比特币和闪电网络的多资产协议

Defi之道 view 962 2022-4-7 17:39

比特币自从去年 11 月份激活 Taproot 升级之后，似乎很少有新技术方案的声音，而纵观整个 DeFI 领域，闪电网络的 TVL 规模（因为缺乏激励等原因）在一众协议当中也显得毫不起眼，那这种情况有可能改变吗？

比特币和闪电网络的多资产协议

（图：闪电网络的TVL变化，数据来自https://defillama.com/chain/Bitcoin）

今日，闪电网络开发商 Lightning Labs 宣布完成了 7000 万美元 B 轮融资，此外，他们还宣布了一种用于在比特币区块链上发行资产（例如稳定币）的 Taro 协议，据悉，使用这个协议，用户还可以通过闪电网络进行即时、大容量、低费用的交易。

在概念上，Taro 有点类似于早期的彩色币（colored coins），我们知道，USDT 最早就是通过 omni 彩色币协议发行的一种稳定币资产，但由于比特币网络结算慢、费用高的特性，比特币上的 USDT 份额占比已经越来越少（注：具体数据可以参考https://tether.to/en/transparency）。

而不同之处在于， Taro 依赖于比特币的最新升级 Taproot 来构建新的树形结构，其允许开发人员在现有 output 输出中嵌入任意资产元数据，其使用 Schnorr 签名来提高简单性和可扩展性，并且重要的是，它可以与闪电网络上的多跳（multi-hop）交易一起使用。为此，Lightning Labs 还发布了一系列关于 Taro 协议的比特币改进提案（BIP），以征求开发者社区的反馈和意见，你可以在 GitHub‌ 上了解更多信息并阅读完整的 Taro 规范。

Taro 协议的组成部分

要了解 Taro 协议，我们需要先熟悉比特币的几个概念，例如公钥密码学、密码学哈希、默克尔树（Merkle trees）、比特币 UTXO、Taproot 等（关于 Taproot 是什么，推荐阅读 DeFi 之道编写的《比特币Taproot升级终于要来了！一文了解它的过去、现在与未来‌》）。

而 Taro 利用了 Taproot、taptweak、稀疏默克尔树（简称 SMT）以及默克尔和树（Merkle sum trees）概念的组合来发行比特币原生资产，其中，稀疏默克尔树（SMT）和 Merkle sum trees 组合成了稀疏默克尔和树（简称 MS-SMT）。

（注：关于 taptweak 等新概念的解释，有兴趣的读者可以阅读lightning labs的文档‌。）

而这个 MS-SMT 树的根，被添加到一个 taproot 脚本中，并一起创建一个 taproot 地址。

Taro 发行者没有使用自己的区块链，而是将 MS-SMT 树存储在链外，并向资产持有者发出证明。这些资产的所有者可以独立验证其账户是否包含在该树中，是否填写了适当的金额，是否存在相应的 taproot 交易，以及是否在比特币区块链上得到了确认。

而要发行 Taro 资产，我们必须首先创建它的标识符，这是一个 32 字节的资产 ID，它是通过哈希运算三个元素产生的：（1）用于铸造资产的 outpoint，（2）铸造者选择的资产标签（例如品牌名称的哈希）以及（3）与资产相关的元信息（例如链接、图像或文档）。

asset_id = sha256(genesis_outpoint || asset_tag || asset_meta)

一旦发行者发布了交易并在比特币区块链上得到了确认，他就不可逆转地创建了资产。对于观察者来说，这笔交易看起来就像任何其他标准的 taproot 交易。

而发行后的 Taro 资产，既可以在比特币主链上移动，也可以通过闪电网络进行转账。

注：Taro 地址是资产 ID、资产脚本哈希、MS-SMT 树的内部密钥和数量的 bech32 编码标识符，其前缀为 Taro 或 Tarot（测试网）。

bech32(hrp=TaroHrp,asset_id ||asset_script_hash || internal_key || amt)

多跳 Taro 转账

对于Taro 协议而言，闪电网络的多跳支付是非常重要的一项功能。

从历史上看，支付网络都会面临一个自举问题（无论何时创建新资产，都需要创建一个全新的支付网络来满足特定资产的支付需求）。而 Taro 采用了一种支付路由模式，在这种模式中，闪电网络可以服务于任何资产，并且可以克服这个自举问题。

下面我们来通过一个例子理解其中的原理：

想象一下，Alice 和 Bob 有一个容量为 100 美元的闪电网络 USD（L-USD）通道。平衡后，他们都有价值 50 美元的流入流动性，Carol 和 Dave 有一个容量为 100 美元的 L-USD 通道，平衡后，他们都有价值 50 美元的流入流动性。

比特币和闪电网络的多资产协议

图：多跳 Taro 转账的示例

如果 Bob 和 Carol 只有一个 BTC 通道，Alice 仍然可以向 Bob 发送 10 美元的 L-USD，Bob 以 BTC 收取少量的路由费，并将 10 美元的 BTC 转发给 Carol，Carol 以 L-USD 收取少量的路由费，并转发 10 美元的 L-USD 到最终目的地——Dave。

这种结构利用了目前闪电网络的网络效应和流动性，来路由转账任意数量的资产，避免了为新资产启动全新网络的需要，并确保比特币支持网络上的所有交易。它还激励了闪电网络中 BTC 流动性的增长，以服务于更广泛的多资产闪电网络。