THE:Compound、MakerDao、AmpleForth 和 Synthetix 的預言機設計比較研究

摘要

最近出現的去中心化金融進一步推動加密貨幣的承諾，利用其去中心化網絡將傳統金融產品轉換為無需中介即可運行的去信任和透明協議。但是，這些協議通常需要關鍵的外部信息，例如貨幣匯率或商品價格，因此，它們依賴于特殊的預言機節點。在本文中，我們首次提出了對在實踐中部署的DeFi預言機的研究。首先，我們研究依賴于預言機的主流DeFi平臺的設計。我們發現，這些設計將預言機定位為無責任或低責任的受信方。然后，我們展示了部署中預言機的大量測量數據。我們發現并報告，預言機的報價經常偏離當前匯率，預言機無法擺脫運營問題，其報價會出現異常。最后，我們比較預言機設計并提出潛在的改進方案。

關鍵詞

區塊鏈；DeFi平臺；價格預言機；去中心化

簡介

人們無需受信任方，就可以普遍獲得金錢和支付手段，這是開放式加密貨幣的一種承諾。去中心化金融旨在擴展這一承諾，提出基于區塊鏈的智能合約平臺之上的創新和傳統的金融工具。與傳統金融相比，DeFi具有多種優勢。首先，它繼承了區塊鏈屬性，例如去中心化，開放性，可訪問性和抗審查性。其次，DeFi具有高度的靈活性，可以通過組合，堆疊或連接不同的金融工具進行快速的創新和實驗。最后，DeFi提供可互操作的服務。通常，可以通過組合其他DeFi平臺來構建或組成新的DeFi項目。

DeFi生態系統內一種日益增長的趨勢是混合協議，這種協議試圖提供DeFi的所有優勢，并消除加密資產的高波動性。它們通過將其加密資產連接到常規金融工具來實現。一個突出的例子是去中心化的借貸協議，該類協議比其他任何類別的DeFi協議都得到了越來越多的關注。MakerDAO是一種抵押品支持的穩定幣，其價值相對于美元保持穩定，它使任何人都可以通過動態的抵押債務系統來利用抵押資產生成新的代幣。一旦生成新資產，就可以同任何加密貨幣一樣使用它們。償還債務和穩定費用后，用戶可以提取抵押品并結清其貸款。繼MakerDAO成功之后，其他DeFi貸款平臺，如Compound這樣的平臺已經發布。通過減輕傳統信用檢查的負擔并通過自動化降低成本，Compound市場實際上可以通過算法根據特定資產的供求來得出利率的資產池。這些資產的出借人和借貸者可以直接與協議交互，以便分別賺取和支付浮動利率，而無需協商任何條款，例如到期日或利率。截至2020年3月，DeFiPulse報告稱，四種公開借貸協議的未償還貸款超過2億美元。

另一個致力于價格穩定的項目案例是AmpleForth，這是第一個具有彈性供應量的DeFi協議。為了應對需求的變化，該平臺始終通過向持有者普遍擴張或收縮供應來尋求基于市場和CPI指數的價格供應均衡，以使在經濟震蕩和失控的通貨膨脹中保持穩定。Synthetix是另一個最近的DeFi項目，它允許創建“合成資產”——Synths，各種合成資產的價格可以跟蹤貨幣，加密貨幣和商品。持有者首先鎖定其Synthetix的原生代幣SNX作為抵押，以鑄造各種Synths，后者是跟蹤目標資產價格的代幣。

所有這些系統都需要用作抵押和贖回的資產市場價格的實時信息，由于加密資產抵押品的價格是不穩定的，實時價格信息對于系統的安全性是必要的。為了實現此功能，DeFi協議引入了預言機，即報告現實世界來源的資產價格的第三方。預言機充當饋送到智能合約的數據源。盡管預言機在DeFi生態系統中扮演著至關重要的角色，其底層機制仍然模糊且未被充分探索。首先，它們的部署實踐是不透明的，也是不負責任的，這為各種錯誤行為留下了空間。其次，預言機的信任程度尚不明確，對生態系統的許多參與者而言很可能是未知的。最后，目前暫無研究針對具有潛在惡意的一個或一組預言機對DeFi生態系統的影響。

在這項工作中，我們闡明了這幾個問題，提出了關于DeFi預言機的首創的研究。首先，我們解釋了在實踐中部署的各種預言機設計。其次，我們系統地探討四個流行且開放的DeFi平臺MakerDAO，Compound，AmpleForth和Synthetix中部署的預言機，這些平臺依賴外部預言機來提供價格。我們對價格偏差進行了詳細的測量，這些價格偏差是由外部預言機提供的信息與真實世界價格之間的差異引起的。此外，我們通過交易圖來分析衡量預言機的健壯性和部署實踐。最后，我們比較部署的平臺，并就潛在的改進提供見解。

