Блокчейн-оракулы: мост между блокчейном и реальным миром

Технология блокчейн, с ее присущей безопасностью и прозрачностью, обладает огромным потенциалом в различных секторах. Однако существенное ограничение возникает из-за того, что блокчейны по своей сути являются изолированными экосистемами. Смарт-контракты, самоисполняющиеся соглашения, лежащие в основе многих блокчейн-приложений, не могут напрямую получать доступ к данным из внешних источников. Именно здесь в игру вступают блокчейн-оракулы. Они действуют как важный мост, позволяя смарт-контрактам взаимодействовать с реальными данными и системами.

Что такое блокчейн-оракулы?

По своей сути, блокчейн-оракулы — это сторонние сервисы, которые подключают блокчейны к внешним системам, предоставляя смарт-контрактам доступ к данным вне сети. Эти данные могут включать широкий спектр информации, такой как:

• Каналы цен: Цены на криптовалюты, цены на акции, курсы обмена валют.
• Данные о погоде: Температура, осадки, скорость ветра.
• Спортивные результаты: Счет, статистика.
• Результаты событий: Результаты выборов, задержки рейсов.
• Случайные числа: Для игровых и лотерейных приложений.
• Информация об идентификации: Проверка личности и учетных данных пользователей.
• Геопространственные данные: Информация о местоположении для логистики и управления цепочками поставок.

Оракулы, по сути, извлекают данные из внешних источников, проверяют их точность, а затем передают их в блокчейн в формате, понятном для смарт-контрактов. Это позволяет смарт-контрактам реагировать на события реального мира и автоматизировать процессы на основе заранее определенных условий.

Важность оракулов для функциональности смарт-контрактов

Без оракулов смарт-контракты были бы ограничены работой исключительно в среде блокчейна. Они не смогли бы взаимодействовать с внешним миром или реагировать на события реального мира, что серьезно ограничило бы их потенциальные варианты использования. Оракулы необходимы для обеспечения широкого спектра блокчейн-приложений, включая:

• Децентрализованные финансы (DeFi): Каналы цен имеют решающее значение для кредитных платформ, децентрализованных бирж (DEX) и стабильных монет. Например, кредитная платформа DeFi использует ценовые оракулы для определения коэффициентов обеспечения и ликвидации позиций при падении цен.
• Управление цепочками поставок: Отслеживание местоположения и состояния товаров по мере их перемещения по цепочке поставок. Оракулы могут предоставлять обновления в режиме реального времени о температуре, влажности и местоположении, инициируя автоматические платежи после доставки или предупреждая заинтересованные стороны о потенциальных проблемах.
• Страхование: Автоматизация страховых выплат на основе реальных событий, таких как задержки рейсов или неурожай. Оракул может проверить факт задержки рейса, используя данные из API авиакомпаний, и автоматически инициировать выплату застрахованной стороне.
• Игры: Генерация случайных чисел для справедливого и прозрачного игрового опыта. Оракулы могут предоставлять проверяемые случайные числа, устойчивые к манипуляциям.
• Рынки прогнозов: Расчет ставок на основе исхода реальных событий. Оракулы используются для проверки результатов выборов, спортивных соревнований и других событий.
• Управление идентификацией: Проверка личности и учетных данных пользователей для доступа к децентрализованным сервисам. Оракулы могут получать доступ к данным от доверенных поставщиков удостоверений и проверять их.

Проблема оракула: доверие и надежность

Центральной проблемой в проектировании оракула является «проблема оракула». Поскольку смарт-контракты полагаются на оракулов для получения внешних данных, безопасность и надежность оракула становятся критически важными. Если оракул предоставляет неточные или манипулируемые данные, смарт-контракт будет выполнен неправильно, что может привести к финансовым потерям или другим негативным последствиям. Рассмотрим рынок прогнозов, где оракул сообщает о мошенническом результате выборов; это приведет к неправильным выплатам и подорвет целостность рынка.

Разработано несколько подходов для решения проблемы оракула:

• Централизованные оракулы: Это простейший тип оракула, когда одно лицо отвечает за предоставление данных. Хотя их легко реализовать, они уязвимы для единичных точек отказа и манипуляций. Примеры могут включать единую компанию, предоставляющую данные о погоде для регионального приложения страхования урожая.
• Децентрализованные оракулы: Эти оракулы используют сеть независимых поставщиков данных для сбора и проверки данных. Это снижает риск манипуляций и повышает надежность. Chainlink — яркий пример децентрализованной сети оракулов.
• Оракулы на основе консенсуса: Эти оракулы полагаются на механизм консенсуса среди нескольких поставщиков данных для достижения соглашения о правильном значении данных. Это обеспечивает более высокий уровень безопасности и точности. Tellor — пример оракула на основе консенсуса.
• Оракулы на основе вычислений: Эти оракулы выполняют вычисления вне сети и предоставляют результаты смарт-контракту. Это можно использовать для сложных вычислений, которые слишком дороги для выполнения в сети.
• Не требующие доверия оракулы: Эти оракулы используют криптографические методы для проверки целостности данных, не полагаясь на доверенную третью сторону. Например, использование доказательств с нулевым разглашением для проверки достоверности данных без раскрытия самих данных.

