Blockchain Oracles: Prepojenie blockchainu s reálnym svetom

Technológia blockchainu so svojou neodmysliteľnou bezpečnosťou a transparentnosťou má obrovský potenciál v rôznych odvetviach. Významné obmedzenie však vyplýva zo skutočnosti, že blockchainy sú v podstate izolované ekosystémy. Smart kontrakty, samo-vykonateľné zmluvy, ktoré sú srdcom mnohých blockchainových aplikácií, nemôžu priamo pristupovať k dátam z externých zdrojov. A práve tu vstupujú do hry blockchain oracles. Fungujú ako kľúčový most, ktorý umožňuje smart kontraktom interagovať s dátami a systémami reálneho sveta.

Čo sú blockchain oracles?

Vo svojej podstate sú blockchain oracles služby tretích strán, ktoré prepájajú blockchainy s externými systémami a poskytujú smart kontraktom prístup k off-chain dátam. Tieto dáta môžu zahŕňať širokú škálu informácií, ako napríklad:

Cenové kanály: Ceny kryptomien, ceny akcií, devízové kurzy.
Údaje o počasí: Teplota, zrážky, rýchlosť vetra.
Športové výsledky: Skóre, štatistiky.
Výsledky udalostí: Výsledky volieb, meškania letov.
Náhodné čísla: Pre herné a lotériové aplikácie.
Informácie o identite: Overovanie identity a poverení používateľov.
Geopriestorové dáta: Informácie o polohe pre logistiku a riadenie dodávateľského reťazca.

Oracles v podstate získavajú dáta z externých zdrojov, overujú ich presnosť a následne ich prenášajú na blockchain vo formáte, ktorému smart kontrakty rozumejú. To umožňuje smart kontraktom reagovať na udalosti v reálnom svete a automatizovať procesy na základe vopred definovaných podmienok.

Dôležitosť oracles pre funkcionalitu smart kontraktov

Bez oracles by boli smart kontrakty obmedzené na fungovanie výlučne v prostredí blockchainu. Neboli by schopné interagovať s vonkajším svetom ani reagovať na udalosti v reálnom svete, čo by výrazne obmedzilo ich potenciálne prípady použitia. Oracles sú nevyhnutné na umožnenie širokej škály blockchainových aplikácií, vrátane:

Decentralizované financie (DeFi): Cenové kanály sú kľúčové pre úverové platformy, decentralizované burzy (DEX) a stablecoiny. Napríklad, DeFi úverová platforma používa cenové oracles na určenie pomerov kolateralizácie a likvidáciu pozícií, keď ceny klesajú.
Riadenie dodávateľského reťazca: Sledovanie polohy a stavu tovaru počas jeho pohybu v dodávateľskom reťazci. Oracles môžu poskytovať aktualizácie v reálnom čase o teplote, vlhkosti a polohe, čím spúšťajú automatizované platby pri doručení alebo upozorňujú zúčastnené strany na potenciálne problémy.
Poistenie: Automatizácia výplat poistného plnenia na základe udalostí v reálnom svete, ako sú meškania letov alebo neúroda. Oracle môže overiť výskyt meškania letu pomocou dát z API leteckých spoločností a automaticky spustiť výplatu poistenej strane.
Hry: Generovanie náhodných čísel pre férové a transparentné herné zážitky. Oracles môžu poskytovať overiteľné náhodné čísla, ktoré sú odolné voči manipulácii.
Predikčné trhy: Vyrovnávanie stávok na základe výsledku udalostí v reálnom svete. Oracles sa používajú na overenie výsledkov volieb, športových podujatí a iných udalostí.
Správa identity: Overovanie identity a poverení používateľov pre prístup k decentralizovaným službám. Oracles môžu pristupovať a overovať dáta od dôveryhodných poskytovateľov identity.

Problém oracles: Dôvera a spoľahlivosť

Ústrednou výzvou v dizajne oracles je „problém oracles“. Keďže smart kontrakty sa spoliehajú na oracles pre externé dáta, bezpečnosť a spoľahlivosť oraclu sa stávajú kritickými. Ak oracle poskytne nepresné alebo zmanipulované dáta, smart kontrakt sa vykoná nesprávne, čo môže viesť k finančným stratám alebo iným negatívnym následkom. Zoberme si predikčný trh, kde oracle nahlási podvodný výsledok volieb; to by viedlo k nesprávnym výplatám a podkopalo by integritu trhu.

