区块链预言机（Oracle）是什么？预言机工作原理及主要应用场景

无论您是新手还是经验丰富的 Web3 开发人员，了解区块链预言机都至关重要。

预言机（Oracle）是区块链中非常重要的功能。由于区块链不可窜改与永久保存的特性，许多产业开始借此发展区块链相关技术。然而，为了保持信息安全性，基本上区块链网络的建构是封闭的，无法接收区块链以外的信息。因此，在不同区块链上运行的项目需要借助预言机服务的帮忙，它们是将智能合约连接到现实世界的支柱，允许交互超越区块链。如果没有预言机，智能合约就只能处理链上已经存在的数据，从而错过价格回馈、现实世界事件甚至网络 API 等基本数据。

本文将为您详细介绍什么是区块链预言机？以及它的主要应用场景，让我们一起往下看吧！

预言机是什么？

在计算机领域，预言机是一种抽象电脑，又称谕示机。预言机具备图灵机的一切功能，并额外拥有一种能力：可以不通过计算直接得到某些问题的答案，这个过程叫做 Oracle（神谕）。也就是说，预言机可以解决图灵机通过计算也无法解决的问题，比如从外界获取问题的答案。

为什么区块链需要预言机？

区块链预言机是一种向智能合约提供外部数据的服务，使它们不仅可以从其他区块链获取数据，还可以从外部或链下世界获取数据：体育赛事、银行数据等等。那么，为何区块链需要预言机呢？

由于区块链是一个封闭的系统环境，目前区块链只能获取到链内的数据，而无法获取链外真实世界的数据。

本质上来说，智能合约即写好了条件和结果的代码，当特定条件被给予或满足时即能够触发，因此，它是孤立的和确定性的。如果没有中介，他们无法从外部环境访问或检索数据。预言机充当了这个中介，弥合了链下和链上数据源之间的差距。

当智能合约运行需要的触发条件是区块链外部的消息时，就必须要依靠 Oracle 提供数据，通过 Oracle 将现实世界的数据输入到智能合约中。

综上所述，因为智能合约只能被动接收数据，无法主动去获取链外的数据，这就是区块链需要 Oracle 的原因。

区块链预言机的重要性

预言机为去中心化的 Web3 生态系统提供了一条路径，其中去中心化和数字化是内核底层特征。它们是一个专用实体，将区块链平台链接到现有的外部数据源，以促进基于真实世界信息的智能合约的运行。

Oracles 被公认为分布式 Oracle 网络或 DON，可说明 Web3.0 集群无缝访问数据交汇点、传统信道和高级计算，而不会有任何麻烦。它们帮助开发人员构建混合智能合约，其中存在链上代码和链下基础设施的组合，以支持创新的 DApp 项目。 当链上数据存在于区块链网络中时，链下数据在生态系统之外产生共鸣。

预言机在扩大智能合约的可操作性范围方面发挥着重要作用的同时，缺乏区块链预言机将限制智能合约的使用。

值得注意的是，预言机不仅仅是区块链和外部世界之间的纽带，它们也是提高内核网络效率的基础设施层。oracle 在将外部数据资源链接到请求方之前，先对其进行查找、验证和身份验证。一些强大的预言机解决方案可以轻松地将数据转发到智能合约，同时将其恢复到外部来源。

区块链预言机如何运作？

区块链预言机本身并不是数据源，而是查找、验证和验证外部数据源然后中继该信息的层。

所有 oracle 网络都运行三个重要功能，包括：从可靠的外部来源收集数据；使用签名消息在链上发送信息；通过以智能合约的形式安全地存储数据源，使最终用户可以访问数据源。

一旦数据存储在智能合约中，其他自动协议就可以通过引用「检索」功能的消息调用轻松访问它。数据还可以由以太坊节点或网络参与者通过访问 Oracle 生态系统的存储部分直接使用。

区块链预言机的类型

区块链预言机有多种类型，每种类型都旨在服务特定目的。

1.硬件和软件预言机

尽管情况并非总是如此，但大多数加密预言机都会分析数字数据。硬件预言机提供来自物理世界的数据，而软件预言机则提供来自网站、服务器或数据库等数字来源的数据。此外，来自摄影机运动传感器和无线射频识别 (RFID) 传感器的信息可以通过硬件预言机进行传递和中继。即时数据，例如汇率、价格变化和旅行消息，可以通过软件预言机提供。

2.入站和出站预言机

预言机与区块链创建双向通信信道，将数据传入和传出。虽然出站预言机可以将区块链数据传递到外界，但入站预言机更有可能将链下（或现实世界）数据传递到区块链。此外，导入的数据几乎可以代表任何事物，从资产价格波动到气象条件，再到已完成付款的验证。

对于入站预言机，常见的可编程场景可能是：如果资产达到特定价格，则下达买入订单。另一方面，出站预言机向外界发出链上发生的事件的警报。

3.集中式和分布式预言机

集中式预言机由单一实体管理，并作为智能合约的唯一数据源。仅使用一种信息来源可能很危险，因为合约的有效性完全取决于负责预言机的实体。

不良行为者的恶意介入也会直接影响智能合约。中心化预言机的根本问题是它们存在单点故障，使合约更容易受到攻击和弱点。

去中心化预言机的一些目标与公共区块链的目标相似，例如最小化交易对手风险。例如，它们不依赖单一事实来源，从而使传递给智能合约的信息更加可靠。

智能合约咨询多个预言机来评估数据的有效性和准确性；这就是为什么去中心化预言机也被称为共识预言机。其他区块链可以使用一些区块链预言机项目提供的去中心化预言机服务。

4.人类预言机

在特定领域拥有专业知识的个人有时可以充当先知。他们可以从各种来源收集信息，检查其合法性并将其转换为智能合约。由于人类预言机可以使用密码学来验证其身份，因此欺诈者冒充人类预言机并提供篡改数据的可能性很小。

