Wyrocznie Blockchain: Łączenie świata blockchain z rzeczywistością

Technologia blockchain, z jej wrodzonym bezpieczeństwem i przejrzystością, ma ogromny potencjał w różnych sektorach. Jednakże, istotne ograniczenie wynika z faktu, że blockchainy są z natury odizolowanymi ekosystemami. Smart kontrakty, czyli samowykonujące się umowy leżące u podstaw wielu aplikacji blockchain, nie mogą bezpośrednio uzyskiwać dostępu do danych z zewnętrznych źródeł. Właśnie tutaj do gry wchodzą wyrocznie blockchain. Działają one jako kluczowy most, umożliwiając smart kontraktom interakcję z danymi i systemami świata rzeczywistego.

Czym są wyrocznie blockchain?

W swej istocie, wyrocznie blockchain to usługi stron trzecich, które łączą blockchainy z systemami zewnętrznymi, zapewniając smart kontraktom dostęp do danych spoza łańcucha (off-chain). Dane te mogą obejmować szeroki zakres informacji, takich jak:

Kanały cenowe: ceny kryptowalut, ceny akcji, kursy walut.
Dane pogodowe: temperatura, opady deszczu, prędkość wiatru.
Wyniki sportowe: wyniki, statystyki.
Rezultaty zdarzeń: wyniki wyborów, opóźnienia lotów.
Liczby losowe: dla aplikacji gier i loterii.
Informacje o tożsamości: weryfikacja tożsamości i poświadczeń użytkowników.
Dane geoprzestrzenne: informacje o lokalizacji dla logistyki i zarządzania łańcuchem dostaw.

Wyrocznie zasadniczo pobierają dane z zewnętrznych źródeł, weryfikują ich dokładność, a następnie przesyłają je na blockchain w formacie, który smart kontrakty mogą zrozumieć. Umożliwia to smart kontraktom reagowanie na wydarzenia ze świata rzeczywistego i automatyzowanie procesów w oparciu o predefiniowane warunki.

Znaczenie wyroczni dla funkcjonalności smart kontraktów

Bez wyroczni, smart kontrakty byłyby ograniczone do działania wyłącznie w środowisku blockchain. Nie mogłyby wchodzić w interakcje ze światem zewnętrznym ani reagować na wydarzenia ze świata rzeczywistego, co poważnie ograniczałoby ich potencjalne zastosowania. Wyrocznie są niezbędne do umożliwienia szerokiego zakresu zastosowań blockchain, w tym:

Zdecentralizowane finanse (DeFi): Kanały cenowe są kluczowe dla platform pożyczkowych, zdecentralizowanych giełd (DEX) i stablecoinów. Na przykład, platforma pożyczkowa DeFi używa wyroczni cenowych do określania wskaźników zabezpieczenia i likwidacji pozycji, gdy ceny spadają.
Zarządzanie łańcuchem dostaw: Śledzenie lokalizacji i stanu towarów w trakcie ich przemieszczania się w łańcuchu dostaw. Wyrocznie mogą dostarczać aktualizacje w czasie rzeczywistym dotyczące temperatury, wilgotności i lokalizacji, uruchamiając automatyczne płatności po dostawie lub ostrzegając interesariuszy o potencjalnych problemach.
Ubezpieczenia: Automatyzacja wypłat ubezpieczeń na podstawie zdarzeń ze świata rzeczywistego, takich jak opóźnienia lotów czy nieurodzaj. Wyrocznia może zweryfikować wystąpienie opóźnienia lotu, korzystając z danych z API linii lotniczych i automatycznie uruchomić wypłatę dla ubezpieczonej strony.
Gry: Generowanie liczb losowych dla uczciwych i przejrzystych doświadczeń w grach. Wyrocznie mogą dostarczać weryfikowalne liczby losowe, które są odporne na manipulacje.
Rynki predykcyjne: Rozliczanie zakładów na podstawie wyniku wydarzeń ze świata rzeczywistego. Wyrocznie są używane do weryfikacji wyniku wyborów, wydarzeń sportowych i innych zdarzeń.
Zarządzanie tożsamością: Weryfikacja tożsamości i poświadczeń użytkowników w celu uzyskania dostępu do zdecentralizowanych usług. Wyrocznie mogą uzyskiwać dostęp i weryfikować dane od zaufanych dostawców tożsamości.

