什么是区块链预言机？

区块链预言机充当区块链与外部世界之间的桥梁，使智能合约能够访问链下数据来为其服务提供支持。

预言机通常是第三方服务，负责获取、验证外部信息并将其传输到区块链上运行的智能合约。它们通过提供与链下数据交互的机制来执行有价值的任务和服务，扩展了智能合约的功能。 如果没有预言机，智能合约将仅限于链上数据，无法访问外部信息。

举一个简单的例子：在爱丽丝和鲍勃对赛马结果下注的场景中，两个玩家都可以将他们的资金锁定在智能合约中，该合约根据赛马的真实结果将资金释放给获胜者。种族。尽管智能合约无法直接与外界交互，但第三方预言机可以查询可信API来检索结果，并将结果传输给智能合约来确定获胜者，并使合约能够相应地分配资金。

请注意，预言机本身并不是数据源，而是检索、验证外部数据并将其中继到智能合约的层。它们可以传输各种类型的信息，例如价格数据、付款确认或传感器测量结果。

此外，预言机必须传输这些数据，同时保留智能合约固有的特征：去信任和去中心化。这本质上是预言机问题：确保为智能合约提供的链下数据的可靠性、真实性和可信性，同时消除单点故障和中心化。

预言机的类型

有多种类型的区块链预言机用于不同的目的。我们可以根据数据来源（硬件或软件）、信息方向（入站或出站）以及信任模型（集中式或分散式）对预言机进行分类。每种预言机类型都带来独特的功能和优势。

• 硬件预言机：从物理世界收集数据，例如来自运动传感器或 RFID 传感器的信息。
• 软件预言机：从网站、服务器或数据库等数字源收集数据。通常用于提供实时数据，例如汇率或价格变化。
• 入站预言机：主要将链下或现实世界的数据传递到区块链。可用于根据链下事件触发特定操作。
• 出站预言机：将区块链数据发送到外部世界。可以向外部系统提供链上事件的更新。
• 集中式预言机：由单个实体管理并依赖于单个信息源。可能会带来风险，因为它们会引入单点故障，使合约容易受到攻击。
• 去中心化预言机：利用多种信息源和共识机制提供更可靠、防篡改的数据。可以最大限度地降低交易对手风险并增强智能合约所使用信息的可信度。
• 人类预言家：具有专业知识的个人，充当数据源。他们可以收集信息，验证其合法性，并将其转换为智能合约。人类预言机可以使用加密技术来验证其身份并提供可信的数据。
• 特定于合约的预言机：专为特定智能合约而设计并满足其个人需求。然而，它们需要额外的精力来维护，并且可能不适合通用用途。
• 计算预言机：执行复杂的计算并返回在链上执行困难或成本高昂的计算结果。在网络 Gas 限制和高计算成本造成限制的情况下尤其有价值。

去中心化金融预言机

区块链预言机对于任何复杂且有价值的智能合约服务都是必不可少的。预言机的用例跨越众多行业，通过跟踪与地理位置数据（供应链分析、物联网）、体育（预测市场）、天气（旅行、农业）、时间和间隔数据（自动化）相关的数据以及我们的主要研究重点——金融和资本市场数据。

去中心化金融（DeFi）行业有望为全球社区开启更高效、更透明、更公平的市场。为此，DeFi 应用程序需要可靠、无需信任地访问广泛的数据：资产价格（从加密货币到房地产）、基准参考数据（利率、融资利率）、波动性和市场影响数据等。

事实上，自 2020 年“DeFi 之夏”以来该行业的快速扩张凸显了对全面、可用且稳健的预言机市场数据的迫切需求。此外，预言机基础设施需要提供高质量的数据，能够与任何 L1/L2 区块链无缝集成，并准备好根据日益复杂的 DeFi 生态系统不断增长的需求进行扩展。

喂价预言机仍然是 DeFi 中主要且讨论最多的预言机。喂价预言机设计的历史几乎与智能合约一样长，但现有架构现在已经显示出其局限性。

在本次讨论的其余部分，我们将讨论一些热门问题：

• 为什么我们需要区块链和喂价预言机，为什么它们很重要？
• 当前的预言机设计需要什么？它们是否有效？
• 哪些替代设计可以克服现有的限制？

很明显，预言机将继续在区块链中发挥关键作用，但现有的预言机网络存在不足，不足以将 DeFi 扩展到所需的程度。传统解决方案通常依赖于中介方（节点）来验证和聚合数据，从而导致时间延迟、数据来源不透明以及成本带来的连锁扩展问题。

