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摘要

在之前的預(yù)言機(jī)：智能合約的黃金CP | 萬(wàn)向區(qū)塊鏈小課堂中，我們對(duì)預(yù)言機(jī)做了簡(jiǎn)單的介紹。區(qū)塊鏈本身是無(wú)法接觸到鏈下信息的，無(wú)法直接驗(yàn)證觸發(fā)智能合約的條件，因此就需要預(yù)言機(jī)為區(qū)塊鏈提供必要的信息來(lái)觸發(fā)智能合約。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，預(yù)言機(jī)可以看成是鏈下信息的傳輸器，也是智能合約與區(qū)塊鏈下信息交互的唯一窗口。

本文是萬(wàn)向區(qū)塊鏈?zhǔn)紫?jīng)濟(jì)學(xué)家辦公室出品的研究文章，進(jìn)一步研究去中心化預(yù)言機(jī)的核心設(shè)計(jì)思路，以及各種去中心化預(yù)言機(jī)的經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)及應(yīng)用探索。結(jié)論是，隨著技術(shù)的提升，去中心化預(yù)言機(jī)將會(huì)躍升主流，經(jīng)濟(jì)模型與激勵(lì)機(jī)制將是各個(gè)去中心化預(yù)言機(jī)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。隨著DeFi及其他公鏈應(yīng)用用戶基數(shù)的擴(kuò)大，去中心化預(yù)言機(jī)將成為必要基礎(chǔ)設(shè)施，而跨預(yù)言機(jī)的應(yīng)用，是提升數(shù)據(jù)源安全性的一大趨勢(shì)。

加密世界與現(xiàn)實(shí)世界的運(yùn)行邏輯存在相當(dāng)大的差異。加密世界通過(guò)共識(shí)機(jī)制、密碼學(xué)、分布式節(jié)點(diǎn)及智能合約在鏈上運(yùn)行。而在智能合約中，輸入X變量，智能合約執(zhí)行Y結(jié)果是可以預(yù)期的，此結(jié)果不可逆且具備確定性及可信賴性。為了達(dá)成Y結(jié)果的準(zhǔn)確無(wú)誤，X變量的來(lái)源非常重要。X變量的數(shù)據(jù)來(lái)源有兩種，鏈上數(shù)據(jù)及鏈外數(shù)據(jù)。鏈上可信數(shù)據(jù)可以直接通過(guò)區(qū)塊鏈獲取，而鏈外可信數(shù)據(jù)則需要通過(guò)預(yù)言機(jī)提供。本文主要介紹各種預(yù)言機(jī)提供可信數(shù)據(jù)的方式，以及其中的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)設(shè)計(jì)。

預(yù)言機(jī)種類與機(jī)制

預(yù)言機(jī)的功能是將外界信息轉(zhuǎn)化寫入?yún)^(qū)塊鏈，完成區(qū)塊鏈與現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)互通，是智能合約與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的途徑。預(yù)言機(jī)需要從一個(gè)不確定性非常高且未經(jīng)驗(yàn)證過(guò)的數(shù)據(jù)庫(kù)，將數(shù)據(jù)篩選后輸入至一個(gè)可靠且安全的封閉系統(tǒng)，因此數(shù)據(jù)的質(zhì)量會(huì)大程度地影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作。目前預(yù)言機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的來(lái)源主要有以下四種: 一是互聯(lián)網(wǎng)連結(jié)及搜尋引擎，二是其他區(qū)塊鏈的鏈上數(shù)據(jù)，三是IPFS存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，四是物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)。目前加密市場(chǎng)存在三種預(yù)言機(jī): 一是中心化預(yù)言機(jī)，二是去中心化預(yù)言機(jī)，三是聯(lián)盟預(yù)言機(jī)。以下分別介紹三種預(yù)言機(jī)的機(jī)制與差異性。

中心化預(yù)言機(jī)

中心化預(yù)言機(jī)由可信中心的中心化機(jī)構(gòu)提供數(shù)據(jù)至智能合約運(yùn)行。中心化預(yù)言機(jī)有兩種機(jī)制: 第一種是中心化機(jī)構(gòu)讓預(yù)言機(jī)在可信執(zhí)行環(huán)境運(yùn)行，數(shù)據(jù)需求者無(wú)須信任中心化機(jī)構(gòu)。此種機(jī)制通過(guò)可信加密證明技術(shù)，能夠向數(shù)據(jù)需求者證明數(shù)據(jù)源全程未被修改。Provable為該機(jī)制的典型，采用TLSnotary證明技術(shù)，讓整個(gè)數(shù)據(jù)源接入?yún)^(qū)塊鏈的流程都是可被第三方審核的。只要數(shù)據(jù)需求者信任數(shù)據(jù)源，整個(gè)數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)源接入?yún)^(qū)塊鏈的過(guò)程都是可信任的。第二種是數(shù)據(jù)源本身開發(fā)的預(yù)言機(jī)，數(shù)據(jù)需求者需要信任中心化機(jī)構(gòu)。此種機(jī)制數(shù)據(jù)源通常為鏈外可信機(jī)構(gòu)，將鏈外信用延伸至鏈上，并由數(shù)據(jù)源全權(quán)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)質(zhì)量。