背景

許多DeFi協議旨在通過使用價格與某些現實世界資產掛鉤的加密抵押品來降低其加密資產的波動性。與現實世界不同，向DeFi協議傳遞資產價格并非易事，因為這些協議被實現為區塊鏈上的智能合約，而無法訪問任何外部資源。因此，在這種設計中，價格預言機是將加密資產與其有關的預期價值外部信息橋接在一起的基本組件。在本節中，我們介紹著名的DeFi協議及其預言機設計。所有這些平臺以及絕大多數DeFi平臺都是基于以太坊的。

MakerDAO

MakerDAO是最受歡迎的去中心化借貸協議，其中原生代幣SAI與美元掛鉤，并以加密資產的形式得到抵押。由于加密貨幣的波動性是一個問題，MakerDAO提供了加密貨幣的可編程性，而不像比特幣或以太坊這樣的傳統加密貨幣由于具有波動性導致不利影響。用戶將加密資產作為抵押存入抵押債務頭寸合約，能夠生成多抵押的SAI代幣，這些代幣可以以與任何其他加密貨幣相同的方式進行交易。與此同時，CDP會按債務抵押率來確定稱為超額抵押貸款的債務，將其鎖定為無法使用，直到還清未償還的債務為止。當前的C比率設置為150%，這有助于該平臺通過過度抵押基礎資產來管理借款人的風險。當用戶想要取回抵押品時，他們必須償還CDP中的債務，再加上隨著時間的推移連續不斷產生的穩定費用，該費用只能以MakerDAO的原生代幣支付。除了支付穩定費之外，MKR代幣還允許用戶對平臺的發展進行投票，并在MakerDAO的治理中發揮重要作用，其比例與每個所有者擁有的MKR數量成正比。SAI作為穩定幣和MKR作為治理代幣的結合可確保系統的穩定。MKR的持有人直接受益于SAI的使用，并且SAI的功用由能夠保護系統的持有人維系。

Compound 114號提案通過，將在兩天內實施:金色財經報道，Compound Governance發文稱，114號提案（Proposal 141）以618,747票獲得通過，符合法定人數，該提案將在兩天內實施。據了解，114號提案提議修改五個Compound v2市場的借款上限和抵押系數，涉及BAT、COMP、SUSHI抵押系數以及LINK、UNI借款上限調整。[2023/1/1 22:19:19]

MakerDAO引入了一個預言機模塊來獲取資產的實時價格，該信息的準確性至關重要，因為它確定CDP是否鎖定了足夠的抵押資產以及何時觸發清算。預言機模塊由許多列入白名單的預言機地址和一個聚合器合約組成。預言機定期將價格更新發送到聚合器，對其進行匯總，將中間價作為參考價格，并以該參考價格更新平臺。每種資產類型都有一個獨立的聚合器合約，以從授權的預言機收集信息。我們在圖1中對此結構進行了高層次的概述。聚合器合約實現了訪問控制邏輯，允許添加和刪除價格預言機地址。這項操作由治理人，也就是MKR代幣持有人決定，他們投票表決并更新對預言機地址的更改。此外，邏輯允許治理人設置其他控制聚合器行為的參數，例如，接受新的中位數所需的最小預言機數目。因此，在這種去中心化的治理機制中，MKR持有者可以操縱預言機。與51%的攻擊類似，成員的聯盟可以操縱治理系統來“竊取”系統的抵押資產獲利。

Compound

Compound是一個基于區塊鏈的借貸平臺，參與者可以在其中借出自己的加密資產，并從中賺取利息。參與者將他們的加密資產作為抵押品存入Compound智能合約，并以此為抵押。該合約自動匹配借款人和貸方，并根據供求動態調整利率。與MakerDAO相似，Compound使用預言機來管理價格，這些預言機由管理員管理和控制。COMP持有人可以管理和升級Compound，并通過管理功能來提案，投票和實施任何更改。提案可以包括諸如調整利率模型或質押率，管理聚合器合約以及選擇預言機來源之類的更改。

Compound中價格更新的邏輯如圖2所示，一開始，管理員部署了一個錨定合約，然后創建了一個具有min，anchor和tolerance數據集合的聚合器合約，其中min是生成新的中位數價格必需的最小報告數量，默認為1。anchor表示anchor合約的地址，并且tolerance設置為10%。Compound中的預言機系統允許多個授權來源將價格數據報告給聚合器合約。報告者可以是交易所，其他DeFi項目，應用程序，場外交易平臺等。聚合器從報告者那里收到參考價格，對其進行驗證并計算中位數，然后將其存儲起來，以便被Compound市場訪問。更新資產參考價格的機制基于錨定價格以及聚合器計算出的中位數價格的上限和下限共同確定。如果新的中位數價格與錨定價格之間的比率超出界限，則資產的官方參考價格將不會更新。