Problem wyroczni: Zaufanie i niezawodność

Głównym wyzwaniem w projektowaniu wyroczni jest „problem wyroczni”. Ponieważ smart kontrakty polegają na wyroczniach w kwestii danych zewnętrznych, bezpieczeństwo i niezawodność wyroczni stają się kluczowe. Jeśli wyrocznia dostarczy niedokładne lub zmanipulowane dane, smart kontrakt wykona się nieprawidłowo, co może prowadzić do strat finansowych lub innych negatywnych konsekwencji. Wyobraźmy sobie rynek predykcyjny, na którym wyrocznia zgłasza sfałszowany wynik wyborów; doprowadziłoby to do nieprawidłowych wypłat i podważyłoby integralność rynku.

Opracowano kilka podejść do rozwiązania problemu wyroczni:

Scentralizowane wyrocznie: Są to najprostsze typy wyroczni, w których pojedynczy podmiot jest odpowiedzialny za dostarczanie danych. Chociaż są łatwe do wdrożenia, są podatne na pojedyncze punkty awarii i manipulacje. Przykładem może być pojedyncza firma dostarczająca dane pogodowe dla regionalnej aplikacji ubezpieczeń upraw.
Zdecentralizowane wyrocznie: Te wyrocznie korzystają z sieci niezależnych dostawców danych do zbierania i weryfikacji danych. Zmniejsza to ryzyko manipulacji i zwiększa niezawodność. Chainlink jest prominentnym przykładem zdecentralizowanej sieci wyroczni.
Wyrocznie oparte na konsensusie: Te wyrocznie opierają się na mechanizmie konsensusu między wieloma dostawcami danych w celu osiągnięcia porozumienia co do prawidłowej wartości danych. Zapewnia to wyższy poziom bezpieczeństwa i dokładności. Tellor jest przykładem wyroczni opartej na konsensusie.
Wyrocznie oparte na obliczeniach: Te wyrocznie wykonują obliczenia poza łańcuchem (off-chain) i dostarczają wyniki do smart kontraktu. Może to być używane do złożonych obliczeń, które są zbyt kosztowne do wykonania na łańcuchu.
Wyrocznie bez zaufania (Trustless): Te wyrocznie wykorzystują techniki kryptograficzne do weryfikacji integralności danych bez polegania na zaufanej stronie trzeciej. Na przykład, używając dowodów o wiedzy zerowej (zero-knowledge proofs) do weryfikacji poprawności danych bez ujawniania samych danych.

Rodzaje wyroczni blockchain

Wyrocznie blockchain można klasyfikować na podstawie różnych czynników, w tym źródła danych, kierunku przepływu danych i modelu zaufania.

Według źródła danych

Wyrocznie programowe (Software Oracles): Te wyrocznie pobierają dane ze źródeł internetowych, takich jak strony internetowe, API i bazy danych. Są najczęstszym typem wyroczni i są używane w szerokim zakresie zastosowań. Przykłady obejmują kanały cenowe z giełd kryptowalut i dane pogodowe z API pogodowych.
Wyrocznie sprzętowe (Hardware Oracles): Te wyrocznie pobierają dane z urządzeń fizycznych, takich jak czujniki, tagi RFID i skanery kodów kreskowych. Są używane w zastosowaniach wymagających danych ze świata rzeczywistego, takich jak zarządzanie łańcuchem dostaw i monitorowanie środowiska. Wyobraź sobie smart kontrakt uruchamiający płatność po otrzymaniu sygnału z urządzenia GPS potwierdzającego dostawę towarów do określonej lokalizacji.

Według przepływu danych

Wyrocznie przychodzące (Inbound Oracles): Te wyrocznie dostarczają dane do blockchaina z zewnętrznych źródeł. Jest to najczęstszy typ wyroczni.
Wyrocznie wychodzące (Outbound Oracles): Te wyrocznie wysyłają dane z blockchaina do systemów zewnętrznych. Może to być używane do wyzwalania działań w świecie rzeczywistym, takich jak wysyłanie płatności lub sterowanie urządzeniami. Na przykład, smart kontrakt mógłby poinstruować inteligentny zamek, aby otworzył drzwi po otrzymaniu płatności.

Według modelu zaufania

Scentralizowane wyrocznie: Jak wspomniano wcześniej, te wyrocznie polegają na jednym zaufanym podmiocie.
Zdecentralizowane wyrocznie: Te wyrocznie korzystają z sieci niezależnych dostawców danych w celu zwiększenia bezpieczeństwa i niezawodności.
Wyrocznie ludzkie (Human Oracles): Te wyrocznie polegają na ludzkim wkładzie w weryfikację danych. Może to być przydatne w przypadku subiektywnych informacji, które są trudne do zautomatyzowania. Na przykład, weryfikacja stanu uszkodzonego przedmiotu w celu roszczeń ubezpieczeniowych poprzez obrazy i opinie pozyskane od społeczności.

