Tapyrusでは、基軸通貨（TPC）以外のトークンを取引するために、Colored Coinと呼ばれる仕組みを採用しています。 これはブロックチェーンの1stレイヤーでネイティブにサポートされるトークン機能で、 コンセンサスレベルでトークンの正当性が検証されます。

1 Colored Coinの概要

ブロックチェーン上で基軸通貨以外のトークンを取り扱うには、各トークンを識別するためのIDが必要になります。 BitcoinベースのOpen Assets Protocolのような2ndレイヤープロトコルでは、トークンのIDを特定するために 発行トランザクションまでの履歴を遡る必要がありました。

Tapyrusでは、新しくOP_COLOR opcodeを導入し、コンセンサスレベルでトークンの識別と検証を行います。 これにより、各UTXOに直接Color IDが含まれるため、トランザクションを遡ることなく即座にトークンを識別できます。 これは特に軽量ノードにとって大きなメリットとなります。

2 OP_COLORと検証ルール

Colored Coinの検証は、スクリプトレベルとトランザクションレベルの2段階で行われます。

2.1 OP_COLOR opcode

OP_COLOR（0xbc）は、トークンの発行、転送、焼却を可能にするopcodeです。

スクリプトレベルの検証:

  1. スタックの最上位要素をColor IDとして解釈します
  2. スタックが空の場合、スクリプトの評価は失敗します
  3. Color IDが33バイトでない場合、スクリプトの評価は失敗します

2.2 トランザクションレベルの検証

スクリプトの評価が成功した後、トランザクション全体で以下の検証が行われます。

原資の確認: アウトプットで指定されたColor IDと同じIDを持つトークンが、インプットに含まれているか確認します。 これにより、持っていないトークンを勝手に作成することを防ぎます。

ただし、発行トランザクションの場合は例外で、インプットのscriptPubkey（C1）またはOutPoint（C2/C3）から 正しくColor IDが導出されていれば、新規トークンの作成が許可されます。

量の保存: 同じColor IDについて、インプットのトークン総量 ≥ アウトプットのトークン総量であることを確認します。 これにより、トークンを勝手に増やすこと（インフレーション）を防ぎます。

例えば、100トークン持っている場合、最大100トークンまでしか送れません。 50トークン送ると、残り50トークンは別のアウトプットでお釣りとして受け取るか、焼却されます。

その他の条件:

  • C3タイプの場合、発行量は必ず1でなければなりません

3 Color ID

Color IDは、1バイトのタイプと32バイトのペイロードで構成されます：

Color ID = Type (1 byte) + Payload (32 bytes)
タイプ 名称 ペイロードの生成方法 特徴
0xC1 Reissuable 発行インプットのscriptPubkeyのSHA256ハッシュ 再発行可能なトークン
0xC2 Non-reissuable 発行インプットのOutPointのSHA256ハッシュ 再発行不可能なトークン
0xC3 NFT 発行インプットのOutPointのSHA256ハッシュ 発行量が1に限定されるNFT

Table #1: Color IDのタイプ

3.1 Reissuable Token（C1）

再発行可能なトークンです。Color IDは、インプットが参照するscriptPubkeyのSHA256ハッシュ値から生成されます。

Color ID = 0xC1 || SHA256(scriptPubkey)

C1 Color ID導出

同じscriptPubkeyを持つUTXOから、同じIDのトークンを何度でも発行できます。 これにより、特定のアドレス（スクリプト）の所有者が追加発行を行う権限を持つトークンを実現できます。

3.2 Non-reissuable Token（C2）

再発行不可能なトークンです。Color IDは、インプットの参照値（OutPoint = TXID   index）のSHA256ハッシュ値から生成されます。 
Color ID = 0xC2 || SHA256(OutPoint)

C2 Color ID導出

OutPointはブロックチェーン上で重複できないため、同じIDのトークンを再度発行することはできません。 発行時に総供給量が確定するトークンに適しています。

3.3 NFT（C3）

Non-Fungible Token（NFT）です。C2と同様にOutPointからColor IDを生成しますが、発行量が必ず1に制限されます。

Color ID = 0xC3 || SHA256(OutPoint)

一意のデジタル資産を表現するのに適しています。

4 トークン操作

4.1 発行（Issue）

新しいトークンを発行するには：

  1. 任意のUTXOをインプットとして使用
  2. Color IDを導出（タイプに応じてscriptPubkeyまたはOutPointから）
  3. CP2PKHまたはCP2SHスクリプトを含むアウトプットを作成

