de programabilidade equivalente ao Bitcoin Script, os ativos Taro podem ser transferidos via Lightning em transações multi-hop fora da cadeia por meio de contratos hash time locked (HTLCs) incorporados no script de ativos. No entanto, versões futuras poderiam introduzir novos opcodes e funcionalidades extras que só existiriam no nível Taro.
“Fazer Taproot-within-Taproot torna a versão inicial mais simples e nos dá mais tempo para descobrir quais casos de uso surgem e desejam mais expressividade”, disse Osuntokun.
Para transferências em cadeia, Taro utiliza um novo formato de endereço baseado em bech32 isso também inclui o hash do script de ativos. Para receber um ativo Taro em cadeia, o destinatário precisaria criar um endereço com dados suficientes que detalhasse como o remetente pode construir um novo grupo de scripts de ativos que contenha as informações necessárias para gastar o ativo assim que ele for transferido para o novo proprietário. Em outras palavras, a informação extra, no hash do script do ativo, informa ao receptor qual é a capacidade de desbloqueio do ativo que está sendo transferido, para que ele possa eventualmente ser transferido novamente.
Como o receptor possui todas essas informações, ele pode calcular a folha do ativo, o que lhe permite calcular a raiz do ativo e, finalmente, toda a saída em si, permitindo-lhe observar o resultado que calculou na blockchain do Bitcoin.
Além disso, ao fazer com que o destinatário envie essas informações definidoras de antemão, a única maneira de o remetente tornar a transação válida é enviar exatamente o que o destinatário espera. Se o ativo errado ou a quantia errada for enviada, os hashes não corresponderão e o destinatário poderá facilmente dizer que o remetente fez algo errado.
Ativos e itens colecionáveis em Bitcoin
A emissão e transferência de ativos no Taro variam dependendo se o ativo é normal ou colecionável.
Um ativo colecionável ou não fungível é uma representação única de valor, com um identificador único que estabelece uma reivindicação sobre um ativo no nível da cadeia Bitcoin ou no nível do mundo real e torna impossível propriedade falsificada. Um item colecionável no Taro poderia ser um cartão de beisebol raro tokenizado, por exemplo. Os itens colecionáveis são criados em uma única transação em lote, não podem ser divididos ou mesclados e precisam ser transferidos para fora da cadeia ou colocados em um canal multipartidário para serem transferidos entre um conjunto conhecido de participantes.
Um ativo regular, por outro lado, compromete-se com um valor total dos ativos detidos e pode ser dividido e fundido. As divisões podem acontecer dentro de uma árvore, configurando uma divisão interna, ou em diferentes saídas Taproot, configurando uma divisão externa. Durante a transferência, o detentor do ativo prova que possui uma divisão válida com uma prova Merkle-Sum e os ativos criados correspondentes se comprometem com uma nova divisão de saída Merkle-Sum que garante que o valor total dos ativos após a transferência seja igual ao valor total que havia antes da transação .
Ativos nas bordas: Lightning como uma rede de backbone de pagamento descentralizada
Como mencionado anteriormente, o Taro pode portar ativos emitidos on-chain para a Lightning Network, semelhante a como o bitcoin pode ser enviado através do Lightning depois de ser bloqueado em uma saída de duas assinaturas múltiplas que é confirmada no blockchain do Bitcoin. Um canal Lightning que contém ativos Taro aproveita o mesmo fluxo, no entanto, a saída dois de dois Schnorr Taproot também se comprometeria com o conjunto de ativos no canal.
“Usando o protocolo Taro, os canais Lightning ancorados com uma saída Taproot são capazes de enviar ativos Bitcoin e Taro para fora da cadeia, com pagamentos multi-hop sendo facilitados por novos HTLCs no nível Taro, que usam o sistema de script para implementar o esperado garantias de segurança de pagamento de ponta a ponta”, disse Osuntokun Bitcoin Magazine.
Osuntokun acrescentou que o caminho de implantação proposto pelo Lightning Labs para Taro na Lightning Network busca primeiro introduzir apenas ativos nas bordas, o que significa que evitaria ter que modificar o núcleo da rede e inicializar uma nova rede com liquidez adequada para cada ativo Taro. . Em vez disso, os planos da empresa fariam com que o Taro se conectasse à liquidez do bitcoin no Lightning e exigiria que apenas o remetente e o destinatário de um determinado ativo usassem canais compatíveis com o Taro.
“A única restrição é que, para receber/enviar usando um ativo específico, é necessária a liquidez de entrada/saída correspondente”, disse Osuntokun.
Além da configuração semelhante da rampa de acesso do Lightning, as transferências multi-hop de ativos Taro pelo Lightning alavancariam um sistema de faturamento semelhante que é comum na segunda camada hoje. Porém, em vez de a fatura ser denominada em BTC, a fatura seria denominada no próprio ativo Taro.
“Por exemplo, se Alice quiser enviar a Bob um ativo stablecoin Taro, ela criará uma nova fatura que cota, digamos, US$ 10”, disse Osuntokun. “Bob então usará uma 'dica de salto', que são detalhes extras de roteamento fornecidos na fatura para completar a rota e calcular o valor das taxas de rede (pagas em bitcoin) para enviar seu primeiro salto, que atravessará o backbone interno do Bitcoin e, eventualmente, entregar BTC suficiente no salto final para concluir o pagamento.”
O protocolo Taro especificará as informações extras que precisam ser enviadas aos pares do Lightning nas bordas para atualizar todos os canais adequadamente, acrescentou.
Tornando o Bitcoin a camada base de fato
Taro busca aproveitar a mais recente atualização do soft fork do Bitcoin para trazer ativos com casos de uso reais, como stablecoins em dólares americanos, para a pilha de moeda digital peer-to-peer (P2P). Ele permite a emissão de um número quase ilimitado de ativos com um único Taproot UTXO, bem como a transferência de tais ativos com transações multi-hop instantâneas e de baixo custo no Lightning.
Ao aproveitar o Bitcoin e o Lightning como trilhos, a Taro poderia estabelecer um ecossistema interoperável de ativos que pode unir diferentes casos de uso, sem afetar as partes que podem não se importar com esses ativos. Ao mesmo tempo, o protocolo também contribui para o Bitcoin, aumentando seus efeitos de rede no caso de uma popularização do conceito direcionar o tráfego na rede, aumentando assim o pagamento de taxas aos mineradores e aumentando a liquidez do BTC na Lightning Network.
Embora sua iteração inicial acomode um número limitado de casos de uso, na tentativa de facilitar a transição para o novo protocolo para os desenvolvedores por meio de um conjunto familiar de scripts Bitcoin, as possibilidades de extensões e desenvolvimentos adicionais são quase infinitas, à medida que construtores e empreendedores se tornam criativos. e girar o protocolo para atender às suas necessidades.
“A esperança é abrir os olhos das pessoas para o que o futuro do Bitcoin reserva e o que o Taproot pode permitir”, disse Stark Bitcoin Magazine. “O objetivo é que o Bitcoin seja a rede monetária global subjacente alimentada por protocolos abertos.”
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