摘要
在之前的預言機：智能合約的黃金CP | 萬向區塊鏈小課堂中，我們對預言機做了簡單的介紹。區塊鏈本身是無法接觸到鏈下信息的，無法直接驗證觸發智能合約的條件，因此就需要預言機為區塊鏈提供必要的信息來觸發智能合約。簡單來說，預言機可以看成是鏈下信息的傳輸器，也是智能合約與區塊鏈下信息交互的唯一窗口。
本文是萬向區塊鏈首席經濟學家辦公室出品的研究文章，進一步研究去中心化預言機的核心設計思路，以及各種去中心化預言機的經濟設計及應用探索。結論是，隨著技術的提升，去中心化預言機將會躍升主流，經濟模型與激勵機制將是各個去中心化預言機競爭的重點。隨著DeFi及其他公鏈應用用戶基數的擴大，去中心化預言機將成為必要基礎設施，而跨預言機的應用，是提升數據源安全性的一大趨勢。
加密世界與現實世界的運行邏輯存在相當大的差異。加密世界通過共識機制、密碼學、分布式節點及智能合約在鏈上運行。而在智能合約中，輸入X變量，智能合約執行Y結果是可以預期的，此結果不可逆且具備確定性及可信賴性。為了達成Y結果的準確無誤，X變量的來源非常重要。X變量的數據來源有兩種，鏈上數據及鏈外數據。鏈上可信數據可以直接通過區塊鏈獲取，而鏈外可信數據則需要通過預言機提供。本文主要介紹各種預言機提供可信數據的方式，以及其中的經濟激勵設計。
預言機種類與機制
預言機的功能是將外界信息轉化寫入區塊鏈，完成區塊鏈與現實世界的數據互通，是智能合約與外部進行數據交互的途徑。預言機需要從一個不確定性非常高且未經驗證過的資料庫，將數據篩選後輸入至一個可靠且安全的封閉系統，因此數據的質量會大程度地影響到整個系統的運作。目前預言機資料庫的來源主要有以下四種: 一是網際網路連結及搜尋引擎，二是其他區塊鏈的鏈上數據，三是IPFS存儲數據，四是物聯網傳感器數據。目前加密市場存在三種預言機: 一是中心化預言機，二是去中心化預言機，三是聯盟預言機。以下分別介紹三種預言機的機制與差異性。
中心化預言機
中心化預言機由可信中心的中心化機構提供數據至智能合約運行。中心化預言機有兩種機制: 第一種是中心化機構讓預言機在可信執行環境運行，數據需求者無須信任中心化機構。此種機制通過可信加密證明技術，能夠向數據需求者證明數據源全程未被修改。Provable為該機制的典型，採用TLSnotary證明技術，讓整個數據源接入區塊鏈的流程都是可被第三方審核的。只要數據需求者信任數據源，整個數據從數據源接入區塊鏈的過程都是可信任的。第二種是數據源本身開發的預言機，數據需求者需要信任中心化機構。此種機制數據源通常為鏈外可信機構，將鏈外信用延伸至鏈上，並由數據源全權負責數據質量。
中心化預言機的機制較為直觀，符合傳統社會的數據來源，主要存在三個優勢：第一，中心化預言機中，數據的完整性與安全性直接影響了預言機的可信度，且中心化預言機提供數據屬於商業行為，作惡的動機較小；第二，由於所有數據由中心化預言機提供，不存在參與方博弈行為，數據調用效率較高；第三，中心化預言機數據的可信程度與用戶規模無關，即使生態規模小，預言機也能正常運作。但是中心化預言機在兩個方面有其局限性。一是可擴展性，無法兼容其它預言機提供的數據。二是安全性，中心化預言機內生價值不足以支撐高價值合約需要的安全性。中心化預言機具有內生價值，該內生價值是可以被一個價格所買斷。當中心化預言機作為價值更為龐大的DeFi生態數據提供者時，數據需求者可以通過賄賂甚至買斷中心化預言機並操縱數據源，為自身在DeFi中的合約牟利。
去中心化預言機
去中心化預言機機制的設計和區塊鏈分布式思想式一致的，主要通過可信的眾多節點去共同提供數據服務，增強整個預言機系統的容錯能力。去中心化預言機並不是通過技術提升預言機的信任度，而是藉由經濟激勵及多方籤名達到數據的可信任性。去中心化預言機涉及多方節點參與，設計需要考慮以下問題：第一，節點共謀問題；第二，數據內容的保密性；第三，數據獲取的即時性；第四，節點惡意複製其他節點數據問題。第五，女巫攻擊造成數據腐敗問題。
去中心化預言機執行過程通常有五個步驟：（1）智能合約保存交易狀態；（2）停止當前交易，等待去中心化預言機調用數據；（3）預言機通過多重籤名機制讓數據提供者同時為相應節點籤名；（4）預言機採用加密算法機制將各節點的數據整理匯總，並調整交易狀態；（5）智能合約驗證結果，交易完成。無論何種去中心化預言機，它們調用數據的核心方法都有共同之處，只是實現方法有所不同。去中心化預言機相較中心化預言機有兩個局限：第一，收費相對昂貴，需要多節點參與；第二，生態須有一定規模，數據可信度與生態規模相關性高。
