AND:预言机，让Web3变得更好了吗？_htt币局

作者：Sally,IOSGVentures

预言机通常被认为是链上和链下数据的桥梁和窗口。简而言之，预言机是一个为区块链项目提供真实世界数据服务的中间件。

智能合约则由于共识机制需要请第三方对数据进行验证。为了方便理解，我们可以将预言机扮演的角色当成是两个文明之间的使者，就像《三体》中维系人类与三体文明沟通的“智子”。只有通过预言机的数据输送，智能合约才能获取来自互联网和现实世界的确定性信息，包括股票价格、汇率、总统大选的最终结果等。

四大谱系?

根据形式，我们可以将预言机分为四种，分别为：软件预言机、硬件预言机、中心化预言机和去中心化预言机：

1.软件预言机

软件预言机连接到互联网，可以通过API实时访问、传输来自任何第三方服务器或网站的数据和信息，如商品价格、天气指数、航班号等，并将其写入智能合约中。

2.硬件预言机

硬件预言机在IoT中被广泛采用，用作电子传感器和数据收集器。它将物理事件转换为数字值，以便智能合约可以理解它们。条码扫描仪、银行卡POS机、收集各种医疗数据的医疗设备等都可以被当作为硬件预言机。

报告：区块链和预言机可以促进清洁能源转型:4月19日消息，Tecnalia Research和Chainlink Labs发布报告《利用区块链和预言机管理能源行业的气候变化》，概述了如何将代币化、混合智能合约和区块链预言机等区块链功能应用于能源行业来管理气候变化。

Tecnalia能源主管Jose Luis Elejalde表示，在基础设施转型期间，能源行业可以使用区块链“将清洁能源投资数字化并赋予其价值，并设计全自动激励系统以参与可持续实践。”

根据研究，区块链可以用作结算层的数据库，智能合约可以用于开发应用层，预言机可以在专门的计算层中创建连接。报告强调了各种区块链用例，如代币化碳信用和智能电网管理，并解释说这些功能可以促进清洁能源转型。

该研究强调了通过混合智能合约系统进行可验证生态数据报告等用例。该研究引用了Hyphen等项目，这些项目使用预言机在区块链中提供温室气体数据，并证明企业正在履行其气候承诺。

除此之外，该报告还提到Lemonade以气候为重点的区块链保险解决方案，该解决方案通过为非洲农民提供保险来应对气候变化的影响，例如与天气有关的灾害。（Cointelegraph）[2022/4/19 14:34:11]

3.中心化预言机

DeFi预言机Umbrella Network将其质押池保险金额提高至150万美元:12月11日消息，去中心化保险和再保险平台UnoRe发推称，DeFi预言机Umbrella Network已将其质押池的保险金额从50万美元增加到150万美元，以保护其用户资金免受不可预测的漏洞影响。[2021/12/11 7:33:10]

中心化预言机是一种单一数据来源的预言机，通常由政府或信誉良好的公司等值得信赖的第三方提供数据。它可以通过将数据从本地设备的不受信任的操作系统中分离出来，防止数据篡改和丢失。然而，单一中心化的数据来源也给智能合约带来了潜在的风险。

4.去中心化预言机

去中心化预言机是指具有分布式共识机制的预言机，也称为共识预言机。它从多个而非单个外部来源获取数据，因此它更加可靠且无需信任。基于华为实验室的相关研究理论，根据数据处理方式的不同，去中心化预言机可以分为4类：

基于聚合的处理方式：多数据源聚合消除单个恶意数据影响，如：Chainlink

DeFi借贷协议Liquity集成Tellor，作为其备用预言机:4月29日消息，DeFi借贷协议Liquity已将Tellor的预言机集成到其系统中，作为双预言机设计中的备用预言机。

