Блокчейн оракули: Преодоляване на пропастта между блокчейн и реалния свят

Блокчейн технологията, с присъщата си сигурност и прозрачност, крие огромен потенциал в различни сектори. Значително ограничение обаче произтича от факта, че блокчейните по своята същност са изолирани екосистеми. Умните договори, самоизпълняващите се споразумения в основата на много блокчейн приложения, не могат директно да достъпват данни от външни източници. Тук се намесват блокчейн оракулите. Те действат като ключов мост, който позволява на умните договори да взаимодействат с данни и системи от реалния свят.

Какво представляват блокчейн оракулите?

По своята същност блокчейн оракулите са услуги от трети страни, които свързват блокчейни с външни системи, предоставяйки на умните договори достъп до данни извън веригата (off-chain). Тези данни могат да включват широк спектър от информация, като например:

• Ценови потоци: Цени на криптовалути, цени на акции, валутни курсове.
• Метеорологични данни: Температура, валежи, скорост на вятъра.
• Спортни резултати: Резултати, статистики.
• Резултати от събития: Резултати от избори, закъснения на полети.
• Случайни числа: За приложения в игри и лотарии.
• Информация за самоличност: Проверка на самоличността и идентификационните данни на потребителите.
• Геопространствени данни: Информация за местоположение за логистика и управление на веригата за доставки.

Оракулите по същество извличат данни от външни източници, проверяват тяхната точност и след това ги предават на блокчейна във формат, който умните договори могат да разберат. Това позволява на умните договори да реагират на събития от реалния свят и да автоматизират процеси въз основа на предварително определени условия.

Значението на оракулите за функционалността на умните договори

Без оракули, умните договори биха били ограничени да оперират единствено в блокчейн среда. Те не биха могли да взаимодействат с външния свят или да реагират на събития от реалния свят, което сериозно би ограничило потенциалните им случаи на употреба. Оракулите са от съществено значение за осъществяването на широк кръг от блокчейн приложения, включително:

• Децентрализирани финанси (DeFi): Ценовите потоци са от решаващо значение за платформите за кредитиране, децентрализираните борси (DEX) и стейбълкойните. Например, DeFi платформа за кредитиране използва ценови оракули, за да определи съотношенията на обезпечение и да ликвидира позиции, когато цените паднат.
• Управление на веригата за доставки: Проследяване на местоположението и състоянието на стоките, докато се движат по веригата за доставки. Оракулите могат да предоставят актуализации в реално време за температура, влажност и местоположение, задействайки автоматизирани плащания при доставка или предупреждавайки заинтересованите страни за потенциални проблеми.
• Застраховане: Автоматизиране на застрахователни плащания въз основа на събития от реалния свят като закъснения на полети или провал на реколтата. Оракул може да провери настъпването на закъснение на полет, използвайки данни от API на авиокомпании, и автоматично да задейства изплащане на застрахованото лице.
• Игри: Генериране на случайни числа за честни и прозрачни игрови изживявания. Оракулите могат да предоставят проверими случайни числа, които са устойчиви на манипулация.
• Пазари за прогнози: Уреждане на залози въз основа на изхода от събития в реалния свят. Оракулите се използват за проверка на резултатите от избори, спортни събития и други събития.
• Управление на самоличността: Проверка на самоличността и идентификационните данни на потребителите за достъп до децентрализирани услуги. Оракулите могат да достъпват и проверяват данни от доверени доставчици на самоличност.

Проблемът с оракулите: Доверие и надеждност

Централно предизвикателство в дизайна на оракулите е „проблемът с оракулите“. Тъй като умните договори разчитат на оракули за външни данни, сигурността и надеждността на оракула стават критични. Ако един оракул предостави неточни или манипулирани данни, умният договор ще се изпълни неправилно, което потенциално може да доведе до финансови загуби или други негативни последици. Представете си пазар за прогнози, където оракул съобщава за фалшив резултат от избори; това би довело до неправилни изплащания и би подкопало целостта на пазара.

Разработени са няколко подхода за справяне с проблема с оракулите:

• Централизирани оракули: Това са най-простият тип оракули, при които едно-единствено лице е отговорно за предоставянето на данни. Макар и лесни за внедряване, те са уязвими на единични точки на отказ и манипулация. Примери могат да включват една компания, предоставяща метеорологични данни за регионално приложение за застраховане на реколта.
• Децентрализирани оракули: Тези оракули използват мрежа от независими доставчици на данни за събиране и проверка на данни. Това намалява риска от манипулация и повишава надеждността. Chainlink е виден пример за децентрализирана оракул мрежа.
• Оракули, базирани на консенсус: Тези оракули разчитат на консенсусен механизъм между множество доставчици на данни, за да постигнат съгласие относно правилната стойност на данните. Това осигурява по-високо ниво на сигурност и точност. Tellor е пример за оракул, базиран на консенсус.
• Изчислителни оракули: Тези оракули извършват изчисления извън веригата и предоставят резултатите на умния договор. Това може да се използва за сложни изчисления, които са твърде скъпи за извършване във веригата.
• Оракули без доверие (Trustless): Тези оракули използват криптографски техники за проверка на целостта на данните, без да разчитат на доверена трета страна. Например, използване на доказателства с нулево знание (zero-knowledge proofs) за проверка на валидността на данните, без да се разкриват самите базови данни.