AmpleForth

黃金等傳統商品，甚至比特幣等加密貨幣都無法有效地應對需求量的變化，從而使其容易受到不穩定的經濟沖擊和惡性通縮的影響。為了解決此缺點，AmpleForth創建了AMPL代幣使資產價格信息自動影響供應量。它具有自動價格供應平衡機制，根據AMPL對美元的匯率從每個持有人普遍且成比例地擴張或收縮代幣數量，是反周期的且非稀釋性的。AMPL最初與美元掛鉤，但并非永久固定，因為該平臺考慮了消費者物價指數以平衡未來的美元通貨膨脹。因此，AmpleForth的目標是通過根據對AMPL代幣的需求來改變供應，從而提高購買力的穩定性。更具體地說，只要需求大于供應，該平臺就會自動增加AMPL的總量，以防止商品的相對價格上漲。類似地，當總需求少于供應時，它相應地減少代幣總量。

對于這類以價格供應均衡為目標的協議而言，擁有準確可靠的市場價格信息源至關重要。AmpleForth的這一核心功能如圖3所示。平臺管理員在初始化時設置聚合器合約的min，delay和expire參數，其中min代表讓聚合報告有效的最少數據源數量，delay是自報告開始至生效必須經過的秒數，expire代表報告過期失效的秒數，在AmpleForth中，此值為默認為2小時。有效的報告必須在鏈上公開存在至少1小時，然后才能由供應策略使用，如果在12小時之前未提供新報告，則該報告將在鏈上過期。這意味著只有在有效時間戳內提交的報告才被視為有效報告。我們在圖4中描述了此邏輯，如果我們假設聚合器在T0時間檢索價格信息。正確的AMPL/USD價格匯率是聚合器從受信預言機根據下面公式中提交的報告計算得出的中位數：

Chainlink像以太坊這樣的智能合約平臺缺乏將智能合約與鏈下資源連接的能力。Chainlink旨在通過去中心化的預言機網絡來解決這個問題，該網絡將鏈上智能合約與鏈下環境橋接在一起。它向智能合約提供API來實現此目的，這些API可以請求鏈下資源，例如：市場數據、銀行付款、零售付款、后端系統、事件數據或網頁內容。Chainlink由多個去中心化的，獨立的預言機和聚合器組成的網絡組成，它們收集和處理鏈下數據，并根據請求將其交付給智能合約。AmpleForth是一例與Chainlink集成的平臺。

DC Comics和Palm NFT Studio將在4月發布20萬個以蝙蝠俠為主題的 NFT:金色財經報道，DC Comics和Palm NFT Studio宣布他們將在 4 月發布以蝙蝠俠為主題的 NFT，并承諾提供兩年的收益。Bat Cowl Collection 將于 4 月 26 日推出，總共將包含 200,000 個 NFT，每個 NFT 都描繪了超級英雄著名面具或頭罩的3D再現。每個 NFT 的價格為 300 美元。Bat Cowl NFT 將在 Palm 上鑄造，Palm 是一種以太坊側鏈擴展解決方案。Bat Cowl NFT 持有者將可以訪問 DC Universe 網站上的私人粉絲論壇，以及訪問粉絲活動、實物收藏品、獨家商品和幕后內容。此外，DC 計劃通過“metaverse 集成”和增強現實體驗等功能來擴展功能集。（Decrypt）[2022/3/30 14:26:05]

Synthetix

Synthetix是一個允許用戶創建和交易例如黃金，白銀，加密貨幣和傳統貨幣等資產的合成版本的平臺。Synthetix的目的是創建價格可以跟蹤貨幣，加密貨幣和商品的“合成資產”。Synthetix涉及兩種不同類型的代幣。用戶首先購買Synthetix的原生代幣SNX并將其鎖定到Synthetix合約中，該合約將作為抵押物來支持其他Synth代幣。這些Synth是通過Synthetix平臺創建的合成資產。請注意，Synthetix平臺始終將合成資產之一的sUSD估值為1美元。Synth的價格是通過預言機確定的，這些預言機將外部真實世界的資產價格報告給聚合器，然后再計算中位數。如圖5所示，當前的預言機和聚合器是Chainlink提供的。每種資產類型都提供一個獨立的Chainlink聚合器，該聚合器維護許多預言機源。為了確保準確的數據饋送，預言機會在很短的時間內更新鏈上價格。

測量

在本節中，我們介紹測量研究的細節與結果。我們專注于AmpleForth，Synthetix，MakerDAO和Compound平臺，評估并報告以下內容：1.平臺資產的市場價格波動；2.市場價格與預言機報告價格之間的偏差；3.可能表明預言機發生故障或行為異常的異常現象；4.預言機的交易圖顯示了他們與生態系統的相互。

價格波動性

在本節中，我們演示了旨在消除波動性的DeFi資產的價格波動性。我們在表1中匯總了上述每個平臺的市場價格，表中測量數目指平臺運行的天數）。可以看出，盡管目標是維持穩定，但所有平臺在一天之內價格都會發生1%或5%的變化。此外，在大約30%的觀測日內，AMPL的市場價格每日價格變化超過10%。價格隨時間的波動如圖6所示，其中價格的快速變化主要是由交易量變化，外部事件或投機行為引起的。所有結果表明，這些DeFi協議和依賴于其資產的協議需要實時準確的參考價格數據來對沖高波動帶來的風險。