トークン発行

4.2 転送（Transfer）

トークンを転送するには：

  1. 既存のトークンUTXOをインプットとして使用
  2. 同じColor IDを持つアウトプットを作成
  3. 手数料用のTPCインプットも必要

トークン転送

重要: 入力のトークン総量 ≥ 出力のトークン総量である必要があります。

4.3 焼却（Burn）

トークンを焼却（破棄）するには：

  1. 焼却したいトークンUTXOをインプットとして使用
  2. 手数料用のTPCインプットも必要
  3. アウトプットにはTPCのお釣りのみ（トークンアウトプットなし）

トークン焼却

トークンアウトプットを作成しないことで、インプットのトークンは永久に消滅します。

5 スクリプトフォーマット

Colored Coinでは、2種類のスクリプトタイプがサポートされています。

5.1 CP2PKH（Colored Pay to Public Key Hash）

通常のP2PKHスクリプトの先頭にColor IDとOP_COLORを付加した形式です。

<Color ID> OP_COLOR OP_DUP OP_HASH160 <H(pubkey)> OP_EQUALVERIFY OP_CHECKSIG

5.2 CP2SH（Colored Pay to Script Hash）

通常のP2SHスクリプトの先頭にColor IDとOP_COLORを付加した形式です。

<Color ID> OP_COLOR OP_HASH160 <H(redeem script)> OP_EQUAL

6 アドレスフォーマット

CP2PKHおよびCP2SHアドレスは、53バイトのペイロードを使用します：

Payload = Color ID (33 bytes) + Pubkey Hash or Script Hash (20 bytes)
フォーマット Production Version Development Version
CP2PKH 0x01 0x70
CP2SH 0x06 0xC5

Table #2: アドレスバージョンバイト

7 トークンメタデータ（TIP20）

TIP20は、Colored Coinトークンにメタデータを紐付けるための標準仕様です。 これにより、ウォレットやアプリケーション間で一貫したトークン情報の表示が可能になります。

7.1 メタデータの紐付け方法

メタデータはPay to Contract（P2C）アドレスを通じてトークンに紐付けられます。

  1. P2Cアドレスの導出: ベースとなる公開鍵と正規化されたメタデータのハッシュを組み合わせて、P2C公開鍵を生成
  2. トークン発行: P2Cアドレスに送金し、そのUTXOをトークン発行トランザクションのインプットとして使用
  3. 暗号学的な紐付け: このインプットからColor IDが導出されるため、メタデータとトークンが暗号学的に結び付けられます

この仕組みにより、メタデータが特定のColor IDに対して正当なものであることを暗号学的に検証できます。

TIP20 メタデータ紐付けスキーム

7.2 必須フィールド

フィールド 説明 制約
name トークンの名称 最大64文字
symbol トークンのシンボル（ティッカー） 最大12文字

7.3 オプションフィールド

フィールド 説明
decimals 小数点以下の桁数（0〜18）
description トークンの説明
icon トークンのアイコン画像（HTTPS URLまたはData URI）
website 公式ウェブサイト
issuer 発行者情報
terms 利用規約へのリンク
properties カスタム属性

NFTの場合は、image、animation_url、external_url、attributes（トレイト情報）などの追加フィールドも利用可能です。

7.4 メタデータの検証

  • メタデータはRFC 8785に基づいてJSON正規化され、決定論的なハッシュ計算が行われます
  • P2Cの仕組みにより、メタデータが対応するColor IDに対して正当であることを検証できます

7.5 メタデータの共有

メタデータは直接ブロックチェーンに登録されるわけではないため、オフチェーンで共有する必要があります。 共有方法は特に限定されていませんが、Tapyrus Token Registryを利用することで、 メタデータを公開・共有できます。

Token Registryへの登録方法:

  1. tapyrus-token-registryリポジトリにアクセス
  2. 「Token Registration」テンプレートを使用してIssueを作成
  3. 必要な情報（Color ID、メタデータ、ベース公開鍵、発行トランザクションのOutPointなど）を入力
  4. 入力内容がTIP20のルールに適合しているか自動検証される
  5. 検証をパスするとレジストリに登録され、共有される

8 メリット

Tapyrus Colored Coinの主なメリット：

  • コンセンサスレベルでの検証: トークンの正当性がネットワーク全体で検証される
  • 即時識別: UTXOを見るだけでColor IDを特定可能（トランザクション履歴の遡りが不要）
  • 軽量ノード対応: SPVノードでもトークンを安全に扱える
  • 効率的なスペース利用: 2ndレイヤープロトコルで必要だったMarker Outputが不要
  • 柔軟なトークン設計: 用途に応じてC1/C2/C3を選択可能

参考資料