區塊鏈預言機是什么？

發表於 2023-10-30 15:15 作者： 深潮

區塊鏈預言機充當着區塊鏈與外部世界之間的橋梁，讓智能合約能夠獲取到鏈下數據。

預言機是一種第三方服務工具，用於獲取、驗證外部信息並將其傳輸到運行在區塊鏈上的智能合約中。

它們通過提供一個與鏈下數據交互的機制，以執行有價值的任務和服務，從而擴展智能合約的功能。

如果沒有預言機，智能合約就會被局限在鏈上數據的世界中，而無法獲取到外部信息。

舉一個基本的例子：Alice 和 Bob 對一場賽馬進行下注，雙方玩家都可以將他們的資金鎖定在一個智能合約中，該智能合約將根據現實世界的比賽結果將資金發放給獲勝者。

雖然智能合約不能直接與外部世界進行交互，但一個第三方的預言機可以通過查詢一個可信的 API 來檢索這場賽馬的結果，並將結果傳輸給智能合約，確定獲勝者，並讓合約能夠相應地分配資金。

預言機充當了外部世界和智能合約世界之間的橋梁。

請注意，預言機本身並不是數據源，而是一個檢索、驗證外部數據並將其轉發給智能合約的工具。它們可以傳輸各種類型的信息，比如價格數據、付款確認信息或傳感器的測量值。

此外，預言機必須在傳輸這些數據的同時保留智能合約固有的特徵：無需信任和去中心化。

這基本上就是預言機所需要解決的問題：確保爲智能合約服務的鏈下數據的可靠性、真實性和可信度，同時消除單點故障和漏洞。

預言機的種類

市面上有許多類型的區塊鏈預言機，他們分別用於不同的目的。

我們可以根據數據源類型（硬件或軟件）、信息傳輸方向（傳入或輸出）和信任模型（中心化或去中心化）對預言機進行分類。每種預言機類型都具有獨特的功能和優勢。

硬件預言機：從物理世界中收集數據，例如來自運動傳感器或 RFID 傳感器的信息。

軟件預言機：從網站、服務器或數據庫等數字數據源處收集數據。通常用於提供實時數據，如匯率或價格變化。

傳入預言機：主要向區塊鏈傳輸鏈下或真實世界的數據。可用於觸發基於鏈下事件的特定操作。

輸出預言機：將區塊鏈數據發送到外部世界。可以向外部系統提供鏈上事件的更新信息。

中心化預言機：由單一主體管理運行，並依賴單一信息源。這可能會帶來風險，因爲它們引入了單點故障問題，這讓智能合約容易受到攻擊。

去中心化預言機：利用多個信息源和共識機制來提供更可靠和防篡改的數據。可以最大限度地降低交易對手風險，提高智能合約所使用信息的可信度。

人類預言機：具有專業知識的個人充當數據的來源。他們可以收集信息、驗證其合理性、並將其轉換到智能合約中。人類預言機可以使用加密技術來驗證他們的身份並提供可信的數據。

特定智能合約預言機：爲特定的智能合約設計，並滿足他們的獨特需求。然而，它們需要額外的工作來運營和維護，可能無法擁有普適性。

計算預言機：執行復雜的計算操作，並將計算結果返回到鏈上。這些計算往往難以在鏈上進行，或在鏈上進行的成本極高。此類預言機在網絡 gas 約束和高計算成本限制的情況下特別有價值。

去中心化預言機

區塊鏈預言機對於任何復雜和有價值的智能合約服務都是必不可少的。

區塊鏈預言機的用例跨越了諸多行業，包括地理位置追蹤（供應鏈分析、物聯網）、體育（預測市場）、天氣（旅行、農業）、時間和間隔數據（自動化）以及我們的主要研究重點 —— 金融和資本市場相關數據。

去中心化金融（DeFi）行業有望爲世界帶來更高效、更透明和更公平的金融市場。

爲了做到這一點，DeFi 應用需要能夠可靠、無需信任地獲取到廣泛的數據：資產價格（從加密貨幣到房地產）、基准參考數據（利率、資金費率）、波動性和市場影響數據等等。