Na riešenie problému oracles bolo vyvinutých niekoľko prístupov:

Centralizované oracles: Ide o najjednoduchší typ oraclu, kde je za poskytovanie dát zodpovedná jediná entita. Aj keď sú ľahko implementovateľné, sú zraniteľné voči jediným bodom zlyhania a manipulácii. Príkladom môže byť jedna spoločnosť poskytujúca údaje o počasí pre regionálnu aplikáciu poistenia úrody.
Decentralizované oracles: Tieto oracles využívajú sieť nezávislých poskytovateľov dát na zhromažďovanie a overovanie dát. Tým sa znižuje riziko manipulácie a zvyšuje sa spoľahlivosť. Chainlink je prominentným príkladom decentralizovanej siete oracles.
Oracles založené na konsenze: Tieto oracles sa spoliehajú na mechanizmus konsenzu medzi viacerými poskytovateľmi dát, aby dosiahli dohodu o správnej hodnote dát. To poskytuje vyššiu úroveň bezpečnosti a presnosti. Tellor je príkladom oraclu založeného na konsenze.
Výpočtové oracles (Compute-Based): Tieto oracles vykonávajú výpočty off-chain a poskytujú výsledky smart kontraktu. To sa dá použiť na zložité výpočty, ktoré sú príliš drahé na vykonanie on-chain.
Bezdôveryhodné oracles (Trustless): Tieto oracles používajú kryptografické techniky na overenie integrity dát bez spoliehania sa na dôveryhodnú tretiu stranu. Napríklad použitím dôkazov s nulovou znalosťou (zero-knowledge proofs) na overenie platnosti dát bez odhalenia samotných podkladových dát.

Typy blockchain oracles

Blockchain oracles možno klasifikovať na základe rôznych faktorov, vrátane zdroja dát, smeru toku dát a modelu dôvery.

Podľa zdroja dát

Softvérové oracles: Tieto oracles získavajú dáta z online zdrojov, ako sú webové stránky, API a databázy. Sú najbežnejším typom oraclu a používajú sa pre širokú škálu aplikácií. Príklady zahŕňajú cenové kanály z kryptomenových búrz a údaje o počasí z API pre počasie.
Hardvérové oracles: Tieto oracles získavajú dáta z fyzických zariadení, ako sú senzory, RFID tagy a snímače čiarových kódov. Používajú sa pre aplikácie, ktoré vyžadujú dáta z reálneho sveta, ako je riadenie dodávateľského reťazca a monitorovanie životného prostredia. Predstavte si smart kontrakt, ktorý spustí platbu po prijatí signálu z GPS zariadenia potvrdzujúceho doručenie tovaru na konkrétne miesto.

Podľa toku dát

Vstupné oracles (Inbound): Tieto oracles poskytujú dáta na blockchain z externých zdrojov. Ide o najbežnejší typ oraclu.
Výstupné oracles (Outbound): Tieto oracles posielajú dáta z blockchainu do externých systémov. To sa dá použiť na spustenie akcií v reálnom svete, ako je posielanie platieb alebo ovládanie zariadení. Napríklad, smart kontrakt by mohol prikázať inteligentnému zámku otvoriť dvere po prijatí platby.

Podľa modelu dôvery

Centralizované oracles: Ako už bolo spomenuté, tieto oracles sa spoliehajú na jedinú dôveryhodnú entitu.
Decentralizované oracles: Tieto oracles využívajú sieť nezávislých poskytovateľov dát na zvýšenie bezpečnosti a spoľahlivosti.
Ľudské oracles: Tieto oracles sa spoliehajú na ľudský vstup pri overovaní dát. To môže byť užitočné pre subjektívne informácie, ktoré je ťažké automatizovať. Napríklad overenie stavu poškodenej veci pre poistné udalosti prostredníctvom obrázkov a recenzií od komunity.

Populárne siete blockchain oracles

Existuje niekoľko zavedených sietí blockchain oracles, z ktorých každá má svoje silné a slabé stránky.