Popularne sieci wyroczni blockchain

Dostępnych jest kilka uznanych sieci wyroczni blockchain, z których każda ma swoje mocne i słabe strony.

Chainlink: Najszerzej stosowana sieć wyroczni, zapewniająca dostęp do szerokiej gamy kanałów danych i usług. Chainlink wykorzystuje zdecentralizowaną sieć węzłów do zbierania i weryfikacji danych, co czyni ją wysoce bezpieczną i niezawodną. Współpracują z licznymi dostawcami danych na całym świecie, aby zapewnić dokładność i dostępność danych.
API3: Koncentruje się na zapewnieniu bezpośredniego dostępu do API od dostawców danych, eliminując potrzebę pośredników. API3 ma na celu zmniejszenie kosztów i złożoności integracji wyroczni. Ich „Airnode” pozwala dostawcom API na bezpośrednie dostarczanie danych do aplikacji blockchain.
Tellor: Zdecentralizowana sieć wyroczni, która opiera się na sieci górników do przesyłania danych do blockchaina. Tellor wykorzystuje mechanizm konsensusu proof-of-work w celu zapewnienia integralności danych.
Band Protocol: Międzyłańcuchowa (cross-chain) platforma wyroczni danych, która agreguje i łączy dane ze świata rzeczywistego i API ze smart kontraktami. Band Protocol obsługuje różne blockchainy i zapewnia szeroką gamę kanałów danych.
UMA (Universal Market Access): Dostarcza infrastrukturę do budowy aktywów syntetycznych i zdecentralizowanych produktów finansowych. Mechanizm weryfikacji danych (DVM) UMA działa jak ludzka wyrocznia, pozwalając posiadaczom tokenów głosować nad ważnością żądań danych.

Implementacja wyroczni blockchain: Praktyczny przewodnik

Integracja wyroczni blockchain ze smart kontraktami wymaga starannego planowania i wykonania. Oto kilka kluczowych kwestii do rozważenia:

Zdefiniuj swoje wymagania dotyczące danych: Jasno określ dane, których potrzebujesz, oraz częstotliwość, z jaką ich potrzebujesz. Określ wymagany poziom dokładności i niezawodności.
Wybierz odpowiednią sieć wyroczni: Oceń dostępne sieci wyroczni i wybierz tę, która najlepiej odpowiada Twoim potrzebom. Weź pod uwagę takie czynniki, jak zasięg danych, bezpieczeństwo, koszt i łatwość integracji.
Zaprojektuj swój smart kontrakt do obsługi danych z wyroczni: Wdróż mechanizmy obsługi błędów, aby radzić sobie z potencjalnymi awariami wyroczni lub niedokładnościami danych. Używaj odpowiednich typów danych i technik walidacji, aby zapewnić integralność danych.
Dokładnie przetestuj: Rygorystycznie testuj swój smart kontrakt z różnymi danymi wejściowymi od wyroczni, aby upewnić się, że działa poprawnie w różnych scenariuszach. Rozważ użycie symulacji lub sieci testowych (testnetów) do oceny wydajności i zidentyfikowania potencjalnych problemów.
Monitoruj wydajność wyroczni: Ciągle monitoruj wydajność wybranej sieci wyroczni, aby upewnić się, że dostarcza dokładne i wiarygodne dane. Wdróż alerty, aby powiadamiać Cię o wszelkich potencjalnych problemach.

Na przykład, jeśli budujesz platformę pożyczkową DeFi, która opiera się na kanałach cenowych kryptowalut, powinieneś:

Zidentyfikować niezbędne kanały cenowe: Bitcoin, Ether i inne istotne kryptowaluty.
Wybrać niezawodną sieć wyroczni: Chainlink, na przykład, dostarcza wysokiej jakości, zdecentralizowane kanały cenowe.
Wdrożyć zabezpieczenia w swoim smart kontrakcie: Obsługiwać sytuacje, w których kanał wyroczni jest niedostępny lub dostarcza nieoczekiwaną wartość. Wdróż wyłączniki awaryjne (circuit breakers), aby zapobiec kaskadowym awariom.
Monitorować kanały cenowe: Upewnij się, że kanały cenowe są regularnie i dokładnie aktualizowane.

