CHA:預言機，讓Web3變得更好了嗎？

作者：Sally,IOSGVentures

預言機通常被認為是鏈上和鏈下數據的橋梁和窗口。簡而言之，預言機是一個為區塊鏈項目提供真實世界數據服務的中間件。

智能合約則由于共識機制需要請第三方對數據進行驗證。為了方便理解，我們可以將預言機扮演的角色當成是兩個文明之間的使者，就像《三體》中維系人類與三體文明溝通的“智子”。只有通過預言機的數據輸送，智能合約才能獲取來自互聯網和現實世界的確定性信息，包括股票價格、匯率、總統大選的最終結果等。

四大譜系?

根據形式，我們可以將預言機分為四種，分別為：軟件預言機、硬件預言機、中心化預言機和去中心化預言機：

1.軟件預言機

軟件預言機連接到互聯網，可以通過API實時訪問、傳輸來自任何第三方服務器或網站的數據和信息，如商品價格、天氣指數、航班號等，并將其寫入智能合約中。

2.硬件預言機

硬件預言機在IoT中被廣泛采用，用作電子傳感器和數據收集器。它將物理事件轉換為數字值，以便智能合約可以理解它們。條碼掃描儀、銀行卡POS機、收集各種醫療數據的醫療設備等都可以被當作為硬件預言機。

Web3基礎設施公司ChainSafe發布跨鏈區塊頭預言機Zipline Casper原型:7月28日消息，Web3 基礎設施公司ChainSafe宣布發布Zipline Casper原型，Zipline Casper是一個樂觀的、信任最小化的跨鏈區塊頭預言機，允許任何人使用Casper finality 協議（例如，以太坊或 Gnosis）從鏈中獲取區塊頭，并將它們提交到另一個EVM鏈上，同時保證未由源鏈最終確定的區塊頭最終將在目標鏈被拒絕。

Zipline Casper是一個由Gnosis Builders計劃資助的項目。ChainSafe將于2023年底之前推出Zipline Casper簡化版本。[2023/7/28 16:04:27]

3.中心化預言機

中心化預言機是一種單一數據來源的預言機，通常由政府或信譽良好的公司等值得信賴的第三方提供數據。它可以通過將數據從本地設備的不受信任的操作系統中分離出來，防止數據篡改和丟失。然而，單一中心化的數據來源也給智能合約帶來了潛在的風險。

Duet Protocol先行網Zerogoki遭預言機攻擊 已暫停預言機:8月8日消息，多鏈合成資產協議Duet Protocol核心開發者BachOnChain發推稱，Duet Protocol先行網Zerogoki在數小時前經歷了一次預言機攻擊，錯誤的價格導致了無法識別的交易。BachOnChain表示，已經暫停了預言機，zUSD經歷了一定的波動，預計一段時間后將在市場交易和套利中恢復價格。[2021/8/8 1:42:06]

4.去中心化預言機

去中心化預言機是指具有分布式共識機制的預言機，也稱為共識預言機。它從多個而非單個外部來源獲取數據，因此它更加可靠且無需信任。基于華為實驗室的相關研究理論，根據數據處理方式的不同，去中心化預言機可以分為4類：

基于聚合的處理方式：多數據源聚合消除單個惡意數據影響，如：Chainlink

基于質押的處理方式：要求參與者持有資產提高可信度，如：Band

基于博弈論的處理方式：提供非敵對的經濟激勵，如：NEST

Cardano預言機Charli3與鏈上監控平臺Parsiq宣布合作，實現鏈上數據全方位互通:4月25日消息，基于Cardano的去中心化預言機Charli3與區塊鏈監控平臺Parsiq宣布合作，兩者已實現鏈上數據的全方位互通。

Charli3是一個基于Cardano的去中心化預言機解決方案，旨在將現實世界中的鏈下數據與鏈上數據達成互通。Parsiq是一個區塊鏈監控平臺，旨在為鏈上數據的安全性提供保障。[2021/4/25 20:56:21]

基于信譽的處理方式：通過降低聲譽限制敵對節點，如：Witnet

與中心化預言機相比，盡管去中心化預言機的運行效率相對較低，但它解決了單節點的故障問題，因此帶來安全風險的可能性更小。由于對風險的擔憂，大多數DeFi應用程序更喜歡在去中心化的預言機上運行。

預言機在Web3：不僅僅是DeFi的基礎設施

基于以上，我們對區塊鏈采用預言機的價值有了一定基礎性的理解。但談到預言機在web3.0中的應用價值，目前的很多研究還是采用一種模棱兩可的口吻。

Synthetix已支持使用Chainlink的XTZ/USD預言機網絡:12月3日，Chainlink官方宣布，合成資產發行平臺Synthetix已支持和使用Chainlink的XTZ/USD預言機網絡。[2020/12/3 23:00:21]

去年，Chainlink2.0的白皮書首次引入DON的概念。DON是由一組Chainlink節點維護的網絡，可以靈活地引導任何預言機服務，因此在不久的將來，Chainlink將能夠通過無需信任的鏈下計算向區塊鏈提供外部數據。為了實現這一愿景，Chainlink推出了VRF、Keepers、CCIP等一系列產品和服務，而這些服務的部署在很大程度上進一步打開了我們對預言機在web3應用場景的想象空間。