5.合约特定的预言机

这些预言机是为了与单一的智能合约一起使用而设计的。如果开发者打算部署大量的智能合约，就需要建构各种特定于合约的预言机。

特定于合约的预言机不值得花费时间和精力来保持最新状态。相反，它们很不方便，只能在特定情况下使用。

6.计算预言机

到目前为止，我们刚刚讨论了寻找和提供数据方面的预言机（也称为数据载体预言机或自动化预言机）。然而，预言机可用于运行任何任意的「链下」计算解决方案，考虑到以太坊固有的区块气体限制和非常高的计算成本，这特别有益。

计算预言机不仅仅是转发查找结果，还可以用于对一组输入运行计算并传回计算结果，否则无法在链上计算。例如，为了估计债券合约的收益率，可以使用计算预言机来源行计算复杂的回归计算。

区块链预言机的主要应用场景

在实际使用上，区块链预言机有多种用例。接下来，让我们看看其中主要的一些。

1.去中心化金融

去中心化金融（DeFi）已成为过去几年中最热门的趋势之一。预言机在支持 DeFi 集群方面发挥着重要作用，因为它们可以呈现出用户轻松访问与资产和市场相关的财务数据。

例如，处理虚拟资产的货币市场使用价格预言机来确定投资者的借贷能力。这些预言机有助于检查投资者的头寸是否抵押不足，是否与清算有关。此外，自动化做市商（AMM）使用价格预言机将流动性集中在现行市场价格，以说明提高效率。

2.NFT和区块链游戏

在预言机的说明下，智能合约在非金融领域找到了自己的位置，比如 NFT 和区块链游戏。NFT 是高度动态的，并且容易随着外部事件的波动而变化。而计算预言机有助于创建可验证的随机性，从而为 NFT 分配随机特征。这些预言机在选择游戏中的随机赢家或 NFT 掉落方面也起着重要作用。电子游戏使用可验证的随机性来增强其生态系统的参与度和不可预测性。

3.去中心化衍生品

衍生品是两方或多方之间的金融合约，其价值基于相关资产。衍生品允许人们对标的资产提出不同的视角（长期或短期），从实质上促进金融稳定。公共智能合约平台可以创建和交易金融衍生品，包括基于区块链的资产。预言机可以通过提供价格馈送，结算价值和合约到期来确定参与方的收益或损失，从而在去中心化衍生品中发挥重要作用。

4.智能合约保险

在免信任且可靠的信任源加持下，保险产品可以通过智能合约的形式实现。当前的商业案例比如 Etherisc 的去中心化的保险应用（如航班延误保险和作物保险）平台，FlyingCarpet 的人工智能和地理数据的新型可编程保险等。

5. 去中心化预测市场

像 Augur 和 Gnosis 这样的去中心化预测市场利用人群的智能来预测现实世界的结果，如总统选举和体育博彩结果。如果投票结果受到用户的质疑，预言机可用于快速和安全的解决方案。

顶级区块链预言机项目和代币有哪些？

说道预言机，少不了会提到 Chainlink。Chainlink 是去中心化预言机的行业标准，因为它克服了外部数据的访问和智能合约的中心化问题。那么，Chainlink 预言机是什么？

Chainlink 是一个去中心化的预言机网络，它将现实世界的数据提供给区块链智能合约。 LINK 代币是用于支付网络服务的数字资产代币。

另一方面，单一的中心化预言机会导致去中心化的、受区块链保护的智能合约应该解决的特定问题：单点故障。那么，如果预言机发生故障或受到损害，您如何知道您的数据是否准确？如果区块链上的安全、可靠的智能合约所依赖的数据是可疑的，那么它有什么用呢？

Chainlink 解决了这个问题，它使用预言机将来自区块链外的数据和信息提供给区块链上的智能合约。该技术与其他安全技术一起消除了仅使用单一集中源时可能出现的可靠性困难。

Chainlink 与区块链无关，因为它使用单一框架连接所有主要的公共和私有区块链环境，为跨网络通信提供了典型的抽象层级。

因此，您可以参考已经从现实世界中提取并使用 Chainlink 等服务收集的去中心化数据，除了去中心化数据外，它类似于公共图书馆。您甚至可以创建模块化预言机网络来获取您需要的任何特定信息。此外，您可以运行链下计算并将数据传输到现实世界。

其他顶级区块链预言机包括 Witnet、Paralink、Provable 和 Dos.Network。这些服务提供由智能合约和一些链外组件组成的预言机，这些组件可以查找应用进程用户界面（API），然后发送交易以定期更新智能合约中的数据。

预言机存在的安全问题

尽管预言机发挥着很大的作用，但它的存在也导致了一些问题。如果预言机是可信来源并且可能被黑客攻击，它们可能会危及它们所提供的智能合约的运行。

一般来说，在考虑使用预言机时，必须仔细考虑信任模型。如果我们假设预言机是可信的，那么您可能会因为将智能合约暴露在可能不正确的输入中而牺牲智能合约的安全性。然而，如果仔细考虑安全假设，预言机可能是有价值的。

其中一些问题可以通过去中心化的预言机来解决，为以太坊智能合约提供不可信的外部数据。您必须仔细选择它，然后才能开始探索以太坊和现实世界之间的预言机桥梁。

总结

综上所述，区块链预言机是将区块链连接到外部系统的实体，使智能合约能够根据现实世界的输入和输出运行。它本身并不是数据源，而是查找、验证和验证外部数据源然后中继该信息的层。

预言机在创建可验证网络、将孤立的区块链连接到链外数据和计算以及实现区块链之间的互通性方面发挥着重要作用。

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