事實上，自 2020 年“DeFi Summer”以來，DeFi 行業的快速擴張突顯了對全面、可用和穩健的預言機市場數據的迫切需求。

此外，預言機基礎設施需要提供高質量的數據，與任何 L1/L2 區塊鏈無縫集成，並准備好根據日益復雜的 DeFi 生態系統不斷增長的需求進行擴展。

在 DeFi 中，喂價數據預言機仍然是最主要和討論最多的預言機類型。喂價數據預言機設計的歷史幾乎與智能合約的歷史一樣長，但現有的架構仍然顯示出了它們的局限性。

在接下來的討論中，我們將專注討論幾個問題：

• 爲什么我們需要區塊鏈和喂價數據預言機，爲什么它們很重要？

• 當前的預言機設計需要什么，它們是否有效？

• 有哪些替代設計方案可以解決現有的問題？很明顯，預言機將持續在區塊鏈中扮演關鍵性的角色，但現有的預言機網絡已經顯示出缺陷，無法將 DeFi 擴展到其所需要的高度。

傳統的預言機解決方案通常依賴於中間方（節點）來驗證和聚合數據，從而引發時間延遲、數據源不透明以及由於成本導致的跨鏈擴展問題。

目前，一種新的預言機網絡架構正在出現，它專注於“拉取”而非“推送”模型，並激勵高度可信的數據所有者和創建者來發布他們的數據。

爲什么我們需要價格預言機？

該預言機的主要類別被稱爲喂價數據預言機，它提供加密貨幣資產、股票、大宗商品等的價格數據。

爲了說明它們的重要性，我們來看幾個例子：

衍生品協議：必須爲交易者提供准確的資產價格，並在頭寸抵押不足時及時進行清算。

DEX 聚合器：流動性來自各種去中心化交易所，這意味着需要准確的預言機價格數據來確定最佳價格並以最小的滑點執行交易。

穩定幣：加密貨幣抵押的穩定幣需要預言機數據來確保頭寸得到足額的抵押，並確保其保持與相關資產的錨定。

借貸協議：這些協議通常依賴於動態借貸利率進行運作，動態借貸利率是一個關於當前資產價格的函數。延遲或不准確的價格數據會損害協議的整體流動性健康，尤其是在價格波動期間。