Видове блокчейн оракули

Блокчейн оракулите могат да бъдат класифицирани въз основа на различни фактори, включително източника на данни, посоката на потока на данни и модела на доверие.

Според източника на данни

• Софтуерни оракули: Тези оракули извличат данни от онлайн източници, като уебсайтове, API-та и бази данни. Те са най-често срещаният тип оракули и се използват за широк кръг от приложения. Примерите включват ценови потоци от борси за криптовалути и метеорологични данни от метеорологични API-та.
• Хардуерни оракули: Тези оракули извличат данни от физически устройства, като сензори, RFID тагове и скенери за баркодове. Те се използват за приложения, които изискват данни от реалния свят, като управление на веригата за доставки и мониторинг на околната среда. Представете си умен договор, който задейства плащане при получаване на сигнал от GPS устройство, потвърждаващо доставката на стоки до определено място.

Според потока на данни

• Входящи оракули: Тези оракули предоставят данни на блокчейна от външни източници. Това е най-често срещаният тип оракул.
• Изходящи оракули: Тези оракули изпращат данни от блокчейна към външни системи. Това може да се използва за задействане на действия в реалния свят, като изпращане на плащания или управление на устройства. Например, умен договор може да инструктира умна ключалка да отвори врата при получаване на плащане.

Според модела на доверие

• Централизирани оракули: Както бе споменато по-рано, тези оракули разчитат на един-единствен доверен субект.
• Децентрализирани оракули: Тези оракули използват мрежа от независими доставчици на данни, за да подобрят сигурността и надеждността.
• Човешки оракули: Тези оракули разчитат на човешки принос за проверка на данните. Това може да бъде полезно за субективна информация, която е трудна за автоматизиране. Например, проверка на състоянието на повреден артикул за застрахователни искове чрез краудсорсинг на изображения и ревюта.

Популярни блокчейн оракул мрежи

Налични са няколко утвърдени блокчейн оракул мрежи, всяка със своите силни и слаби страни.

• Chainlink: Най-широко използваната оракул мрежа, предоставяща достъп до широк спектър от потоци от данни и услуги. Chainlink използва децентрализирана мрежа от възли за събиране и проверка на данни, което я прави изключително сигурна и надеждна. Те работят с множество доставчици на данни в световен мащаб, за да гарантират точността и наличността на данните.
• API3: Фокусира се върху предоставянето на директен достъп до API-та от доставчици на данни, елиминирайки необходимостта от посредници. API3 има за цел да намали разходите и сложността на интеграцията на оракули. Техният „Airnode“ позволява на доставчиците на API директно да предоставят данни на блокчейн приложения.
• Tellor: Децентрализирана оракул мрежа, която разчита на мрежа от копачи (miners) за подаване на данни към блокчейна. Tellor използва консенсусен механизъм proof-of-work, за да гарантира целостта на данните.
• Band Protocol: Междуверижна (cross-chain) оракул платформа за данни, която обединява и свързва данни от реалния свят и API-та с умни договори. Band Protocol поддържа различни блокчейни и предоставя широк спектър от потоци от данни.
• UMA (Universal Market Access): Предоставя инфраструктура за изграждане на синтетични активи и децентрализирани финансови продукти. Механизмът за проверка на данни (DVM) на UMA действа като човешки оракул, позволявайки на притежателите на токени да гласуват за валидността на заявките за данни.

Внедряване на блокчейн оракули: Практическо ръководство

Интегрирането на блокчейн оракули във вашите умни договори изисква внимателно планиране и изпълнение. Ето някои ключови съображения:

1. Определете изискванията си за данни: Ясно идентифицирайте данните, от които се нуждаете, и честотата, с която ги изисквате. Определете необходимото ниво на точност и надеждност.
2. Изберете правилната оракул мрежа: Оценете наличните оракул мрежи и изберете тази, която най-добре отговаря на вашите нужди. Вземете предвид фактори като покритие на данни, сигурност, цена и лекота на интеграция.
3. Проектирайте умния си договор да обработва данни от оракула: Внедрете механизми за обработка на грешки, за да се справите с потенциални откази на оракула или неточности в данните. Използвайте подходящи типове данни и техники за валидиране, за да гарантирате целостта на данните.
4. Тествайте обстойно: Тествайте стриктно вашия умен договор с различни входни данни от оракула, за да се уверите, че функционира правилно при различни сценарии. Обмислете използването на симулации или тестови мрежи (testnets) за оценка на производителността и идентифициране на потенциални проблеми.
5. Наблюдавайте производителността на оракула: Непрекъснато наблюдавайте производителността на избраната от вас оракул мрежа, за да се уверите, че предоставя точни и надеждни данни. Внедрете известия, които да ви уведомяват за всякакви потенциални проблеми.