價格偏差在本節中，我們測量實時市場價格與四個主要DeFi平臺的預言機報價之間的偏差。我們還調查了異常值的可能原因-預言機報價的偏差比其他報價方式高。為了進行研究，我們從MakerDAO，Compound和Synthetix中選擇報告頻率最高的報告ETH/USD匯率的活躍預言機。對于AmpleForth，我們研究其官方市場預言預言機，該預言機每12小時報告一次AMPL/USD匯率。我們使用以太坊的BigQuery數據庫來獲取有關預言機與DeFi平臺進行交互的數據。對于每個預言機，我們通過提取交易的數據和元數據，解析為可讀的價格格式并將其與預言機應該遵循的真實價格來源進行比較來分析其所有交易。在我們的實驗中，我們將預言機的聲明數據源視為給定資產價格的基準。此外，由于預言機的報價方法未嚴格指定，因此對于每個基準源，我們還將顯示其實時“原始”價格以及1、5、10和60分鐘內的中位數。

結果：我們首先研究Synthetix預言機，比較其3,308次報價，并將其與來自不同交易所的數據進行比較。由于Synthetix與Chainlink集成，我們發現預言機聲稱的ETH價格來源是Coinmarketcap，Bitfinex和Bittrex。因此，在圖7中，我們顯示了預言機報告及其價格來源之間的ETH/USD價格偏差。可以看出，具有偏差的報價數量很大，大多數偏差都在±2%范圍內。

同樣，在圖8中，我們展示了MakerDAOETH/USD預言機的偏差。由于預言機未指定來源，因此我們使用與Synthetix中相同的基準進行評估，除了Bittrex僅自2018年6月以來才提供ETH/USD匯率信息。可以看出，大量報價存在偏差，大多數偏差在5%范圍內，這表明MakerDAO預言機的表現不如前述Synthetix的預言機。此外，還有一些異常報價，偏差超過10%。

在AmpleForth中，已聲明的預言機源是AnylockAnalytics，但是，它沒有向個人開放API來檢索實時價格。因此，我們采用了與Synthetix相同的基線，除了不追蹤AMPL/USD匯率的Bittrex。我們分析了AmpleForth預言機的980筆交易，并對照Coinmarketcap和Bitfinex檢查了結果。如圖9所示，大多數偏差都在5%范圍內，與Synthetix預言機相似。有趣的是，有一個異常值具有非常大的偏差，我們將在本節中進一步討論此問題。

前 Y Combinator員工Natalie Luu加入Terra擔任生態系統發展負責人:12月21日消息，據Natalie Luu個人博客稱，她已加入Terraform Labs 并將擔任生態系統發展負責人，為在 Terra 上構建的新 dApp 和協議提供服務。Natalie Luu 早期在 Y Combinator 工作，致力于建立大學生態系統工作，后在 Lightspeed Venture Partners 領導投資。曾投資了加密、金融科技、游戲、市場和 SaaS 等多個行業，投資的公司包括 Eco、Epic Games、Finix、Shipper 和 Terra 的原生代幣 LUNA。[2021/12/21 7:53:05]

Compound的預言機使用Kraken和CoinbasePro作為其ETH/USD價格來源。我們對Compound的預言機進行了評估，總共分析了2,144筆交易，在圖10中展示了結果。可以看到，大多數偏差都在4%的范圍內，只有少數偏差高于5%。

偏差比較：在圖11中，我們顯示了所有平臺上每個來源的平均偏差。請注意，平均偏差的計算方式如下：

其中是每個數據點的百分比，N是數據點的總和。在大多數情況下，由于加密資產的波動性，平均偏差低于2%，可以看作報價信息相對準確。從圖11a到圖11c，我們可以看到從原始數據到60分鐘中位數數據的過程中平均偏差在增加。在Synthetix中，Bittrex相對于Coinmarketcap和Bitfinex是更精確的數據源。在MakerDAO中，Bitfinex的實時價格更準確，而Coinmarketcap的10分鐘和60分鐘中位數更好。對于Compound，可以觀察到CoinbasePro比Kraken更準確。此外，AmpleForth預言機的結果呈現其他三個平臺相反的趨勢，這很可能是由于該平臺預言機在向聚合器報告之前處理了較長時間的平均價格。

為了更好地說明預言機之間的差異，我們在表2中也給出了具體數字。可以觀察到，除了AmpleForth之外，大多數報價的偏差分別為≤1%和≤5%。可能的原因可能是，我們觀測所用的基線與其使用的基線不同。但是，我們測量的平均偏差約為2.5%，與其他平臺相比似乎可以接受。