我們不能僅僅依靠單一的數據源來提供這些數據，因爲這會引發一個集中的故障點，這與 DeFi 的精神相悖。相反，我們需要的是防篡改的、及時的數據。

這說起來容易做起來難，由於預言機在 DeFi 中的重要性，它們經常會成爲攻擊的主要目標。然而，擁有可靠且穩健的數據源對於任何 DeFi 項目來說都是至關重要的。

這就是爲什么預言機通常被稱爲 DeFi 的脊梁。隨着 DeFi 領域的不斷發展和擴展，快速可靠地獲取到攻擊免疫的數據的需求將變得越來越重要。

現在我們已經了解了預言機的背景知識，讓我們來研究一下現有的預言機體系結構。

價格預言機的現狀

一種常見的預言機網絡設計被稱爲“報告者預言機網絡”，它依賴於多個獨立節點運行，這些節點則充當了數據源和區塊鏈應用（終端用戶）之間的中介。

在報告者網絡中，中間節點負責從鏈下數據源處（如市場數據專家或公共 API）檢索數據，然後將該信息“經過最後一公裏”傳遞到最終的目的地區塊鏈上。

這些節點還將負責執行數據聚合、效驗和證明。

舉個例子來說，假設有 100 個節點，它們的任務是檢索一個給定時間點的 BTC 價格。

他們將從各種數據源處檢索價格（例如，平均每個節點可能使用 30 個數據源），然後將他們反饋的價格進行聚合，以輸出一個單一的平均或中位數價格數據。

大多數節點最終可能可以獲得正確的價格，而一小部分節點可能由於使用了糟糕的數據源而反饋了錯誤的價格數據。

最後，預言機網絡將聚合大多數節點的反饋數據，並將其作爲正確的數據進行發布。

爲了保持這些節點的持續運轉和誠實性，經濟激勵措施通常會被採用。

發布准確價格數據的節點可以以代幣激勵的形式獲得獎勵，而報告不准確數據的節點可能會通過扣分等機制受到懲罰。

這種預言機設計有幾個關鍵的優勢：

安全性：擁有各種數據源和中間節點意味着任何一方都難以操縱網絡並影響最終的價格輸出。

數據源：廣泛的數據源可以確保預言機可以獲得廣泛的價格信息，通常可以提高准確性和可靠性。

區塊鏈不可知論：任何區塊鏈網絡都可以採用這種設計，因爲它們已經部署了節點進行區塊驗證。

然而，這種設計也有一些缺點。

讓多個節點相互驗證數據，然後聚合數據並執行共識是低效的。現有的預言機部署大約每 15 分鐘更新一次數據，這對於全域擴展區塊鏈來說，這個速度非常低效且緩慢。

如果有大量資產對進行頻繁的價格更新，相關的網絡成本（例如 ETH gas 費用）也會快速增加，這將導致可用資產對數量的下降。

如果沒有極高的 gas 補貼，將無法解決網絡堵塞的問題。支持不斷增長的節點網絡所必需的不斷增加的 gas 費用需要最終由用戶承擔或進行貼補。

這個限制讓報告者網絡在支持更多數據或用戶方面的可擴展性變得非常差。

此外，報告者網絡中的數據源通常是不透明的。在這些網絡中，數據通常以不透明的方式在鏈下聚合，並以不透明的方式發布到鏈上，這與區塊鏈的透明目標形成了直接對比。

因此，雖然提供數據的節點實體是已知的，但它們的最終數據源是未知的。在各種數據源不頻繁更新或缺乏顆粒度的高度不穩定時期，這一點尤其值得關注。

事實上，上遊的數據源甚至可能不知道他們的數據正在被用來保障智能合約的價值，從而導致數據質量和可靠性的進一步的損失。

這甚至還沒有談到數據合法性的問題：一些數據供應商並不允許將他們的數據報告給公共账本，因爲他們希望限制向訂閱者分發數據的能力。

報告者網絡的設計專門用於鏈上可公开獲取的數據 —— 這種解決方案在將 DeFi 推進到當前階段的過程中發揮了重要作用。

然而，當我們努力將 DeFi 帶給全球數十億用戶時，解決傳統預言機架構的局限性是至關重要的。

在之前的一篇文章中，我們將報告者預言機網絡與較新的預言機架構進行了比較，強調了對更透明、更經濟、更可擴展的預言機解決方案的需求。

未來的價格預言機需要准備好擴展到我們在傳統金融（TradFi）領域中習慣的所有交易對，並支持开發者選擇構建的所有區塊鏈。

Pyth 預言機網絡引入了一種發布者預言機網絡設計，它重新考慮了價格預言機應該檢索的數據類型、數據選擇的數據源以及數據所有者和數據用戶之間的關系。

讓我們來看看這個全新的架構。

重新思考價格預言機

金融數據行業的規模非常龐大。美國最大的幾家交易所僅靠出售市場數據就能獲得數十億美元的收入。鑑於這一觀察結果，改變我們對價格預言機數據源的一些基本假設可能是明智的。

例如，互聯網上有公开的價格數據，由 Yahoo! Finance 或 Google Finance 這樣的免費價格聚合服務提供。

這些數據不需要非常精細，以美股價格爲例，由於監管的原因，通常會延遲 15 分鐘或更長時間。

世界上還有很多有價值的數據被各種機構嚴密保護着：准確及時的信息有着巨大的價值。Bloomberg 或 Refinitiv 等交易所和數據終端服務公司知道這一點，並爲此收取大量訂閱費。

報告者預言機網絡運營的隱含假設是，區塊鏈所需的所有數據都可以在互聯網上免費獲取。通過激勵中間節點進行數據收集、驗證和傳輸，DeFi 便可追蹤世界市場的運動。

而在現實中，有價值的金融數據僅限於少數特權方，且不容易被獲取。爲檢索和傳遞數據而獎勵節點的方式對某些類型的數據是有效的，但對速度非常重要、信息是基本優勢的資本市場數據卻是無效的。