貨幣和穩定幣仍是DeFi的主流，但可以預見的是，基于現實資產代幣化的新興市場會將會吸引越來越多的目光。例如，在美國沒有合法身份的外國人可能無法直接介入美股交易市場，但通過在現實資產代幣市場上購買與某些美股掛鉤的代幣，達成近似的投資效果。此外，用戶也可以通過抵押代幣化的房產來為自己攫取更大的流動性。

動態 | 主經紀商平臺Alkemi將集成預言機平臺Chainlink:主經紀商（prime brokerage）平臺Alkemi宣布將集成預言機平臺Chainlink。[2020/1/28]

DeFi中預言機的另一個新興用例是公平排序(fairsequencing)。在現有的交易制度中，交易是由礦工審查和排序的，這就為他們留下了巨大的可以利用的套利和操縱空間。通過利用即將提交給mempool但尚未上鏈的交易信息，礦工和驗證者可以修改交易順序，使自己受益。MEV這一術語便是專門來描述這種現象的。

因此，為了解決這類損害公平性的問題，Chainlink等預言機已經提出了公平排序服務的解決方案。FSS準備通過設計確定性的算法來幫助DEX實現公平的交易，以防止MEV、front-running或任何其他導致交易混亂的方案。這套方案主要由三個機制組成：交易監控和交易發布。大家可以通過下述示意圖對FSS有一個整體的快速了解：

NFT&GameFi

NFT發放機制和GameFi的用戶體驗也可以通過oracle鏈接鏈下的外部數據得到極大的提升。一個典型的用例就是預言機提供的隨機數鏈下生成。比如，藝術家可以根據可驗證的隨機數生成稀有度不同的nft，并保證空投的公平性。再比如，游戲廠商也可以利用隨機數生成更多樣的打斗裝備和戰斗場景。

理論上，隨機數通常指的是統計上隨機生成的數字，在網絡安全，游戲，和科學模擬等等方面都扮演著不可或缺的角色。產生隨機序列的發生器被稱為RandomNumberGenerater(RNG)。根據產生的隨機序列性質的不同，可以將其分為“真隨機數生成器(TrueRandomNumberGenerator,TRNG)”和“偽隨機數生成器(PseudorandomNumberGenerator,PRNG)”。TRNG通常利用噪音，混亂現象，量子隨機過程等不確定的物理現象生成真隨機序列。而PRNG則是一種確定的算法，需要外部輸入一個初始值來充當seed。常見的幾種算法包括：Linearcongruential，Cryptography，ANSIX9.17,Mersennetwister等。

來源:IOSG

顯而易見的是，在區塊鏈鏈上生成的隨機數都是偽隨機數。并且鑒于區塊鏈內容的透明性，鏈上生成的隨機數很容易被不誠實的節點攻擊，面臨著極大的安全風險。典型地，礦工可以通過“BlockWithholdingAttacks”丟棄不利于自己的區塊，從而在中獲得相對優勢。在這種情況下，除了通過重復哈希提升礦工攻擊成本外，最為便利的解決方案就是將預言機當作TRNG，通過集成鏈下數據生成可驗證的真隨機序列，確保隨機數的保密性和公平性。在現階段,除了Randao等oracle所提出的CommitExcept和BLS協約等方法外,由去中心化oracle提供的VRF(VerifiableRandomFunction)是最常見的服務。VRF工作流程可以被概括展示如下：

SocialFi&DAO

在一些情況下，預言機還能夠在socialfi和DAO的應用場景中充當去中心化的身份驗證工具。通過利用DON來集成互聯網和鏈下的活動數據，預言機在可以幫助用戶在web3中驗證和管理自己的身份憑證，同時提供傳統DID工具所不具備的傳統兼容性和隱私保障。比如通過使用預言機集成DAO成員在鏈下的活動參與信息和資格認證信息，DAO管理者就可以發放相應的POAP，并對成員的能力資質進行認證。

而CanDID是幫助DON實現此類功能的內部工具。通過集成預言機，CanDID允許用戶從現有系統中安全地導入身份，并防止產生多個身份。比如小王可以用他的社保個人資料頁面來生成一個證明他的社保號的協議證書。從機制上看，CanDID主要由兩個子系統組成：身份系統和密鑰恢復系統。

在身份系統中,CanDID可以通過利用DECO或TownCrier這兩種預言機，在社交媒體、電子銀行賬戶等現有網絡服務中實現安全的身份遷移，并且不需要數據供應商明確地創建與DID兼容的憑證，極大地促進了憑證生態系統的便利性。

在密鑰恢復系統中,CanDID允許用戶利用現有的網絡認證方案，通過快速簡單的工作流程來恢復密鑰。用戶可以將密鑰儲存在他們經常使用的任意設備上，并預先選定恢復政策或通過秘密共進行享備。具體的恢復流程可參見下圖：

寫在最后

綜上，可以看到預言機已經在web3時代翻開了新的篇章，并為超越過去舊有的構想和功能做好了準備。盡管目前對預言機在web3新興應用的討論聲仍然較少，但我們相信隨著技術持續演進和web3對web2的逐漸吞噬，越來越多敏銳的市場參與者會認識到預言機所具備的潛在價值和對web3的重大貢獻。

發現未被發現的，想象難以想象的。在后續的研究中，我們將對預言機的喂價創新和跨鏈解決方案等更多新興用例和機制細節進行深入解讀。

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