五分で理解するTaro：ビットコインとライトニングネットワークのマルチアセットプロトコル

著者：洒脱喜、DeFiの道

ビットコインは昨年11月にTaprootアップグレードが有効化されて以来、新しい技術的提案の声がほとんど聞こえなくなりました。そして、DeFi全体を見渡すと、ライトニングネットワークのTVL規模（インセンティブの欠如などの理由から）は、多くのプロトコルの中で目立たない存在です。この状況は変わる可能性があるのでしょうか？

（図：ライトニングネットワークのTVL変化、データはhttps://defillama.com/chain/Bitcoinから）

本日、ライトニングネットワークの開発者であるLightning Labsは7000万ドルのBラウンド資金調達を完了したと発表しました。さらに、彼らはビットコインブロックチェーン上で資産（例えばステーブルコイン）を発行するためのTaroプロトコルを発表しました。このプロトコルを使用することで、ユーザーはライトニングネットワークを通じて即時、大容量、低コストの取引を行うことができます。

概念的には、Taroは初期のカラードコイン（colored coins）に似ています。USDTは最初にomniカラードコインプロトコルを通じて発行されたステーブルコイン資産ですが、ビットコインネットワークの決済が遅く、手数料が高いため、ビットコイン上のUSDTのシェアは次第に減少しています（注：具体的なデータはhttps://tether.to/en/transparencyを参照してください）。

異なる点は、Taroがビットコインの最新アップグレードであるTaprootに依存して新しいツリー構造を構築していることです。これにより、開発者は既存の出力に任意の資産メタデータを埋め込むことができ、Schnorr署名を使用してシンプルさとスケーラビリティを向上させ、重要なのは、ライトニングネットワーク上のマルチホップ取引と一緒に使用できることです。そのため、Lightning LabsはTaroプロトコルに関する一連のビットコイン改善提案（BIP）を発表し、開発者コミュニティからのフィードバックと意見を求めています。詳細情報やTaro仕様の完全な読み取りはGitHub‌で確認できます。

Taroプロトコルの構成要素

Taroプロトコルを理解するためには、ビットコインのいくつかの概念、例えば公開鍵暗号、暗号学的ハッシュ、マークルツリー（Merkle trees）、ビットコインUTXO、Taprootなどに慣れる必要があります。

TaroはTaproot、taptweak、スパースマークルツリー（SMT）、およびマークル和ツリー（Merkle sum trees）の概念の組み合わせを利用してビットコインネイティブ資産を発行します。その中で、スパースマークルツリー（SMT）とマークル和ツリーが組み合わさってスパースマークル和ツリー（MS-SMT）を形成します。

（注：taptweakなどの新しい概念の説明に興味がある読者は、Lightning Labsのドキュメント‌を読むことをお勧めします。）

このMS-SMTツリーの根は、taprootスクリプトに追加され、一緒にtaprootアドレスが作成されます。

Taro発行者は独自のブロックチェーンを使用せず、MS-SMTツリーをオフチェーンに保存し、資産保有者に証明を発行します。これらの資産の所有者は、自分のアカウントがそのツリーに含まれているか、適切な金額が記入されているか、対応するtaproot取引が存在するか、ビットコインブロックチェーン上で確認されているかを独立して検証できます。

Taro資産を発行するには、まずその識別子を作成する必要があります。これは32バイトの資産IDで、次の3つの要素のハッシュ計算によって生成されます：（1）資産を鋳造するためのアウトポイント、（2）鋳造者が選択した資産ラベル（例えばブランド名のハッシュ）、および（3）資産に関連するメタ情報（例えばリンク、画像、または文書）。

発行者が取引を公開し、ビットコインブロックチェーン上で確認されると、彼は不可逆的に資産を作成します。観察者にとって、この取引は他の標準的なtaproot取引と同様に見えます。

発行されたTaro資産は、ビットコインメインチェーン上で移動することも、ライトニングネットワークを通じて送金することもできます。

注：Taroアドレスは資産ID、資産スクリプトハッシュ、MS-SMTツリーの内部キーと数量のbech32エンコード識別子で、そのプレフィックスはTaroまたはTarot（テストネット）です。

マルチホップTaro送金

Taroプロトコルにとって、ライトニングネットワークのマルチホップ支払いは非常に重要な機能です。

歴史的に、支払いネットワークは自立問題に直面してきました（新しい資産を作成するたびに、その特定の資産の支払いニーズを満たすために全く新しい支払いネットワークを作成する必要があります）。Taroはこの自立問題を克服するために、ライトニングネットワークが任意の資産にサービスを提供できる支払いルーティングモデルを採用しています。

以下の例を通じて、その原理を理解してみましょう：

アリスとボブが100ドルのライトニングネットワークUSD（L-USD）チャネルを持っていると想像してください。バランスが取れた後、彼らはそれぞれ50ドルの流入流動性を持っています。キャロルとデイブも100ドルのL-USDチャネルを持ち、バランスが取れた後、彼らもそれぞれ50ドルの流入流動性を持っています。

図：マルチホップTaro送金の例

もしボブとキャロルがBTCチャネルしか持っていなければ、アリスはボブに10ドルのL-USDを送信することができ、ボブは少額のルーティング手数料をBTCで受け取り、10ドルのBTCをキャロルに転送します。キャロルは少額のルーティング手数料をL-USDで受け取り、最終目的地であるデイブに10ドルのL-USDを転送します。

この構造は、現在のライトニングネットワークのネットワーク効果と流動性を利用して、任意の数量の資産をルーティングし、新しい資産のために全く新しいネットワークを立ち上げる必要を回避し、ビットコインがネットワーク上のすべての取引をサポートすることを保証します。また、より広範なマルチアセットライトニングネットワークにサービスを提供するために、ライトニングネットワーク内のBTC流動性の増加を促進します。

まとめ

Taroプロトコルのより深い技術的詳細については、BIPを通じて理解できます。簡単に言うと、このTaprootネイティブデザインの主な利点は次のとおりです：

1. スケーラビリティ：単一のTaproot出力は基本的に無限の数量のTaro資産を含むことができます；
2. プログラム可能性：Taro資産には解放スクリプトがあり、通常のビットコインUTXOに似ており、開発者が伝送条件をその資産にプログラムできるようにします；
3. 監査可能性：Taroは特別なツリー構造を使用しており、発行された資産の供給監査を効果的に行うことができます；
4. 利用可能性：資産特有のアドレスにより、ウォレットはユーザーが誤って間違った資産を送信するのを防ぐために十分に賢くなります。

しかし、トークンインセンティブの欠如により、Taroプロトコルは依然として大規模な拡張が難しいという課題に直面する可能性があります。あなたはLightning Labsがトークンを発行することを選択すると思いますか？