中心化預(yù)言機(jī)的機(jī)制較為直觀，符合傳統(tǒng)社會(huì)的數(shù)據(jù)來(lái)源，主要存在三個(gè)優(yōu)勢(shì)：第一，中心化預(yù)言機(jī)中，數(shù)據(jù)的完整性與安全性直接影響了預(yù)言機(jī)的可信度，且中心化預(yù)言機(jī)提供數(shù)據(jù)屬于商業(yè)行為，作惡的動(dòng)機(jī)較??；第二，由于所有數(shù)據(jù)由中心化預(yù)言機(jī)提供，不存在參與方博弈行為，數(shù)據(jù)調(diào)用效率較高；第三，中心化預(yù)言機(jī)數(shù)據(jù)的可信程度與用戶規(guī)模無(wú)關(guān)，即使生態(tài)規(guī)模小，預(yù)言機(jī)也能正常運(yùn)作。但是中心化預(yù)言機(jī)在兩個(gè)方面有其局限性。一是可擴(kuò)展性，無(wú)法兼容其它預(yù)言機(jī)提供的數(shù)據(jù)。二是安全性，中心化預(yù)言機(jī)內(nèi)生價(jià)值不足以支撐高價(jià)值合約需要的安全性。中心化預(yù)言機(jī)具有內(nèi)生價(jià)值，該內(nèi)生價(jià)值是可以被一個(gè)價(jià)格所買斷。當(dāng)中心化預(yù)言機(jī)作為價(jià)值更為龐大的DeFi生態(tài)數(shù)據(jù)提供者時(shí)，數(shù)據(jù)需求者可以通過(guò)賄賂甚至買斷中心化預(yù)言機(jī)并操縱數(shù)據(jù)源，為自身在DeFi中的合約牟利。

去中心化預(yù)言機(jī)

去中心化預(yù)言機(jī)機(jī)制的設(shè)計(jì)和區(qū)塊鏈分布式思想式一致的，主要通過(guò)可信的眾多節(jié)點(diǎn)去共同提供數(shù)據(jù)服務(wù)，增強(qiáng)整個(gè)預(yù)言機(jī)系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。去中心化預(yù)言機(jī)并不是通過(guò)技術(shù)提升預(yù)言機(jī)的信任度，而是藉由經(jīng)濟(jì)激勵(lì)及多方簽名達(dá)到數(shù)據(jù)的可信任性。去中心化預(yù)言機(jī)涉及多方節(jié)點(diǎn)參與，設(shè)計(jì)需要考慮以下問(wèn)題：第一，節(jié)點(diǎn)共謀問(wèn)題；第二，數(shù)據(jù)內(nèi)容的保密性；第三，數(shù)據(jù)獲取的即時(shí)性；第四，節(jié)點(diǎn)惡意復(fù)制其他節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)問(wèn)題。第五，女巫攻擊造成數(shù)據(jù)腐敗問(wèn)題。

去中心化預(yù)言機(jī)執(zhí)行過(guò)程通常有五個(gè)步驟：（1）智能合約保存交易狀態(tài)；（2）停止當(dāng)前交易，等待去中心化預(yù)言機(jī)調(diào)用數(shù)據(jù)；（3）預(yù)言機(jī)通過(guò)多重簽名機(jī)制讓數(shù)據(jù)提供者同時(shí)為相應(yīng)節(jié)點(diǎn)簽名；（4）預(yù)言機(jī)采用加密算法機(jī)制將各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)整理匯總，并調(diào)整交易狀態(tài)；（5）智能合約驗(yàn)證結(jié)果，交易完成。無(wú)論何種去中心化預(yù)言機(jī)，它們調(diào)用數(shù)據(jù)的核心方法都有共同之處，只是實(shí)現(xiàn)方法有所不同。去中心化預(yù)言機(jī)相較中心化預(yù)言機(jī)有兩個(gè)局限：第一，收費(fèi)相對(duì)昂貴，需要多節(jié)點(diǎn)參與；第二，生態(tài)須有一定規(guī)模，數(shù)據(jù)可信度與生態(tài)規(guī)模相關(guān)性高。

聯(lián)盟預(yù)言機(jī)