聯盟預言機
聯盟預言機是由可信聯盟提供數據至智能合約，是去中心化預言機的一種型態。如同聯盟鏈，聯盟預言機網絡中的節點是由指定可信個體或機構擔任。此種預言機的信任組成有多個層次，包含對各個節點的信任、預言機本身機制的信任以及預言機治理機構的信任。MakerDao的預言機屬於此類，由14個可信節點所組成，提供內部用戶資產的實時價格，其節點除了匿名的個人數據源，還包括 0x、dYdX、Set Protocol、Gnosis 等指定的數據源機構。聯盟預言機需要注意的問題有兩個：第一，可信節點身分的保密程度關係到節點被操縱或勒索的可能性；第二，需考慮可信節點及治理機構是否有涉及過大自身利益相關。
以MakerDao聯盟預言機來說，MKR的持有者可以決定預言機運行的兩個關鍵點：一是聯盟預言機的參與節點列表；二是MKR持有者可以通過讓價格延遲反應來防範惡意節點操縱預言機。但是當MKR持有者(治理機構)合謀或腐敗時，MakerDao生態將難以制衡。不誠實的MKR持有人則可以通過持有大量CDP或DAI，合謀操縱價格，觸發全局結算來獲利。由此可知，聯盟預言機在特定信任度較高的環境，能夠產生高效且去中心化的效果，在行業初期不失為一個解決方案。
去中心化預言機的發展方向
相較中心化預言機，去中心化預言機費用較高且在規模有限的情況下效率較低。因此，去中心化預言機需從解決區塊鏈的數據問題，提升至解決信任問題，才能真正擴大其應用。我認為去中心化預言機未來實際應用的場景有三個因素：第一是隨機性需求高的場景，第二是涉及多機構參與的場景，第三是合成資產交易的場景。
（一）隨機性高
區塊鏈內涉及到隨機性高的應用包含預測類平臺。這類平臺的核心為隨機性、不可預測性及可驗證性，對去中心化預言機的需求為剛需。目前許多此類DApp是在鏈上生成隨機數，並無預言機的參與。但2018年EOS上的一個DApp因為隨機數問題被黑客攻擊導致項目損失資產，而區塊鏈公開隨機數算法將導致隨機變得可以預測。DApp可以通過兩個方式獲得更為安全的隨機數，一是利用預言機API調用，從外界獲取隨機數；二是利用VRF可驗證隨機方程，在鏈下產生一個安全不可被預測的隨機數，並把這個隨機數直接返回給用戶。
（二）多方參與
涉及多方參與的場景適合通過去中心化預言機獲取數據，如去中心化保險。首先，去中心化保險數據源涉及範圍很廣，如航班晚點保險和醫療保險等，單一案件需要從物聯網、GPS系統、法律判例或醫院數據等多個數據源獲取數據。以車險賠付來說，保險公司常常與客戶在是否賠付的問題上產生分歧。而保險公司具有最終裁決權力，因此就不可避免地導致某些客戶瞞報信息。車險賠付涉及多個數據源，調查過程往往曠日廢時，容易提高運營成本並延長處理周期。去中心化預言機能夠快速地從不同數據源獲取保險相關數據，並通過鏈下聚合的方式將是否賠付的結果及相關數據上傳至鏈上。其次，保險機構最大的成本是信任成本，當擔保價值超過中心化預言機內生價值時，中心化預言機會難以被信任。
（三）合成資產
合成資產有各種不同的設計機制，只要市場存在交易對手，合成資產合約便能成立。合成資產具有靈活性，它們使市場參與者能夠對衝本來無法交易的風險。區塊鏈上的合成資產成交結果完全依賴去中心化預言機，且區塊鏈上智能合約並不能辨別數據來源是否正確。因此，去中心化預言機為合成資產交易的必要角色。
去中心化預言機可以利用多節點的優勢，彈性地為各種不同的合成資產合約提供數據來源。去中心化預言機有四個方法可以提升高價值合約數據源的安全性：第一，經濟激勵與懲罰機制；第二，多節點審核；第三，去中心化預言機內生價值會隨著生態規模成長而循環增加，安全性會越來越高；第四，互操作性較高，可以實現跨預言機服務。
雖然相比中心化預言機，去中心化預言機能夠承載的合約價值上限較高，但是去中心化預言機還須解決數據源的合規問題。傳統法定合成資產交易提供數據的中心化預言機，包含政府機構、證券交易所、銀行等機構，都是受到政府嚴密監管。去中心化預言機的抗審查性意味著數據需求者必須完全信任預言機的技術及機制。如果政府介入監管預言機，區塊鏈去中心化的初衷也就不在。
因此，無論未來是DeFi合約增加上限條款或是預言機發展自監管，去中心化預言機如何滿足監管需求將是DeFi發展的一大關鍵。而從數據源安全的宏觀角度來看，同時採用多個去中心化預言機，可以進一步實現去中心化。未來去中心化預言機市場將會是多角並行，分散風險，實現更安全的數據供給環境。
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