Типы блокчейн-оракулов

Блокчейн-оракулы можно классифицировать на основе различных факторов, включая источник данных, направление потока данных и модель доверия.

На основе источника данных

• Программные оракулы: Эти оракулы извлекают данные из онлайн-источников, таких как веб-сайты, API и базы данных. Это наиболее распространенный тип оракула, используемый для широкого спектра приложений. Примеры включают каналы цен с криптовалютных бирж и данные о погоде из API погоды.
• Аппаратные оракулы: Эти оракулы извлекают данные из физических устройств, таких как датчики, RFID-метки и сканеры штрих-кодов. Они используются для приложений, требующих данных реального мира, таких как управление цепочками поставок и мониторинг окружающей среды. Представьте себе смарт-контракт, запускающий платеж при получении сигнала от GPS-устройства, подтверждающего доставку товаров в определенное место.

На основе потока данных

• Входящие оракулы: Эти оракулы предоставляют данные в блокчейн из внешних источников. Это наиболее распространенный тип оракула.
• Исходящие оракулы: Эти оракулы отправляют данные из блокчейна во внешние системы. Это можно использовать для запуска действий в реальном мире, таких как отправка платежей или управление устройствами. Например, смарт-контракт может дать указание интеллектуальному замку открыть дверь после получения платежа.

На основе модели доверия

• Централизованные оракулы: Как упоминалось ранее, эти оракулы полагаются на одно доверенное лицо.
• Децентрализованные оракулы: Эти оракулы используют сеть независимых поставщиков данных для повышения безопасности и надежности.
• Человеческие оракулы: Эти оракулы полагаются на человеческий ввод для проверки данных. Это может быть полезно для субъективной информации, которую трудно автоматизировать. Например, проверка состояния поврежденного товара для страховых выплат с помощью изображений и отзывов, полученных из краудсорсинга.

Популярные сети блокчейн-оракулов

Доступно несколько установленных сетей блокчейн-оракулов, каждая со своими сильными и слабыми сторонами.

• Chainlink: Самая широко используемая сеть оракулов, предоставляющая доступ к широкому спектру каналов данных и услуг. Chainlink использует децентрализованную сеть узлов для сбора и проверки данных, что делает ее очень безопасной и надежной. Они работают с многочисленными поставщиками данных по всему миру, чтобы обеспечить точность и доступность данных.
• API3: Сосредоточен на предоставлении прямого доступа к API от поставщиков данных, устраняя необходимость в посредниках. API3 стремится снизить стоимость и сложность интеграции оракулов. Их «Airnode» позволяет поставщикам API напрямую предоставлять данные приложениям блокчейна.
• Tellor: Децентрализованная сеть оракулов, которая полагается на сеть майнеров для отправки данных в блокчейн. Tellor использует механизм консенсуса proof-of-work для обеспечения целостности данных.
• Band Protocol: Кросс-чейн платформа оракулов данных, которая агрегирует и подключает данные и API реального мира к смарт-контрактам. Band Protocol поддерживает различные блокчейны и предоставляет широкий спектр каналов данных.
• UMA (Universal Market Access): Предоставляет инфраструктуру для создания синтетических активов и децентрализованных финансовых продуктов. Механизм проверки данных (DVM) UMA действует как человеческий оракул, позволяя держателям токенов голосовать за достоверность запросов данных.

Внедрение блокчейн-оракулов: практическое руководство

Интеграция блокчейн-оракулов в ваши смарт-контракты требует тщательного планирования и выполнения. Вот несколько ключевых соображений:

1. Определите свои требования к данным: Четко определите данные, которые вам нужны, и частоту, с которой они вам нужны. Определите требуемый уровень точности и надежности.
2. Выберите правильную сеть оракулов: Оцените доступные сети оракулов и выберите ту, которая лучше всего соответствует вашим потребностям. Учитывайте такие факторы, как охват данных, безопасность, стоимость и простота интеграции.
3. Разработайте свой смарт-контракт для обработки данных оракула: Реализуйте механизмы обработки ошибок для устранения потенциальных сбоев оракула или неточностей данных. Используйте соответствующие типы данных и методы проверки для обеспечения целостности данных.
4. Тщательно протестируйте: Тщательно протестируйте свой смарт-контракт с различными входными данными оракула, чтобы убедиться, что он функционирует правильно в различных сценариях. Рассмотрите возможность использования симуляций или тестовых сетей для оценки производительности и выявления потенциальных проблем.
5. Отслеживайте производительность оракула: Постоянно отслеживайте производительность выбранной сети оракулов, чтобы убедиться, что она предоставляет точные и надежные данные. Внедрите оповещения, чтобы уведомлять вас о любых потенциальных проблемах.