異常值：由于每個預言機都可能由于實時價格的突然變化或預言機本身的錯誤而面臨一些不可避免的異常值，在表3中，我們列出了在3.1節中觀察到的具有較大偏差值的特定報價。在AmpleForth，市場預言機在2020年3月5日出現一個明顯的報價錯誤，當時預言機提交了十六進制的價格0x5667f2bb31e073c7，與當前交易所價格偏差為273.7%。我們沒有發現此異常的任何原因，懷疑是輸入有誤。另一個有趣的異常報告的偏差為50.2%。這種不一致的輸入很可能是由于匯率的突然下跌，達到了過去四個月的最低價格。類似的情況也發生在MakerDAO的預言機提交的兩個報價中，分別偏離了12.8%和12.2%，這是由于過去三個月內加密資產匯率的突然下跌。在Synthetix和Compound，前兩個異常報告的百分比比前兩個平臺小得多，僅為5%。Synthetix中最大的異常值也來自真實價格的突然下跌，而第二大異常值很可能是最近美國股市的波動所致。

故障

在本節中，我們調研預言機的故障。對于MakerDAO，Compound和AmpleForth，我們檢查所有由其預言機提交但以太坊網絡處理不成功的交易。對于Synthetix，由于與Chainlink集成，我們檢查了所有受支持資產的預言機節點，找出了它們從中收集的真實資源并評估了這些預言機。

MakerDAO：MakerDAO中ETH/USD的參考價格由聚合器更新，該聚合器從許多外部來源收集價格數據。如表4所示，由于一個ETH預言機中的異常錯誤，在總計7,042筆交易中發生了54次由于gas用盡失敗的交易，失敗率為0.77%。同樣的問題也存在于其他三個預言機，失敗率分別為2.17%，1.39%和0.53%。

AmpleForth：接下來，我們調研所有由AmpleForth的預言機發起的交易。我們的發現如表4所示，截至2020年4月，AmpleForth的兩個市場預言機中分別發生了30和34次被回退的交易。

Synthetix：Synthetix完全集成了Chainlink的服務用于報價。Synthetix支持的每種資產類型都有相應的一組Chainlink節點，以完成類似于預言機的任務。我們進一步調研所有交易對的節點-ETH/USD，BTC/USD，AUD/USD，EUR/USD，CHF/USD，GBP/USD，JPY/USD，XAG/USD和XUG/USD，以找出潛在的故障。

在表5中，我們提供了有關預言機的詳細信息，其相應數據源以及遇到的問題。我們發現Omniscience，Ztake.org，Anyblock和SimplyVC提交過被以太坊網絡回退的交易。到2020年2月14日，AlphaVantage收到Chainlink的17項請求，但忽略了它們，未成功提交答復。LinkPool使用兩個外部來源獲取ETH，BTC，AUD和XAG匯率。但是，AlphaVantage不可靠也使LinkPool也變得不可靠。Fiews，Cosmostation，Validation等是穩定的節點，沒有發現異常，而stake.fish和Chainlayer的來源尚不對公眾開放，因此無法進行審核。

Swisscom旗下區塊鏈公司獲得撥款，以幫助波卡改進PoS證明網絡:瑞士電信巨頭Swisscom旗下的區塊鏈公司SwisscomBlockchain獲得了Web3基金會的撥款。這筆撥款將幫助Swisscom Blockchain為Polkadot建立Kubernetes運營商，以保護Polkadot和Kusama測試網上參與PoS證明過程的參與者，防止他們的代幣在網絡受到攻擊或破壞時丟失。（CoinDesk）[2020/9/10]

交易活動分析

預言機地址可能會與大量以太坊地址進行交互，這些地址可能是ERC-20代幣合約，鏈上服務，其他協議的實體或外部賬戶地址等。在本節中，我們重點介紹DeFi平臺的預言機的活動分析。我們使用BigQuery搜尋預言機的整個交易歷史記錄，然后構建交易圖，并查找與預言機交互的最常見地址，與之通信的實體或外部賬戶以及涉及的有趣活動。

AmpleForth：我們從AmpleForth的市場Oracle收集了132,119筆交易，發現與預言機交互的地址有47個。如圖12a所示，整個交易的很大一部分是與Chainlink聚合器的交互，顏色為綠色。紅色節點表示市場預言機有161筆交易使用AmpleForth的UpgradeProxy合約來設置或更新某些參數。藍色和橙色是外部賬戶地址，分別涉及48和1筆交易。預言機于2020年3月13日連續向藍色節點發送了48筆沒有輸入數據的交易。

MakerDAO：類似地，我們使用MakerDAO的ETH/USD預言機作為我們的測量對象，提取4,914筆交易，進行分析，結果如圖12b所示。圖中預言機與來自七個不同地址的四種類型的實體進行交互，大多數交易都與價格發布行為有關，但是，由于gas用盡的錯誤，有兩個交易失敗。它進行了四次代理活動，而只有三次代幣轉移成功。此外，當平臺決定進行SAI和DAI轉換時，還有一項遷移活動。