聯(lián)盟預(yù)言機(jī)是由可信聯(lián)盟提供數(shù)據(jù)至智能合約，是去中心化預(yù)言機(jī)的一種型態(tài)。如同聯(lián)盟鏈，聯(lián)盟預(yù)言機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)是由指定可信個(gè)體或機(jī)構(gòu)擔(dān)任。此種預(yù)言機(jī)的信任組成有多個(gè)層次，包含對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的信任、預(yù)言機(jī)本身機(jī)制的信任以及預(yù)言機(jī)治理機(jī)構(gòu)的信任。MakerDao的預(yù)言機(jī)屬于此類，由14個(gè)可信節(jié)點(diǎn)所組成，提供內(nèi)部用戶資產(chǎn)的實(shí)時(shí)價(jià)格，其節(jié)點(diǎn)除了匿名的個(gè)人數(shù)據(jù)源，還包括 0x、dYdX、Set Protocol、Gnosis 等指定的數(shù)據(jù)源機(jī)構(gòu)。聯(lián)盟預(yù)言機(jī)需要注意的問(wèn)題有兩個(gè)：第一，可信節(jié)點(diǎn)身分的保密程度關(guān)系到節(jié)點(diǎn)被操縱或勒索的可能性；第二，需考慮可信節(jié)點(diǎn)及治理機(jī)構(gòu)是否有涉及過(guò)大自身利益相關(guān)。

以MakerDao聯(lián)盟預(yù)言機(jī)來(lái)說(shuō)，MKR的持有者可以決定預(yù)言機(jī)運(yùn)行的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是聯(lián)盟預(yù)言機(jī)的參與節(jié)點(diǎn)列表；二是MKR持有者可以通過(guò)讓價(jià)格延遲反應(yīng)來(lái)防范惡意節(jié)點(diǎn)操縱預(yù)言機(jī)。但是當(dāng)MKR持有者(治理機(jī)構(gòu))合謀或腐敗時(shí)，MakerDao生態(tài)將難以制衡。不誠(chéng)實(shí)的MKR持有人則可以通過(guò)持有大量CDP或DAI，合謀操縱價(jià)格，觸發(fā)全局結(jié)算來(lái)獲利。由此可知，聯(lián)盟預(yù)言機(jī)在特定信任度較高的環(huán)境，能夠產(chǎn)生高效且去中心化的效果，在行業(yè)初期不失為一個(gè)解決方案。

去中心化預(yù)言機(jī)的發(fā)展方向

相較中心化預(yù)言機(jī)，去中心化預(yù)言機(jī)費(fèi)用較高且在規(guī)模有限的情況下效率較低。因此，去中心化預(yù)言機(jī)需從解決區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)問(wèn)題，提升至解決信任問(wèn)題，才能真正擴(kuò)大其應(yīng)用。我認(rèn)為去中心化預(yù)言機(jī)未來(lái)實(shí)際應(yīng)用的場(chǎng)景有三個(gè)因素：第一是隨機(jī)性需求高的場(chǎng)景，第二是涉及多機(jī)構(gòu)參與的場(chǎng)景，第三是合成資產(chǎn)交易的場(chǎng)景。

（一）隨機(jī)性高

區(qū)塊鏈內(nèi)涉及到隨機(jī)性高的應(yīng)用包含預(yù)測(cè)類平臺(tái)。這類平臺(tái)的核心為隨機(jī)性、不可預(yù)測(cè)性及可驗(yàn)證性，對(duì)去中心化預(yù)言機(jī)的需求為剛需。目前許多此類DApp是在鏈上生成隨機(jī)數(shù)，并無(wú)預(yù)言機(jī)的參與。但2018年EOS上的一個(gè)DApp因?yàn)殡S機(jī)數(shù)問(wèn)題被黑客攻擊導(dǎo)致項(xiàng)目損失資產(chǎn)，而區(qū)塊鏈公開隨機(jī)數(shù)算法將導(dǎo)致隨機(jī)變得可以預(yù)測(cè)。DApp可以通過(guò)兩個(gè)方式獲得更為安全的隨機(jī)數(shù)，一是利用預(yù)言機(jī)API調(diào)用，從外界獲取隨機(jī)數(shù)；二是利用VRF可驗(yàn)證隨機(jī)方程，在鏈下產(chǎn)生一個(gè)安全不可被預(yù)測(cè)的隨機(jī)數(shù)，并把這個(gè)隨機(jī)數(shù)直接返回給用戶。