Например, ако изграждате DeFi платформа за кредитиране, която разчита на ценови потоци за криптовалути, трябва:

• Да идентифицирате необходимите ценови потоци: Биткойн, Етер и други релевантни криптовалути.
• Да изберете надеждна оракул мрежа: Chainlink, например, предоставя висококачествени, децентрализирани ценови потоци.
• Да внедрите предпазни мерки във вашия умен договор: Обработвайте ситуации, при които потокът от оракула е недостъпен или предоставя неочаквана стойност. Внедрете автоматични прекъсвачи (circuit breakers), за да предотвратите каскадни откази.
• Да наблюдавате ценовите потоци: Уверете се, че ценовите потоци се актуализират редовно и точно.

Бъдещето на блокчейн оракулите

Ролята на блокчейн оракулите ще продължи да расте, тъй като блокчейн технологията става все по-широко възприета. С усложняването на умните договори ще нараства и необходимостта от надеждни и точни данни от външни източници. Можем да очакваме да видим няколко ключови тенденции в бъдещето на блокчейн оракулите:

• Повишена децентрализация: Оракул мрежите ще стават все по-децентрализирани, за да се подобри допълнително сигурността и надеждността. Това ще включва увеличаване на броя на независимите доставчици на данни и подобряване на консенсусните механизми, използвани за проверка на данните.
• Подобрено качество на данните: Оракул мрежите ще се фокусират върху подобряване на качеството и точността на данните, които предоставят. Това ще включва използването на по-сложни техники за валидиране на данни и работа с доверени доставчици на данни.
• Интеграция с нови източници на данни: Оракул мрежите ще се интегрират с нови източници на данни, като IoT устройства и сензори от реалния свят. Това ще позволи на умните договори да взаимодействат с по-широк кръг от събития в реалния свят и да автоматизират по-сложни процеси. Например, интеграция със сателитни изображения за наблюдение на здравето на реколтата за приложения в селскостопанското застраховане.
• Специализирани оракули: Ще станем свидетели на появата на специализирани оракули, които обслужват специфични индустрии и случаи на употреба. Например, оракули, които предоставят данни за здравната индустрия или енергийния сектор.
• Междуверижна съвместимост (Cross-Chain Interoperability): Оракул мрежите ще станат по-съвместими, позволявайки на умни договори на различни блокчейни да достъпват едни и същи данни. Това ще даде възможност за създаване на междуверижни приложения, които използват силните страни на множество блокчейни.

Предизвикателства и съображения

Въпреки че блокчейн оракулите предлагат значителни предимства, трябва да се обърне внимание на някои предизвикателства и съображения:

• Сигурност на данните: Защитата на данните по време на предаване и в покой е от първостепенно значение. Криптирането, сигурното управление на ключове и стабилните протоколи за сигурност са от съществено значение.
• Мащабируемост: Оракул мрежите трябва да могат да се мащабират, за да отговорят на нарастващото търсене на данни. Това изисква ефективни механизми за агрегиране и разпространение на данни.
• Цена: Цената за използване на оракул услуги може да бъде бариера за навлизане за някои приложения. Оракул мрежите трябва да предлагат конкурентни цени и гъвкави ценови модели.
• Регулация: Регулаторната рамка за блокчейн оракулите все още се развива. Важно е да бъдете информирани за най-новите регулации и да гарантирате съответствие.
• Поверителност на данните: В определени сценарии използването на оракули може да породи опасения за поверителността. Решения като хомоморфно криптиране и сигурни многостранни изчисления могат да помогнат за защитата на чувствителни данни.

Заключение

Блокчейн оракулите са жизненоважен компонент на блокчейн екосистемата, който позволява на умните договори да взаимодействат с реалния свят и да отключат широк спектър от приложения. Предоставяйки достъп до данни извън веригата, оракулите преодоляват пропастта между цифровия и физическия свят, проправяйки пътя за иновативни решения в различни индустрии. Тъй като блокчейн пространството продължава да се развива, оракулите ще играят все по-важна роля в оформянето на бъдещето на децентрализираните приложения и трансформирането на начина, по който взаимодействаме с технологиите.

Като разбирате различните видове оракули, предизвикателствата, които те представляват, и решенията, които се разработват, можете ефективно да използвате блокчейн оракулите за изграждане на мощни и иновативни децентрализирани приложения, които решават проблеми от реалния свят в глобален мащаб. Не забравяйте да дадете приоритет на сигурността, надеждността и точността на данните при внедряването на оракули във вашите проекти, за да гарантирате целостта и успеха на вашите умни договори.