Compound：我們在Compound中選擇了一個ETH/USD的預言機，分析其所有11,458筆交易。所有交易均涉及與三個鏈上聚合器交互的報價操作。與其他平臺的預言機不同，交易歷史記錄不包含與其他參與者或服務的交互。

Synthetix：圖12d中展示了Synthetix預言機的142,422筆交易組成的圖。與其他平臺類似，該平臺ETH/USD預言機主要與綠色標記的活躍聚合器合約進行交互。聚集器之中的一個禮物是橙色節點，該聚集器在原因不明的情況中自毀了。除此之外，預言機還參與了與Synthetix網絡相關合約的2,056筆交易，大多數是從平臺獲取參數值。一個有趣的活動是總計667筆發送給自身且沒有輸入數據的交易。

討論

去中心化

在背景部分，我們討論了DeFi中預言機的不同設計。他們中有一些依靠中心化的聚合器來獲取參考價格，而另一些則與Chainlink的報價提供商合作。在本節中，我們將研究實踐中預言機系統的實現方式，以及它如何影響平臺去中心化的目標。

表6描述了影響預言機去中心化的一些屬性。MakerDAO和Compound具有相似的體系結構，他們使用一個單一的聚集器來定期從外部的預言機白名單節點檢索價格信息。即使這些系統的其他組件部署在去中心的智能合約平臺上，該設計也存在中心化的固有缺陷。AmpleForth利用Chainlink提供預言機功能，這減輕了單一聚合器的中心化風險。但是，它仍然依賴于一個聚合器合約來從四個預言機中收集數據。在不久的將來，AmpleForth計劃與Chainlink完全集成來獲取數據，因此，到目前為止，我們將其歸類為半中心化設計。Synthetix宣布Synthetix與Chainlink集成現已在以太坊上運行，提供完全去中心的價格信息。數據源將轉移到Chainlink的去中心化預言機網絡中，參考價格將由多個獨立節點通過經濟激勵措施在鏈上轉移，而不依賴任何中心化組織支持。因此，就目前而言，其設計是最接近去中心化的設計。

建議

我們的初步研究表明預言機生態系統尚不成熟。因此，在本節中，我們嘗試從觀察中學習，并就未來預言機平臺的潛在改進提供見解。

透明性：正如第3.2節所討論，預言機的價格處理方法并無明確說明。甚至預言機的數據源對于平臺用戶也是模糊未知的。這導致預言機平臺缺乏透明性，并且可能無法檢測到預言機的不當行為，因為當前沒有任何實體能夠證明預言機報價的準確性。我們對未來的預言機設計的第一個建議是，預言機應明確聲明其信息清單。這樣的清單將包含預言機元數據，已部署的數據源，預期更新頻率以及價格的準確推導過程。底層的區塊鏈平臺由于其特性，我們認為是發布此類清單的自然場所。

責任制：我們認為，預言機正在成為重要的受信方，應對其行為負責。在區塊鏈生態系統中，我們可以設想，實現責任制的一種可行方法是加密激勵。因此，為了激勵預言機按承諾的頻率報告準確的價格，我們可以想象平臺將實施某種機制，來懲罰違反預言機清單或平臺政策的行為，諸如延誤或漏報，或可驗證的不當行為，例如高價格偏差。這種機制可以通過智能合約部分實現，但它需要預言機儲存大量的加密資產。

The Block研究總監：不懂Compound，就如同不了解部分準備金銀行制度:The Block研究總監Larry Cermak發推稱，Compound實際上顯示了你們中有多少人不知道什么是部分準備金銀行制度（fractional-reserve banking）。你怎么可能在不了解它是什么的情況下就想消滅它呢？

注：部分準備金銀行制度是現代銀行體系的一種管制形式。依法要求有關金融機構將其所吸收的存款的一定比例，以中央銀行存款（或庫存現金）的形式留作準備金。[2020/7/5]

運行的穩健性：一件令人驚訝的事情是，盡管預言機交互相對簡單，它們仍存在基本的運行問題。由于預言機報告在DeFi生態系統中起著至關重要的作用，我們鼓勵運營商通過提高gas用量和價格來超量供應。前者必須保證整個交易執行過程中將具備足夠的gas，后者可以減少報價的延遲，在以太坊網絡擁擠時尤為重要。較高的gas價格將使預言機報告更快地上鏈，因為區塊鏈網絡優先打包那些支付了更高手續費的交易。

相關工作

我們尚無知曉任何衡量或分析DeFi預言機的工作，但是，下面我們將討論與主題最相關的工作。

預言機設計：TownCrier是用于智能合約的經驗證的數據饋送系統。TC實體充當了智能合約和現有網站之間的橋梁，這些網站已經被非區塊鏈應用普遍信任。它結合了區塊鏈前端和受信任的硬件后端，以獲取支持HTTPS的網站，向依賴于這些數據的智能合約提供從源頭得到認證的數據。由于SGX技術的集成，TC可以遠程證明執行了正確的代碼。TC與網站建立了安全的TLS連接并解析其內容，然后將其用作智能合約的輸入。但是，TC的一個潛在限制是，它將Intel定位為執行遠程證明所需的可信方。