一种新的预言机网络架构正在出现，其重点是拉而不是推模型，并激励高度可信的数据所有者和创建者共享他们的数据。

为什么我们需要价格预言机？

预言机的主要类别被称为喂价预言机，它提供加​​密货币资产、股票、商品等的定价数据。

为了帮助说明它们的重要性，让我们考虑各种示例：

• 衍生品协议：必须为交易者提供准确的资产价格，并在仓位抵押不足时及时促成清算。
• DEX 聚合器：流动性来自各种去中心化交易所，这意味着需要准确的预言机定价来确定最佳价格并以最小的滑点执行交易。
• 稳定币：加密货币抵押的稳定币需要预言机数据来确保头寸得到充分抵押，并正确维持其挂钩。
• 借贷协议：这些协议通常依赖于动态借贷利率，而动态借贷利率是当前资产价格的函数。延迟或不准确的价格可能会损害整体流动性健康状况，特别是在波动时期。

我们不能仅仅依赖某一方来提供这些数据，因为这将代表一个集中的故障点，这与 DeFi 的精神形成鲜明对比。相反，我们需要不被篡改且及时的数据。

这说起来容易做起来难，因为它们在 DeFi 中的重要性经常使预言机成为攻击的主要目标。然而，拥有可靠且强大的数据源对于任何 DeFi 项目都至关重要。这就是为什么预言机通常被称为DeFi 的支柱。随着 DeFi 领域不断加速发展和扩张，快速、可靠地访问不受漏洞利用的数据的需求将变得越来越迫切。越来越重要。

现在我们已经了解了预言机的背景，让我们检查一下现有的架构。

价格预言机的现状

常见的预言机网络设计称为报告者预言机网络，它依赖于多个独立节点，充当数据源和基于区块链的应用程序（最终用户）之间的中介。

在 Reporter Networks 中，中间节点负责从链下来源（例如市场数据专家或公共 API）检索数据，然后将这些信息“在最后一英里”转发到其最终目的地——区块链。这些节点还将负责执行数据聚合、验证和验证。

例如，假设有 100 个节点的任务是检索给定时间点的 BTC 价格。他们将从各种数据源检索价格（例如，他们平均每个数据源可能使用 30 个数据源），然后汇总他们的响应以生成单个平均或中值输出。大多数节点最终可能会得到正确的价格，而一小部分节点可能使用了不良数据源并提供了错误的响应。然后，预言机网络将汇总大多数人的响应，并将其作为正确的响应提交。

通常会采取经济激励措施来保持这些节点的正常运行和诚实。准确的节点可以获得代币激励形式的奖励，而不准确的节点可能会通过削减等机制受到惩罚。

这种预言机设计有几个关键优点：

1. 安全性：拥有各种数据源和中间节点意味着任何一方操纵网络并影响最终价格输出都具有挑战性
2. 数据源：有广泛的数据源可供使用，这确保了预言机可以获得广泛的信息，通常会提高准确性和可靠性
3. 与区块链无关：任何区块链网络都可以采用这种设计，因为它们已经依赖节点进行块验证

然而，这种设计也有几个缺点。

让许多节点相互验证数据然后聚合数据并达成共识是低效的。这个过程可能很慢，现有部署大约每 15 分钟更新一次数据，这对于在全球范围内扩展区块链来说还不够慢。由于许多资产对的频繁更新，相关的网络成本（例如 ETH 汽油费）也会快速增加，从而减少可用资产对的数量，而无需极高的补贴和网络拥塞的解决方案。

支持不断增长的节点网络所需的不断增加的天然气费需要转嫁给最终用户或进行补贴。这种限制限制了报告者网络在支持更多数据或用户方面的可扩展性。

此外，记者网络中的数据源通常是不透明的。在这些网络中，数据通常在链外聚合并以不透明的方式带到链上——这与区块链的透明度目标形成鲜明对比。因此，虽然提供数据的节点实体是已知的，但它们的最终数据源却是未知的。