（二）多方參與

涉及多方參與的場(chǎng)景適合通過(guò)去中心化預(yù)言機(jī)獲取數(shù)據(jù)，如去中心化保險(xiǎn)。首先，去中心化保險(xiǎn)數(shù)據(jù)源涉及范圍很廣，如航班晚點(diǎn)保險(xiǎn)和醫(yī)療保險(xiǎn)等，單一案件需要從物聯(lián)網(wǎng)、GPS系統(tǒng)、法律判例或醫(yī)院數(shù)據(jù)等多個(gè)數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)。以車險(xiǎn)賠付來(lái)說(shuō)，保險(xiǎn)公司常常與客戶在是否賠付的問(wèn)題上產(chǎn)生分歧。而保險(xiǎn)公司具有最終裁決權(quán)力，因此就不可避免地導(dǎo)致某些客戶瞞報(bào)信息。車險(xiǎn)賠付涉及多個(gè)數(shù)據(jù)源，調(diào)查過(guò)程往往曠日廢時(shí)，容易提高運(yùn)營(yíng)成本并延長(zhǎng)處理周期。去中心化預(yù)言機(jī)能夠快速地從不同數(shù)據(jù)源獲取保險(xiǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，并通過(guò)鏈下聚合的方式將是否賠付的結(jié)果及相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至鏈上。其次，保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)最大的成本是信任成本，當(dāng)擔(dān)保價(jià)值超過(guò)中心化預(yù)言機(jī)內(nèi)生價(jià)值時(shí)，中心化預(yù)言機(jī)會(huì)難以被信任。

（三）合成資產(chǎn)

合成資產(chǎn)有各種不同的設(shè)計(jì)機(jī)制，只要市場(chǎng)存在交易對(duì)手，合成資產(chǎn)合約便能成立。合成資產(chǎn)具有靈活性，它們使市場(chǎng)參與者能夠?qū)_本來(lái)無(wú)法交易的風(fēng)險(xiǎn)。區(qū)塊鏈上的合成資產(chǎn)成交結(jié)果完全依賴去中心化預(yù)言機(jī)，且區(qū)塊鏈上智能合約并不能辨別數(shù)據(jù)來(lái)源是否正確。因此，去中心化預(yù)言機(jī)為合成資產(chǎn)交易的必要角色。

去中心化預(yù)言機(jī)可以利用多節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，彈性地為各種不同的合成資產(chǎn)合約提供數(shù)據(jù)來(lái)源。去中心化預(yù)言機(jī)有四個(gè)方法可以提升高價(jià)值合約數(shù)據(jù)源的安全性：第一，經(jīng)濟(jì)激勵(lì)與懲罰機(jī)制；第二，多節(jié)點(diǎn)審核；第三，去中心化預(yù)言機(jī)內(nèi)生價(jià)值會(huì)隨著生態(tài)規(guī)模成長(zhǎng)而循環(huán)增加，安全性會(huì)越來(lái)越高；第四，互操作性較高，可以實(shí)現(xiàn)跨預(yù)言機(jī)服務(wù)。

雖然相比中心化預(yù)言機(jī)，去中心化預(yù)言機(jī)能夠承載的合約價(jià)值上限較高，但是去中心化預(yù)言機(jī)還須解決數(shù)據(jù)源的合規(guī)問(wèn)題。傳統(tǒng)法定合成資產(chǎn)交易提供數(shù)據(jù)的中心化預(yù)言機(jī)，包含政府機(jī)構(gòu)、證券交易所、銀行等機(jī)構(gòu)，都是受到政府嚴(yán)密監(jiān)管。去中心化預(yù)言機(jī)的抗審查性意味著數(shù)據(jù)需求者必須完全信任預(yù)言機(jī)的技術(shù)及機(jī)制。如果政府介入監(jiān)管預(yù)言機(jī)，區(qū)塊鏈去中心化的初衷也就不在。

因此，無(wú)論未來(lái)是DeFi合約增加上限條款或是預(yù)言機(jī)發(fā)展自監(jiān)管，去中心化預(yù)言機(jī)如何滿足監(jiān)管需求將是DeFi發(fā)展的一大關(guān)鍵。而從數(shù)據(jù)源安全的宏觀角度來(lái)看，同時(shí)采用多個(gè)去中心化預(yù)言機(jī)，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)去中心化。未來(lái)去中心化預(yù)言機(jī)市場(chǎng)將會(huì)是多角并行，分散風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)更安全的數(shù)據(jù)供給環(huán)境。

萬(wàn)向區(qū)塊鏈年度回顧：乘風(fēng)破浪的2020——公鏈篇

萬(wàn)向區(qū)塊鏈年度回顧：乘風(fēng)破浪的2020-應(yīng)用篇

萬(wàn)向區(qū)塊鏈年度回顧：乘風(fēng)破浪的2020——服務(wù)實(shí)體經(jīng)濟(jì)篇

萬(wàn)向區(qū)塊鏈年度回顧：乘風(fēng)破浪的2020——監(jiān)管篇

End

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萬(wàn)向區(qū)塊鏈行業(yè)研究：詳解去中心化預(yù)言機(jī)的設(shè)計(jì)