TLS-N是一種通用的TLS擴展，可為TLS協議提供不可否認的安全性。TLS-N修改TLS堆棧，以便對服務器發送的TLS記錄進行身份驗證。因此，TLS-N客戶端可以將接收到的TLS-N記錄呈現給可驗證的第三方，只需要信任服務器。通常，TLS-N會生成可有效驗證的有關TLS會話內容的非交互式證明，可以由第三方和基于區塊鏈的智能合約進行有效驗證。這樣，TLS-N增強了Web內容的可說明性，并為Web內容提供了實用且去中心化的區塊鏈預言機。但是，主要缺點是其可部署性，它需要對TLS協議進行重大更改，并且采用過程非常緩慢。

實用數據饋送服務是一種內容提供商的擴展系統，提供新功能來提升數據透明性和一致性驗證。，它允許內容提供商將Web實體與其區塊鏈實體鏈接起來。在PDFS中，數據通過區塊鏈進行身份驗證，但不會破壞TLS信任鏈或修改TLS堆棧。此外，內容提供商可以自由指定他們想使用的數據格式，因此可以輕松地對數據進行解析和定制以生成智能合約。PDFS使內容提供商可以進行審核，并減輕其惡意活動，并允許他們創建新的業務模型。缺點是智能合約中實現的驗證邏輯不夠輕量，效率不夠高，PDFS的潛在改進可能在于提供較短證明的設計。

DeFi調研：《SoK:DemystifyingStablecoins》11提供了關于主流DeFi協議的易于理解的調研，主要集中在穩定幣的設計上。《AClassificationFrameworkforStablecoinDesigns》12和《MonetaryStabilizationinCryptocurrencies-DesignApproaches》系統地討論了現有DeFi平臺的一般設計。將設計分解為錨定資產，抵押品金額，價格信息和治理機制等組成部分，此類調查旨在探索DeFi平臺的優缺點，以確定未來的發展方向。

攻擊DeFi：《AttackingtheDeFiEcosystemwithFlashLoansforFunandProfit》詳細探索了以太坊網絡DeFi生態系統的閃電貸。它分析了現有的兩次投資回報率超過500,000%的攻擊，然后將尋找閃電貸攻擊的參數定義為優化問題。它還展示了之前兩次攻擊可被“增強”的方式，如此將分別產生82.95萬美元和110萬美元的利潤，分別提高2.37倍和1.73倍。Lewis等人探索了設計缺陷是如何導致DeFi危機。他們的論文討論了MakerDAO的過度抵押和治理攻擊，提出一種新的經濟危機的傳播形式。

對于加密貨幣的拉高出貨問題，《Theanatomyofacryptocurrencypump-and-dumpscheme》研究了412個拉高出貨活動，建立了一個模型預測各種加密資產在出貨前拉盤的可能性，發現了加密市場中拉高出貨的模式。Josh等人考察了經典經濟學文獻中有關拉高出貨的現有信息文獻，將其與加密貨幣進行了綜合，并提出了定義加密貨幣“拉高出貨”的標準。這些模式可以在異常行為中定位異常交易活動的疑點，以標記潛在的拉高出貨活動。

Philip等人提出了在去中心交易所執行的套利策略，由機器人由支付高額交易費用，并優化其網絡延遲以進行領先于普通用戶的交易。通過對機器人的謀利行為和特定于區塊鏈的策略進行實證研究，《FlashBoys2.0:FrontrunninginDecentralizedExchanges,MinerExtractableValue,andConsensusInstability》正式模擬了機器人為了在gas拍賣中取得礦工提供的優先權相互競爭的行為，表明在許多情況下，機器人純套利所產生的收入遠遠超過以太坊區塊獎勵和交易費用。

總結

在本文中，我們進行了對DeFi預言機的第一個研究。我們消除了主流DeFi平臺預言機設計的迷霧，通過對四個著名的開放DeFi平臺MakerDAO，Compound，AmpleForth和Synthetix部署的預言機進行大規模測量，我們研究了價格偏差的細節，源于實時價格和預言機節點報價之間的差異。我們比較了已部署平臺的價格偏差，對預言機的穩定性，責任制和部署模式進行了詳細的評估。我們發現相對聲稱數據源的偏差以及運行故障是非常常見的。最后，我們對此類平臺可能遭受的潛在安全漏洞進行了討論，并提出了可以改善某些已知缺點的建議。

注釋

我們注意到，還有其他設計不需要錨定或抵押物，但這些系統超出了本文的范圍，我們建議讀者參閱最近的調查.