Например, если вы создаете кредитную платформу DeFi, которая использует каналы цен на криптовалюту, вам следует:

• Определите необходимые каналы цен: Биткойн, Эфир и другие соответствующие криптовалюты.
• Выберите надежную сеть оракулов: Chainlink, например, предоставляет высококачественные децентрализованные каналы цен.
• Реализуйте меры защиты в своем смарт-контракте: Обрабатывайте ситуации, когда канал оракула недоступен или предоставляет неожиданное значение. Внедрите автоматические выключатели для предотвращения каскадных сбоев.
• Отслеживайте каналы цен: Убедитесь, что каналы цен регулярно и точно обновляются.

Будущее блокчейн-оракулов

Роль блокчейн-оракулов будет продолжать расти по мере того, как технология блокчейн будет все шире внедряться. По мере того как смарт-контракты становятся все более сложными, потребность в надежных и точных данных из внешних источников будет только возрастать. В будущем блокчейн-оракулов мы можем ожидать несколько ключевых тенденций:

• Повышенная децентрализация: Сети оракулов станут более децентрализованными для дальнейшего повышения безопасности и надежности. Это будет включать в себя увеличение количества независимых поставщиков данных и улучшение механизмов консенсуса, используемых для проверки данных.
• Улучшенное качество данных: Сети оракулов сосредоточатся на улучшении качества и точности предоставляемых ими данных. Это будет включать в себя использование более сложных методов проверки данных и работу с доверенными поставщиками данных.
• Интеграция с новыми источниками данных: Сети оракулов будут интегрироваться с новыми источниками данных, такими как устройства IoT и реальные датчики. Это позволит смарт-контрактам взаимодействовать с более широким спектром событий реального мира и автоматизировать более сложные процессы. Например, интеграция со спутниковыми снимками для мониторинга здоровья урожая для приложений сельскохозяйственного страхования.
• Специализированные оракулы: Мы увидим появление специализированных оракулов, которые обслуживают конкретные отрасли и варианты использования. Например, оракулы, которые предоставляют данные для индустрии здравоохранения или энергетического сектора.
• Кросс-чейн совместимость: Сети оракулов станут более совместимыми, позволяя смарт-контрактам в разных блокчейнах получать доступ к одним и тем же данным. Это позволит создавать кросс-чейн приложения, использующие сильные стороны нескольких блокчейнов.

Проблемы и соображения

Хотя блокчейн-оракулы предлагают значительные преимущества, необходимо решить некоторые проблемы и соображения:

• Безопасность данных: Защита данных при передаче и хранении имеет первостепенное значение. Шифрование, безопасное управление ключами и надежные протоколы безопасности необходимы.
• Масштабируемость: Сети оракулов должны масштабироваться для удовлетворения растущего спроса на данные. Это требует эффективных механизмов агрегации и распространения данных.
• Стоимость: Стоимость использования услуг оракула может быть барьером для входа для некоторых приложений. Сети оракулов должны предлагать конкурентоспособные цены и гибкие модели ценообразования.
• Регулирование: Нормативно-правовая база для блокчейн-оракулов все еще развивается. Важно быть в курсе последних правил и обеспечивать соблюдение требований.
• Конфиденциальность данных: В некоторых сценариях использование оракулов может вызывать опасения по поводу конфиденциальности. Такие решения, как гомоморфное шифрование и безопасные многосторонние вычисления, могут помочь защитить конфиденциальные данные.

Заключение

Блокчейн-оракулы являются жизненно важным компонентом экосистемы блокчейна, позволяя смарт-контрактам взаимодействовать с реальным миром и открывать широкий спектр приложений. Предоставляя доступ к данным вне сети, оракулы устраняют разрыв между цифровым и физическим мирами, открывая путь для инновационных решений в различных отраслях. По мере того как пространство блокчейна продолжает развиваться, оракулы будут играть все более важную роль в формировании будущего децентрализованных приложений и преобразовании способов нашего взаимодействия с технологиями.

Понимая различные типы оракулов, проблемы, которые они представляют, и разрабатываемые решения, вы можете эффективно использовать блокчейн-оракулы для создания мощных и инновационных децентрализованных приложений, которые решают реальные проблемы в глобальном масштабе. Не забывайте уделять приоритетное внимание безопасности, надежности и точности данных при внедрении оракулов в свои проекты, чтобы обеспечить целостность и успех ваших смарт-контрактов.