Przyszłość wyroczni blockchain

Rola wyroczni blockchain będzie nadal rosła w miarę coraz szerszego wdrażania technologii blockchain. W miarę jak smart kontrakty stają się coraz bardziej zaawansowane i złożone, zapotrzebowanie na wiarygodne i dokładne dane z zewnętrznych źródeł będzie tylko rosło. Możemy spodziewać się kilku kluczowych trendów w przyszłości wyroczni blockchain:

Wzrost decentralizacji: Sieci wyroczni staną się bardziej zdecentralizowane, aby jeszcze bardziej zwiększyć bezpieczeństwo i niezawodność. Będzie to obejmować zwiększenie liczby niezależnych dostawców danych i ulepszenie mechanizmów konsensusu używanych do weryfikacji danych.
Poprawa jakości danych: Sieci wyroczni skupią się na poprawie jakości i dokładności dostarczanych danych. Będzie to wymagało stosowania bardziej zaawansowanych technik walidacji danych i współpracy z zaufanymi dostawcami danych.
Integracja z nowymi źródłami danych: Sieci wyroczni będą integrować się z nowymi źródłami danych, takimi jak urządzenia IoT i czujniki ze świata rzeczywistego. Umożliwi to smart kontraktom interakcję z szerszym zakresem wydarzeń ze świata rzeczywistego i automatyzację bardziej złożonych procesów. Na przykład, integracja z obrazami satelitarnymi w celu monitorowania stanu upraw dla zastosowań w ubezpieczeniach rolniczych.
Specjalistyczne wyrocznie: Zobaczymy pojawienie się wyspecjalizowanych wyroczni, które zaspokajają potrzeby konkretnych branż i przypadków użycia. Na przykład, wyrocznie dostarczające dane dla branży opieki zdrowotnej lub sektora energetycznego.
Interoperacyjność międzyłańcuchowa (Cross-Chain): Sieci wyroczni staną się bardziej interoperacyjne, umożliwiając smart kontraktom na różnych blockchainach dostęp do tych samych danych. Umożliwi to tworzenie aplikacji międzyłańcuchowych, które wykorzystują mocne strony wielu blockchainów.

Wyzwania i kwestie do rozważenia

Chociaż wyrocznie blockchain oferują znaczne korzyści, należy zająć się pewnymi wyzwaniami i kwestiami:

Bezpieczeństwo danych: Ochrona danych w tranzycie i w spoczynku jest najważniejsza. Niezbędne są szyfrowanie, bezpieczne zarządzanie kluczami i solidne protokoły bezpieczeństwa.
Skalowalność: Sieci wyroczni muszą się skalować, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na dane. Wymaga to wydajnych mechanizmów agregacji i dystrybucji danych.
Koszt: Koszt korzystania z usług wyroczni może być barierą wejścia dla niektórych aplikacji. Sieci wyroczni muszą oferować konkurencyjne ceny i elastyczne modele cenowe.
Regulacje: Otoczenie regulacyjne dla wyroczni blockchain wciąż się rozwija. Ważne jest, aby być na bieżąco z najnowszymi regulacjami i zapewniać zgodność.
Prywatność danych: W niektórych scenariuszach korzystanie z wyroczni może budzić obawy dotyczące prywatności. Rozwiązania takie jak szyfrowanie homomorficzne i bezpieczne obliczenia wielostronne mogą pomóc w ochronie wrażliwych danych.

Wnioski

Wyrocznie blockchain są kluczowym elementem ekosystemu blockchain, umożliwiając smart kontraktom interakcję ze światem rzeczywistym i odblokowując szeroki wachlarz zastosowań. Zapewniając dostęp do danych spoza łańcucha, wyrocznie budują most między światem cyfrowym a fizycznym, torując drogę dla innowacyjnych rozwiązań w różnych branżach. W miarę jak przestrzeń blockchain będzie się rozwijać, wyrocznie będą odgrywać coraz ważniejszą rolę w kształtowaniu przyszłości zdecentralizowanych aplikacji i transformacji sposobu, w jaki wchodzimy w interakcje z technologią.

Rozumiejąc różne typy wyroczni, wyzwania, jakie stwarzają, i opracowywane rozwiązania, możesz skutecznie wykorzystać wyrocznie blockchain do budowy potężnych i innowacyjnych zdecentralizowanych aplikacji, które rozwiązują problemy świata rzeczywistego na skalę globalną. Pamiętaj, aby priorytetowo traktować bezpieczeństwo, niezawodność i dokładność danych podczas wdrażania wyroczni w swoich projektach, aby zapewnić integralność i sukces swoich smart kontraktów.