這種方法也受到支持更大節點網絡的質量、效率甚至法律限制的影響。

Pyth Network 採用了一種完全不同的方法：預言機網絡可以激勵高度可信的各方 —— 有價值數據的所有者和創造者 —— 自愿和直接地將他們的數據發布給預言機網絡。

鏈上程序通過價格聚合機制以消除異常值影響，而跨鏈橋則對發送到其目標區塊鏈的所有價格數據進行籤名和驗證。

在這個報告者預言機網絡中，數據提供方運行自己的節點，直接在鏈上發布數據。

這種設計消除了對中間節點的依賴，從而產生更高質量的數據和更高的 gas 效率，並最終爲預言機網絡擴展到數千個喂價數據提供了更高的可擴展性。

一手的數據源

向 Pyth Network 提供數據的可信機構被稱爲數據提供者或“發布者”。數據提供者通常是擁有大量高質量數據的成熟機構，包括全球交易所、做市商和交易公司。

其中一些最知名的機構包括 Cboe、Jane Street、Optiver、Binance、OKX、QCP Capital、Two Sigma、Wintermute 和 CMS。目前網絡中有超過 80 個數據提供者。

所有這些數據提供者都是一手的數據源：他們創造並因此擁有他們所提供的價格數據，因爲他們要么是接受訂單的交易場所（交易者打算交易的價格），要么是交易者自身（並以指定的價格執行交易）。

在報告者網絡中，節點必須從其他中間商或一手數據源處搜索或購买數據；這讓它們成爲第三方的數據源。

一手數據意味着數據質量和網絡安全的保證。所有數據提供者對任何 Pyth 喂價數據的貢獻意味着單個數據源可以對其輸入的數據質量負責。

此外，這些數據提供者的聲譽，以及對他們的惡意攻擊將對他們的整個業務產生有害影響的影響。這是針對傳統預言機攻擊向量的一個強大的額外威懾力。

還有一點很明顯，這些機構擁有的數據質量比簡單的網絡爬取或從公共聚合器和服務提供商那裏收集的數據高得多。

此外，由於這些數據源是其數據的所有者，因此可以將數據分發到區塊鏈應用，而無需考慮知識產權問題。

深入研究：Pyth 如何運作

Pyth Network 協議允許一手數據提供商在鏈上發布其獨有的價格信息供公衆使用。

協議是三方之間的交互場所：

數據提供者：信譽良好的機構將價格數據直接提交給 Pyth 的鏈上預言機程序。對於任何喂價數據產品（例如 BTC/USD），都有多個數據提供者進行數據發布，以確保准確性和穩健性。

Pyth 預言機程序：Pyth 預言機程序運行在 Pythnet 應用鏈上。該程序安全且透明地聚合所提交的數據，以輸出聚合價格。

用戶：Pyth 的數據用戶使用聚合的價格數據。用戶通常是去中心化的應用，如 Synthetix、Ribbon 及 CAP Finance 等。

Pythnet 應用鏈

2022 年 8 月，Pyth Network 發布了 Pythnet，這是一個轉爲應用打造的區塊鏈，它使 Pyth 數據能夠通過 Wormhole 跨鏈橋聚合並發布到其他區塊鏈中。

Pythnet 基於 Solana 技術構建，但最終與 Solana 主網分離。數據提供者將數據提交給 Pythnet 進行聚合；通過 Wormhole，聚合價格可以傳輸到超過 20 個區塊鏈中。這種架構選擇帶來了難以置信的可擴展性優勢。