这在高度不稳定的时期尤其令人担忧，因为此时各种数据源可能不频繁更新或缺乏粒度。事实上，上游数据源甚至可能不知道他们的数据正在被用来保护智能合约的价值，从而导致进一步的数据质量和责任问题。这甚至没有涉及数据合法性问题：一些数据供应商不允许将其数据报告给公共分类账，因为他们希望限制向订阅者的分发。

Reporter Network 的设计专门针对可公开获取的链上数据，此类解决方案在将 DeFi 发展到当前状态方面发挥了重要作用。然而，当我们努力将 DeFi 带给全球数十亿用户时，解决传统预言机架构的局限性至关重要。

在上一篇文章中，将 Reporter Oracle Networks 与较新的架构进行比较，我们强调了对更加透明、更具成本效益和可扩展性的 Oracle 解决方案的需求。未来的价格预言机需要准备好扩展到我们在 TradFi 领域中习惯的所有交易对，并支持开发人员选择构建的区块链。

Pyth 预言机网络引入了发布者预言机网络设计，该设计重新考虑价格预言机应检索的数据类型、数据选择的数据源以及数据所有者和数据用户之间的关系。让我们来看看这个替代方案。

重新思考价格预言机

金融数据产业规模庞大。美国最大的交易所仅通过销售市场数据就获得了数十亿美元的收入。鉴于这一观察结果，改变我们关于价格预言机应从何处获取数据的一些基本假设可能是谨慎的做法。

例如，互联网上有公开可用的价格数据，由免费价格聚合服务（例如 Yahoo!）报告。财经或谷歌财经。这些数据不需要非常精细，例如，就美国股票价格而言，由于监管，这些数据通常会延迟 15 分钟或更长时间。

世界上还有一些有价值的数据被各个机构严密守护：准确、及时的信息具有巨大的价值。像 Bloomberg 或 Refinitiv 这样的交易所和数据终端服务商都知道这一点，并针对这一优势收取大量订阅费。

记者 Oracle Networks 的运作隐含的假设是：区块链所需的所有数据都可以在互联网上免费获得。通过激励中介节点收集、验证和传输这些数据，DeFi 可以跟踪世界的市场和动向。

事实上，有价值的财务数据仅限于少数特权方，并且不容易容易获取。用于检索和传递数据的补偿节点适用于某些类型的数据，但不适用于速度很重要且信息是优势的资本市场数据。这种方法还受到质量、gas 效率甚至支持更大节点网络的法律限制的影响。

Pyth 网络采用了一种根本不同的方法：预言机网络可以激励高度可信的各方（有价值数据的所有者和创建者）自愿直接将其数据共享到网络。链上程序执行价格聚合以消除异常影响，而多链桥则签署并验证发送到目标区块链的所有价格。

在这个发布者预言机网络中，数据提供方启动自己的节点，直接在链上发布数据。这种设计消除了对中间商节点的依赖，从而产生更高质量的数据、更高的gas效率，并最终使预言机网络具有更大的可扩展性，可以扩展到数千个符号。

第一方数据采购

向 Pyth 网络贡献数据的可信机构被称为数据提供商或发布者。 Pyth数据提供商通常是拥有大量高质量数据的知名机构，包括全球交易所、做市商和贸易公司。一些最知名的名字包括 Cboe、Jane Street、Optiver、Binance、OKX、QCP Capital、Two Sigma、Wintermute 和 CMS。目前网络中有超过100个数据提供商。

所有这些数据提供商都是第一方来源：他们创建并因此拥有他们贡献的价格数据，因为他们要么是接收订单的交易场所（交易者打算交易的价格），要么就是交易者本身（并以指定价格执行交易）。在Reporter Network中，节点必须从其他中间商或第一方来源抓取或购买数据；这使它们成为第三方来源。

第一方数据意味着数据质量和网络安全的保证。所有数据提供者对任何 Pyth 数据源的贡献意味着各个数据源可以对其输入的质量负责。此外，这些数据提供商的声誉，以及他们所知道的恶意攻击会对他们的整体业务产生不利影响。这是针对传统预言机攻击媒介的强大且额外的威慑层。

还有一个明显的点是，这些机构拥有的数据质量比简单的网络抓取或从公共聚合商和服务提供商收集的数据要高得多。此外，由于这些数据源是其数据的所有者，因此可以将数据分发到区块链应用程序而无需担心知识产权问题。