Chainlink: Najpoužívanejšia sieť oracles, ktorá poskytuje prístup k širokej škále dátových kanálov a služieb. Chainlink používa decentralizovanú sieť uzlov na zhromažďovanie a overovanie dát, čo ju robí vysoko bezpečnou a spoľahlivou. Spolupracujú s mnohými poskytovateľmi dát po celom svete, aby zabezpečili presnosť a dostupnosť dát.
API3: Zameriava sa na poskytovanie priameho prístupu k API od poskytovateľov dát, čím eliminuje potrebu sprostredkovateľov. Cieľom API3 je znížiť náklady a zložitosť integrácie oracles. Ich „Airnode“ umožňuje poskytovateľom API priamo poskytovať dáta blockchainovým aplikáciám.
Tellor: Decentralizovaná sieť oracles, ktorá sa spolieha na sieť ťažiarov, ktorí odosielajú dáta na blockchain. Tellor používa konsenzuálny mechanizmus proof-of-work na zabezpečenie integrity dát.
Band Protocol: Cross-chain platforma dátových oracles, ktorá agreguje a prepája dáta z reálneho sveta a API so smart kontraktmi. Band Protocol podporuje rôzne blockchainy a poskytuje širokú škálu dátových kanálov.
UMA (Universal Market Access): Poskytuje infraštruktúru na budovanie syntetických aktív a decentralizovaných finančných produktov. Dátový verifikačný mechanizmus (DVM) od UMA funguje ako ľudský oracle, ktorý umožňuje držiteľom tokenov hlasovať o platnosti dátových požiadaviek.

Implementácia blockchain oracles: Praktický sprievodca

Integrácia blockchain oracles do vašich smart kontraktov si vyžaduje starostlivé plánovanie a realizáciu. Tu sú niektoré kľúčové úvahy:

Definujte svoje požiadavky na dáta: Jasne identifikujte dáta, ktoré potrebujete, a frekvenciu, s akou ich potrebujete. Určte požadovanú úroveň presnosti a spoľahlivosti.
Vyberte správnu sieť oracles: Zhodnoťte dostupné siete oracles a vyberte tú, ktorá najlepšie vyhovuje vašim potrebám. Zvážte faktory ako pokrytie dát, bezpečnosť, náklady a jednoduchosť integrácie.
Navrhnite svoj smart kontrakt tak, aby spracovával dáta z oraclu: Implementujte mechanizmy na spracovanie chýb, aby ste sa vysporiadali s potenciálnymi zlyhaniami oraclu alebo nepresnosťami dát. Používajte vhodné dátové typy a validačné techniky na zabezpečenie integrity dát.
Dôkladne testujte: Dôsledne testujte svoj smart kontrakt s rôznymi vstupnými dátami z oraclu, aby ste sa uistili, že funguje správne v rôznych scenároch. Zvážte použitie simulácií alebo testnetov na vyhodnotenie výkonu a identifikáciu potenciálnych problémov.
Monitorujte výkon oraclu: Nepretržite monitorujte výkon vami vybranej siete oracles, aby ste sa uistili, že poskytuje presné a spoľahlivé dáta. Implementujte upozornenia, ktoré vás informujú o akýchkoľvek potenciálnych problémoch.

Napríklad, ak budujete DeFi úverovú platformu, ktorá sa spolieha na cenové kanály kryptomien, mali by ste:

Identifikovať potrebné cenové kanály: Bitcoin, Ether a ďalšie relevantné kryptomeny.
Vybrať spoľahlivú sieť oracles: Napríklad Chainlink poskytuje vysokokvalitné, decentralizované cenové kanály.
Implementovať bezpečnostné opatrenia vo vašom smart kontrakte: Riešiť situácie, kedy je kanál z oraclu nedostupný alebo poskytuje neočakávanú hodnotu. Implementujte ističe (circuit breakers), aby ste predišli kaskádovým zlyhaniam.
Monitorovať cenové kanály: Uistite sa, že sa cenové kanály pravidelne a presne aktualizujú.