在 Pyth Network 上發布的新喂價數據可以在所有 20+ Pyth 支持的區塊鏈上即時上线。

這對於希望將其應用程序擴展到新區塊鏈的構建者來說是非常有幫助的，這可以讓他們即時提供與原始區塊鏈相同的市場和資產支持。

此外，Pyth 獨特的架構還允許它能夠快速部署到由 Wormhole 支持的新區塊鏈上 —— 以大約每月一個新區塊鏈的速度。

相比之下，競爭對手的預言機網絡經常需要經歷技術延遲，這限制了他們向新區塊鏈的擴展。例如，一個預言機網絡在 Solana 上线，從最初宣布到現在花了近兩年的時間。

要拉取，不要推送

Pyth Network 通過一個“拉取”預言機模型運行，用戶可以從 Pyth 主動請求或將他們需要的數據“拉取”到他們的本地區塊鏈環境中。

相比之下，傳統的預言機解決方案採用“推送”模式，價格數據在鏈上以預設的頻率自動“推送”，即使沒有人正在實際使用這些價格更新。

Pyth 的 拉取預言機設計擁有以下優勢：

Gas 高效：用戶只在“擁有需求”時才需要爲數據付費。gas 不會浪費在未使用的價格更新上。此外，如果另一個實體在鏈上拉取了 Pyth 價格數據，該鏈上的每個個體都可以使用該價格更新。

高頻價格更新：Pyth 喂價數據更新速度超過每秒一次 —— 這比大多數的區塊時間更快。如果每個價格都必須推送到鏈上，那么這種頻次的價格更新是不可能實現的。

低延遲：用戶可以使用最新拉取的價格數據，而無需被迫使用最近推送的價格數據。

可靠性：在市場波動期間，推送的價格更新可能會與其他交易爭奪區塊鏈網絡帶寬。而 Pyth 的拉取更新則可以被合並到用戶的有價值的交易中。

可擴展性：Pyth 可以擴展到數千個新的喂價數據，而無需增加 gas 成本。只有當用戶拉取數據時才會產生成本。

拉取模型的優勢很多，但最重要的一點是，拉取預言機（按需更新）模型帶來了 DeFi 未來所需的可擴展性的優勢。

進一步改進思考

盡管 Pyth 已經被證明能夠持續地爲超過 20 個區塊鏈網絡提供高質量的數據，但一個反復出現的批評指出，由於對機構數據源的依賴，Pyth 所描述的體系結構可能有過度中心化的問題。

需要注意的是，Pyth 擁有非常多的數據提供者，這意味着任何給定數據提供者的失誤對任何喂價數據的影響都很小。

如果要操縱喂價數據，需要絕大多數提供數據的提供者都發布錯誤的數據。我們的白皮書更詳細地討論了網絡對數據提供者合謀的抗性。

雖然 Pyth Network 依賴於“需要信任的”機構是一個有效的批評，但 Pyth 的方法爲 DeFi 帶來了重要的優勢，同時防止了數據源的預言機操縱或勾結。

我們將持續推動預言機解決方案在性能、安全性和去中心化方面繼續創新和改進 —— 達成這種平衡不是一件容易的事 —— 我們希望繼續在這方面發揮領導作用。

前進的道路

喂價數據預言機是 DeFi 的支柱，負責提供准確及時的數據，讓關鍵性的應用能夠安全准確地進行交易、保障和轉移資產。

過去的設計是建立在一個前提上的：即可以激勵中間節點以無需信任的方式收集和同意公共信息，並提交聚合結果。

這種方法有其優點，但也存在一些缺陷，比如傳輸延遲、不透明的數據源、對分發權利的考慮，以及總體上對預言機網絡擴展能力的限制。

去中心化金融的持續創新（即使公衆需要時間才能意識到這個行業正在創造什么），尤其是 DeFi 基礎設施已經取得了長足的進步。

Pyth Network 引入了一種更快、更可靠、更安全的方法來獲取大多數區塊鏈开發者無法獲得的金融數據。Pyth Network 已經經歷了以下方面的大幅增長：

• 250+ 可使用的喂價數據
  

• 2,500 萬 + 每日價格更新次數

• 500 億 + 美元總保障交易額

• 150+ 集成應用

• 20+ 支持區塊鏈

Pyth 喂價數據是無需許可的。开發者可以直接從开發者文檔處开始進行集成，並探索用戶案例，例如 Synthetix 永續合約如何使用 Pyth 價格數據。

Pyth 的其他知名用戶還包括 Ribbon Finance、Venus 和 CAP Finance 等。

隨着 DeFi 生態系統的不斷發展，Pyth Network 在提供可信任的和實時的數據方面的作用對於確保這些區塊鏈網絡的安全性和穩定性以及整個行業的擴展方面變得越來越重要。

標題：區塊鏈預言機是什么？

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