目前，Synthetix的債務抵押率為800%。

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交易信息：https://bit.ly/2KHiTFE

當更改交易有效負載的第一個數字時，偏差降低到2.9%，這是此預言機的標準范圍。

交易信息：https://bit.ly/2K5kSDF

交易信息：https://bit.ly/3ep74BO,https://bit.ly/2K3NcGb

交易信息：https://bit.ly/34Av0xo

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這個錯誤發生在要完成一筆交易.需要比發送方提供的計算資源更多的時候。

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參考文獻

2020.Mostvolatilecryptos.https://yhoo.it/2YhINbg.

2019.MakerDAO.https://makerdao.com.

2019.SAI.https://sai.makerdao.com.

2019.Compound.https://compound.finance.

2020.Fulcrum.https://fulcrum.trade.

2019.dYdY.https://dydx.exchange.

2020.TheactiveoutstandingloansfromopenlendingprotocolsreportedbyDeFiPulse.https://defipulse.com/defi-lending.

2019.Ampleforth.https://www.ampleforth.org.

2019.Synthetix.https://www.synthetix.io.

2020.EthereumDeFiecosystem.https://defiprime.com/ethereum.

2019.Howtoturn$20Minto$340Min15seconds.https://bit.ly/2VNilEM.

2019.ChainLink.https://chain.link/.

2019.Synthetixwhitepaper.https://www.synthetix.io/uploads/synthetix_litepaper.pdf.

2020.EthereuminBigQuery:aPublicDatasetforsmartcontractanalytics.https://bit.ly/3aNU8lU.

2019.ThesourcesofChainlinkETH/USD.https://feeds.chain.link/ethusd.

2019.Bitfinex.https://www.bitfinex.com.

2019.Bittrex.https://global.bittrex.com.

2020.BittrexETH/USDrate.https://bit.ly/2VQHTRv.

2020.Anylockanalytics.https://www.anyblockanalytics.com.

2020.TheclaimedsourcesofAmpleForth’soracles.https://bit.ly/3aMaqfc.

2019.Kraken.https://www.kraken.com.

2019.Coinbasepro.https://pro.coinbase.com.

2019.TheclaimedsourcesofCompound’soracles.https://bit.ly/3bNiuh5.

2020.SynthetixintegrateswithChainlink.https://bit.ly/3bJfLFc.

2020.Ethereumgaspriceshotup.https://bit.ly/2y15AgR.

FanZhang,EthanCecchetti,KyleCroman,AriJuels,andElaineShi.2016.Towncrier:Anauthenticateddatafeedforsmartcontracts.In23rdACMSIGSACconferenceoncomputerandcommunicationssecurity.

VictorCostanandSrinivasDevadas.2016.IntelSGXExplained.IACRCryptologyePrintArchive(2016).

HubertRitzdorf,KarlWüst,ArthurGervais,GuillaumeFelley,andSrdjanCapkun.2017.TLS-N:Non-repudiationoverTLSEnablingUbiquitousContentSigningforDisintermediation.IACRCryptologyePrintArchive(2017).

JuanGuarnizoandPawelSzalachowski.2019.PDFS:practicaldatafeedserviceforsmartcontracts.In24thEuropeanSymposiumonResearchinComputerSecurity.

JeremyClark,DidemDemirag,andSeyedehmahsaMoosavi.2019.SoK:DemystifyingStablecoins.AvailableatSSRN3466371(2019).

AmaniMoin,EminGünSirer,andKevinSekniqi.2019.AClassificationFrameworkforStablecoinDesigns.In24thFinancialCryptographyandDataSecurity.

IngolfGunnarAntonPernice,SebastianHenningsen,RomanProskalovich,MartinFlorian,HermannElendner,andBj?rnScheuermann.2019.MonetaryStabilizationinCryptocurrencies-DesignApproachesandOpenQuestions.In2ndIEEECryptoValleyConferenceonBlockchainTechnology.

KaihuaQin,LiyiZhou,BenjaminLivshits,andArthurGervais.2020.AttackingtheDeFiEcosystemwithFlashLoansforFunandProfit.InarXivpreprint:2003.03810.

LewisGudgeon,DanielPerez,DominikHarz,ArthurGervais,andBenjaminLivshits.2020.TheDecentralizedFinancialCrisis:AttackingDeFi.arXivpreprint:2002.08099.

JiahuaXuandBenjaminLivshits.2019.Theanatomyofacryptocurrencypump-and-dumpscheme.In28thUSENIXSecuritySymposium.

JoshKampsandBennettKleinberg.2018.Tothemoon:defininganddetectingcryptocurrencypump-and-dumps.CrimeScience(2018).

PhilipDaian,StevenGoldfeder,TylerKell,YunqiLi,XueyuanZhao,IddoBentov,LorenzBreidenbach,andAriJuels.2020.FlashBoys2.0:FrontrunninginDecentralizedExchanges,MinerExtractableValue,andConsensusInstability.In41stIEEESymposiumonSecurityandPrivacy.

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