Budúcnosť blockchain oracles

Úloha blockchain oracles bude naďalej rásť s tým, ako sa technológia blockchainu bude čoraz viac rozširovať. Keďže smart kontrakty sa stávajú sofistikovanejšími a komplexnejšími, potreba spoľahlivých a presných dát z externých zdrojov sa bude len zvyšovať. V budúcnosti blockchain oracles môžeme očakávať niekoľko kľúčových trendov:

Zvýšená decentralizácia: Siete oracles sa stanú decentralizovanejšími, aby sa ďalej zvýšila bezpečnosť a spoľahlivosť. To bude zahŕňať zvýšenie počtu nezávislých poskytovateľov dát a zlepšenie konsenzuálnych mechanizmov používaných na overovanie dát.
Zlepšená kvalita dát: Siete oracles sa zamerajú na zlepšenie kvality a presnosti dát, ktoré poskytujú. To bude zahŕňať použitie sofistikovanejších techník validácie dát a spoluprácu s dôveryhodnými poskytovateľmi dát.
Integrácia s novými zdrojmi dát: Siete oracles sa budú integrovať s novými zdrojmi dát, ako sú IoT zariadenia a senzory z reálneho sveta. To umožní smart kontraktom interagovať so širšou škálou udalostí v reálnom svete a automatizovať komplexnejšie procesy. Napríklad integrácia so satelitnými snímkami na monitorovanie zdravia plodín pre aplikácie poľnohospodárskeho poistenia.
Špecializované oracles: Uvidíme vznik špecializovaných oracles, ktoré sa zameriavajú na konkrétne odvetvia a prípady použitia. Napríklad oracles, ktoré poskytujú dáta pre zdravotníctvo alebo energetický sektor.
Cross-chain interoperabilita: Siete oracles sa stanú viac interoperabilnými, čo umožní smart kontraktom na rôznych blockchainoch pristupovať k rovnakým dátam. To umožní vytváranie cross-chain aplikácií, ktoré využívajú silné stránky viacerých blockchainov.

Výzvy a úvahy

Hoci blockchain oracles ponúkajú významné výhody, je potrebné riešiť niektoré výzvy a úvahy:

Bezpečnosť dát: Ochrana dát pri prenose a v pokoji je prvoradá. Šifrovanie, bezpečná správa kľúčov a robustné bezpečnostné protokoly sú nevyhnutné.
Škálovateľnosť: Siete oracles sa musia škálovať, aby uspokojili rastúci dopyt po dátach. To si vyžaduje efektívne mechanizmy agregácie a distribúcie dát.
Náklady: Náklady na používanie služieb oracles môžu byť pre niektoré aplikácie prekážkou vstupu. Siete oracles musia ponúkať konkurencieschopné ceny a flexibilné cenové modely.
Regulácia: Regulačné prostredie pre blockchain oracles sa stále vyvíja. Je dôležité byť informovaný o najnovších predpisoch a zabezpečiť ich dodržiavanie.
Ochrana osobných údajov: V určitých scenároch môže použitie oracles vyvolávať obavy o ochranu osobných údajov. Riešenia ako homomorfné šifrovanie a bezpečný viacstranný výpočet môžu pomôcť chrániť citlivé dáta.

Záver

Blockchain oracles sú životne dôležitou súčasťou ekosystému blockchainu, ktorá umožňuje smart kontraktom interagovať s reálnym svetom a odomykať širokú škálu aplikácií. Poskytovaním prístupu k off-chain dátam oracles prekleňujú priepasť medzi digitálnym a fyzickým svetom, čím dláždia cestu pre inovatívne riešenia v rôznych odvetviach. Keďže sa priestor blockchainu neustále vyvíja, oracles budú hrať čoraz dôležitejšiu úlohu pri formovaní budúcnosti decentralizovaných aplikácií a transformácii spôsobu, akým interagujeme s technológiou.

Porozumením rôznym typom oracles, výzvam, ktoré predstavujú, a riešeniam, ktoré sa vyvíjajú, môžete efektívne využiť blockchain oracles na budovanie výkonných a inovatívnych decentralizovaných aplikácií, ktoré riešia problémy reálneho sveta v globálnom meradle. Nezabudnite pri implementácii oracles vo svojich projektoch uprednostniť bezpečnosť, spoľahlivosť a presnosť dát, aby ste zabezpečili integritu a úspech svojich smart kontraktov.