Liquity的业务需要实时且准确的ETH/USD价格，考虑到主要预言机（Chainlink）会出现宕机的可能性，Liquity采用双预言机设计，系统正常使用来自主要预言机的ETH/USD数据，并在触发某些参数时切换到备用预言机，一旦条件恢复到正常状态，系统便会切换回主要预言机。[2021/4/29 21:10:23]

基于质押的处理方式：要求参与者持有资产提高可信度，如：Band

基于博弈论的处理方式：提供非敌对的经济激励，如：NEST

基于信誉的处理方式：通过降低声誉限制敌对节点，如：Witnet

与中心化预言机相比，尽管去中心化预言机的运行效率相对较低，但它解决了单节点的故障问题，因此带来安全风险的可能性更小。由于对风险的担忧，大多数DeFi应用程序更喜欢在去中心化的预言机上运行。

基于Kava的跨链货币市场Hard Protocol整合Chainlink预言机:据官方公告，建立在Kava区块链上的跨链货币市场HARD Protocol现在正在使用Chainlink的价格参考数据预言机。

Kava是一个跨链DeFi平台，提供主流数字货币的抵押借贷。HARD Protocol是基于Kava区块链发布的跨链加密货币市场，支持BTC、XRP、BNB、BUSD、KAVA和USDX等资产借贷和挖矿赚取收益。[2020/11/10 12:10:44]

预言机在Web3：不仅仅是DeFi的基础设施

基于以上，我们对区块链采用预言机的价值有了一定基础性的理解。但谈到预言机在web3.0中的应用价值，目前的很多研究还是采用一种模棱两可的口吻。

去年，Chainlink2.0的白皮书首次引入DON的概念。DON是由一组Chainlink节点维护的网络，可以灵活地引导任何预言机服务，因此在不久的将来，Chainlink将能够通过无需信任的链下计算向区块链提供外部数据。为了实现这一愿景，Chainlink推出了VRF、Keepers、CCIP等一系列产品和服务，而这些服务的部署在很大程度上进一步打开了我们对预言机在web3应用场景的想象空间。

ARPA宣布集成去中心化预言机Chainlink:据官方消息，隐私计算项目ARPA将集成业内领先的分布式预言机网络 Chainlink，未来将把可靠的数据引入到ARPA的安全多方计算网络（MPC）当中。

Chainlink是一个去中心化的预言机网络，使智能合约能够安全地访问链下数据，进行Web API和传统银行付款。它以提供高度安全和可靠的预言机服务而闻名，目前已和Google等大型企业和领先的智能合约开发团队达成合作。

ARPA为全球首个基于多方安全计算的隐私计算网络，实现以协议层为公链提供隐私计算能力，并赋能开发人员在ARPA计算网络上构建高效、安全、能保护数据隐私的的商业应用，拥有12个语言的社群和30余位各语言的志愿者和管理员。Chainlink将为ARPA的MPC网络提供链下数据，并为ARPA DeFi基础设施赋能。[2020/6/9]

货币和稳定币仍是DeFi的主流，但可以预见的是，基于现实资产代币化的新兴市场会将会吸引越来越多的目光。例如，在美国没有合法身份的外国人可能无法直接介入美股交易市场，但通过在现实资产代币市场上购买与某些美股挂钩的代币，达成近似的投资效果。此外，用户也可以通过抵押代币化的房产来为自己攫取更大的流动性。

DeFi中预言机的另一个新兴用例是公平排序(fairsequencing)。在现有的交易制度中，交易是由矿工审查和排序的，这就为他们留下了巨大的可以利用的套利和操纵空间。通过利用即将提交给mempool但尚未上链的交易信息，矿工和验证者可以修改交易顺序，使自己受益。MEV这一术语便是专门来描述这种现象的。

因此，为了解决这类损害公平性的问题，Chainlink等预言机已经提出了公平排序服务的解决方案。FSS准备通过设计确定性的算法来帮助DEX实现公平的交易，以防止MEV、front-running或任何其他导致交易混乱的方案。这套方案主要由三个机制组成：交易监控和交易发布。大家可以通过下述示意图对FSS有一个整体的快速了解：