深入探讨：Pyth 的工作原理

Pyth 网络协议允许第一方数据提供商在链上发布其专有的价格信息以供公众使用。

该协议是这三方之间的交互：

1. 数据提供商：信誉良好的机构直接向Pyth链上预言机程序提交价格数据。对于任何喂价产品（例如 BTC/USD），都有多个提供商对其进行发布，以确保准确性和稳健性。
2. Pyth Oracle 程序： Pyth oracle 程序在 Pythnet 应用链上运行。该程序安全、透明地聚合提交的数据以产生聚合输出。
3. 用户： Pyth 的数据用户消费聚合价格数据。用户通常是去中心化应用程序，例如 Synthetix、Aevo 或 Ethena。

Pythnet 应用链

2022 年 8 月，Pyth Network 发布了 Pythnet，这是一个特定于应用程序的区块链，它使 Pyth 数据能够通过 虫洞桥 聚合并共享到其他链。

Pythnet 基于 Solana 技术构建，但最终与 Solana 主网分离。数据提供者将数据提交给Pythnet进行聚合；借助 Wormhole，总价格输出可以达到 20 多个区块链。这种架构选择带来了令人难以置信的可扩展性优势。

Pyth 网络上推出的新价格源可立即在所有 20 多个 Pyth 支持的区块链上使用。这对于希望将应用程序扩展到新区块链的构建者来说是有利的，同时提供与原始区块链相同的市场作为资产支持。

此外，Pyth 独特的架构使其能够快速部署到 Wormhole 支持的新网络上——大约每月一个新网络的部署速度。相比之下，竞争的预言机网络经常遭受技术延迟的困扰，从而限制了它们向新网络的扩展。例如，一个预言机网络自最初宣布以来花了两年时间才在 Solana 上推出。

拉，不要推

Pyth Network 在“拉动”预言机模型上运行，用户可以主动请求或将所需的数据从 Pyth“拉动”到其本机区块链环境。

相比之下，传统的预言机解决方案采用“推送”模型，即使没有人使用这些价格更新，价格数据也会以设定的频率自动“推送”到链上。

Pyth pull oracle设计带来以下好处：

• 高更新频率： Pyth 价格源更新速度超过每秒一次，比大多数区块时间更快。如果每个价格都必须推到链上，那么如此频繁的更新是不可能的。
• 低延迟：用户可以依赖最近拉取的价格，而不是被迫依赖最后推送的价格。
• 可靠性：在市场波动期间，推送更新可能会与其他交易竞争网络带宽。 Pyth 的拉取更新被纳入用户的有价值的交易本身。
• 可扩展性： Pyth 可以扩展到数千个新的价格源，而无需增加 Gas 成本。仅当用户拉取数据时才会产生成本。

好处列表很广泛，但很明显，pull oracle（按需更新）模型带来了 DeFi 未来所需的可扩展性好处。

解决问题

尽管 Pyth 已被证明能够持续向 20 多个区块链网络提供高质量数据，但不断出现的批评指出，由于依赖机构数据源，所描述的架构可能过于中心化。

值得注意的是，Pyth 使用各种各样的数据提供者，这意味着任何给定数据提供者的失败都会对任何价格反馈产生最小的影响。为了操纵价格信息，大多数贡献数据提供商必须是错误的。 白皮书更详细地讨论了网络针对数据提供商串通行为的弹性。

虽然 Pyth Network 依赖“可信”机构是一个有效的观察，但 Pyth 的方法为 DeFi 带来了重大优势，同时防止了预言机操纵或数据源串通。 Pyth 贡献者继续倡导预言机解决方案在性能、安全性和去中心化方面继续创新和改进——实现这种平衡并非易事——贡献者希望继续引领这一举措。

前进的道路

喂价预言机是 DeFi 的支柱，负责提供准确、及时的数据，使关键任务应用程序能够安全、准确地进行交易、保护和转移价值。过去的设计都是建立在这样的前提上的：可以激励中间节点以去信任的方式收集和同意公共信息，并提交汇总结果。这种方法有其优点，但也存在一些权衡，例如传输延迟、不透明的数据来源、对分发权的担忧以及对预言机网络扩展能力的总体限制。