NFT&GameFi

NFT发放机制和GameFi的用户体验也可以通过oracle链接链下的外部数据得到极大的提升。一个典型的用例就是预言机提供的随机数链下生成。比如，艺术家可以根据可验证的随机数生成稀有度不同的nft，并保证空投的公平性。再比如，游戏厂商也可以利用随机数生成更多样的打斗装备和战斗场景。

理论上，随机数通常指的是统计上随机生成的数字，在网络安全，游戏，和科学模拟等等方面都扮演着不可或缺的角色。产生随机序列的发生器被称为RandomNumberGenerater(RNG)。根据产生的随机序列性质的不同，可以将其分为“真随机数生成器(TrueRandomNumberGenerator,TRNG)”和“伪随机数生成器(PseudorandomNumberGenerator,PRNG)”。TRNG通常利用噪音，混乱现象，量子随机过程等不确定的物理现象生成真随机序列。而PRNG则是一种确定的算法，需要外部输入一个初始值来充当seed。常见的几种算法包括：Linearcongruential，Cryptography，ANSIX9.17,Mersennetwister等。

来源:IOSG

显而易见的是，在区块链链上生成的随机数都是伪随机数。并且鉴于区块链内容的透明性，链上生成的随机数很容易被不诚实的节点攻击，面临着极大的安全风险。典型地，矿工可以通过“BlockWithholdingAttacks”丢弃不利于自己的区块，从而在中获得相对优势。在这种情况下，除了通过重复哈希提升矿工攻击成本外，最为便利的解决方案就是将预言机当作TRNG，通过集成链下数据生成可验证的真随机序列，确保随机数的保密性和公平性。在现阶段,除了Randao等oracle所提出的CommitExcept和BLS协约等方法外,由去中心化oracle提供的VRF(VerifiableRandomFunction)是最常见的服务。VRF工作流程可以被概括展示如下：

SocialFi&DAO

在一些情况下，预言机还能够在socialfi和DAO的应用场景中充当去中心化的身份验证工具。通过利用DON来集成互联网和链下的活动数据，预言机在可以帮助用户在web3中验证和管理自己的身份凭证，同时提供传统DID工具所不具备的传统兼容性和隐私保障。比如通过使用预言机集成DAO成员在链下的活动参与信息和资格认证信息，DAO管理者就可以发放相应的POAP，并对成员的能力资质进行认证。

而CanDID是帮助DON实现此类功能的内部工具。通过集成预言机，CanDID允许用户从现有系统中安全地导入身份，并防止产生多个身份。比如小王可以用他的社保个人资料页面来生成一个证明他的社保号的协议证书。从机制上看，CanDID主要由两个子系统组成：身份系统和密钥恢复系统。

在身份系统中,CanDID可以通过利用DECO或TownCrier这两种预言机，在社交媒体、电子银行账户等现有网络服务中实现安全的身份迁移，并且不需要数据供应商明确地创建与DID兼容的凭证，极大地促进了凭证生态系统的便利性。

在密钥恢复系统中,CanDID允许用户利用现有的网络认证方案，通过快速简单的工作流程来恢复密钥。用户可以将密钥储存在他们经常使用的任意设备上，并预先选定恢复政策或通过秘密共进行享备。具体的恢复流程可参见下图：

写在最后

综上，可以看到预言机已经在web3时代翻开了新的篇章，并为超越过去旧有的构想和功能做好了准备。尽管目前对预言机在web3新兴应用的讨论声仍然较少，但我们相信随着技术持续演进和web3对web2的逐渐吞噬，越来越多敏锐的市场参与者会认识到预言机所具备的潜在价值和对web3的重大贡献。

发现未被发现的，想象难以想象的。在后续的研究中，我们将对预言机的喂价创新和跨链解决方案等更多新兴用例和机制细节进行深入解读。

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