区块链与预言机：异同点

DEFINITION

区块链和预言机都是关键的 Web3 网络基础设施，它们在总体目的上有所不同，但可以结合起来创建高级混合智能合约。

区块链和预言机都是开发去中心化应用程序 (dApps) 的关键网络基础设施，并使用类似的安全方法，如密码学、去中心化共识和密码经济激励。但是，它们在网络架构、服务产品、节点组成和总体目的上也有所不同。这些差异是协同的，并结合起来形成混合智能合约——保留区块链安全假设，同时通过预言机实现广泛功能丰富的智能合约。

区块链 为运行防篡改计算并在不可变的账本上存储数据引入了新的后端基础设施。虽然最初用于创建和管理去中心化的货币形式，但区块链已经发展到可以支持 智能合约——具有条件逻辑的确定性程序（如果/当 x 事件发生时，触发 y 动作）。

就像互联网对计算机的价值一样，预言机 通过允许智能合约使用来自区块链外部（链下）的数据和计算来执行，从而开启了智能合约的全部潜力。这些 混合智能合约 为支持去中心化应用程序 (dApps) 提供了一个高级框架，其中区块链和预言机之间的相似性确保了端到端的去中心化，而它们结合的差异使得增强的连接性、可扩展性、隐私性和公平性成为可能，而不会牺牲底层安全模型。

混合智能合约结合链上和链下基础设施，用于高级去中心化应用程序。

以下文章将对区块链和预言机的目的和架构进行更深入、更细致的 بررسی，以及它们之间的相似之处、差异和协同作用。

比较区块链和预言机的目的和架构

在深入研究相似之处和差异之前，让我们根据区块链和预言机为 dApp 提供的角色，来定义它们的目的和通用架构。

区块链

区块链的核心目的是维护一个持久的分布式数据账本，通常由数字资产组成。区块链账本存储用户的账户余额和智能合约状态，并在确认新有效的交易时更新它们。区块链使用去中心化的矿工/验证者网络更新其账本，这些矿工/验证者以批处理的方式验证新的交易，称为区块，以获取经济奖励。验证规则被硬编码到矿工/验证者运行的软件客户端中，如果没有网络的大多数参与 硬分叉，则无法更改。

矿工/验证者朝着交易验证的共同目标努力，涉及二元（是/否）确认，其中必须满足几个基本条件：1) 私钥签名 与相应的公钥地址匹配，2) 用户的账户余额足以支付交易费用和 gas 费，以及 3) 用户的 nonce 在序列中是下一个。矿工/验证者参与所需的唯一资源是当前的软件客户端、足够高性能的硬件以及当前账本的副本——访问这些资源都不需要任何特殊权限。

这种通用架构展示了区块链的四个关键特征：

• 密码学真实性——新交易的验证基于验证账本中已经认为是真的并已公开的历史信息。
• 网络是单片的——所有节点作为一个整体一起工作，为区块链上的所有账户和应用程序提供单一的全球真理来源。
• 服务是标准化的——网络上有一组标准化的计算可供用户使用，所有节点执行相同的验证交易服务。
• 节点要求是通用的——运行一个节点涉及所有作业的相同资源（例如，计算能力），没有外部依赖性。

与当今“只是相信我们”的口头承诺相比，密码学真实性提供了一种卓越的真实性形式。

预言机

预言机的核心目的是推导关于链下数据、事件或计算有效性的真实性，然后将结果在链上中继。生成关于现实世界的外部真实性是复杂的，因为它涉及非确定性数据集，这些数据集本身无法仅使用密码学来验证。非确定性是一个具有不可控外部变量的过程，在预言机的情况下，依赖于可能改变其价值的数据，具体取决于查询的来源以及查询的时间。此类数据无法由区块链网络验证，因为数据的有效性不依赖于历史链上状态。

相反，从非确定性环境中生成真实性涉及在给定的预算、时间表和资源列表的情况下，对事物的外部状态创建统计上高度的信心。这就是区块链与预言机分离的原因，因为关于现实世界外部状态的异议可能导致区块链的共识失败，从而破坏在其上运行的所有 dApp，即使大多数 dApp 与特定预言机报告无关。异议也需要大量的治理开销，限制了潜在的预言机创新并增加了成本。

对于用户认为外部世界的真实性，以及他们分配给该真实性的信心以及他们用来验证它的方法，存在许多意见。例如，加密货币价格或外汇汇率具有非二元、范围限制的真实性概念，因为金融市场是连续的（与离散值相比），导致不同交易所、地理位置和计算方法之间存在不同的正确价格概念。

生成真实性的能力也可能受到某人可用资源的限制——免费的数据 API 可能不如人们付费访问的经过身份验证的数据 API 准确和可靠，而几个经过身份验证的 API 的聚合可能比仅一个 API 更可靠。资源可用性还扩展到用户是否可以访问信息，例如仅限于经过认证的用户的私有 IoT 网络和具有权限访问的企业后端系统。此外，需要考虑时间和货币价值如何影响外部状态验证的可靠性，例如，是需要实时验证还是发起后几天就足够了，以及外部数据是保护智能合约中价值 1 万美元还是 100 亿美元？不同的答案可能会导致不同的预言机设计。

因为在非确定性环境中没有单一的生成真实性的方法，所以预言机是用于获得 明确的真实性 的应用程序特定服务——所有相关方同意对解决他们的协议具有权威性的预定义的生成真实性的方法。精心设计的预言机的真正力量在于，它们可以以防篡改和自动化的方式生成关于外部状态的确定性真实性，并根据用户自己的信任假设、性能要求和预算进行定制。因此，Chainlink 支持各种 预言机网络定制技术 来获得明确的真实性，包括不同程度的去中心化、特定数据源和节点运营商的选择、不同级别的密码经济安全以及各种其他可调整的安全参数。

与区块链相比，像 Chainlink 这样的通用预言机网络的架构在几个方面有所不同：

• 明确的真实性——每个智能合约应用程序都明确定义了他们将如何从外部世界获得真实性以及超出这些范围的内容。
• 网络是异构的——预言机为应用程序执行特定作业，但并不作为具有交叉依赖关系的统一单片网络运行。
• 服务是多样化的——用户可以获得无限数量的预言机服务，节点在执行的作业数量和质量以及获得的收入方面各不相同。
• 节点要求各不相同——每个作业都有不同的要求，节点通过不同的基础设施、数据访问、声誉等来区分自己，从而竞争这些作业。

区块链和预言机设计的相似之处

虽然存在各种差异，但区块链和预言机都生成关于事物状态的真实性，并利用许多相同的安全技术。

开源代码

安全的区块链和预言机都是用开源代码编写的（通常在像 MIT 这样的许可许可下），提供对节点后端流程的透明性，并促进其网络的创新、迭代和正确性。

去中心化网络

去中心化预言机网络 (decentralized oracle networks, DONs) 采用了与区块链相同的概念，即由不同的实体组成的冗余计算，以生成服务的防篡改性、可用性和正确性。

密码学签名

区块链和 DON 中的节点都使用公钥/私钥密码学来签署他们广播的所有交易，以验证身份、证明所有权、建立不可否认性并创建透明性。

密码经济安全

这两个网络都使用经济激励来培养诚实的大多数共识，并阻止单个节点和整个网络的恶意活动。节点因诚实的工作而获得奖励，并因直接或间接的恶意活动而受到惩罚。

区块链和预言机具有相似的属性，如开源代码、去中心化网络、密码学签名和密码经济安全。

区块链和预言机设计的差异

不太为人所知的是区块链和预言机之间的差异，这是理解为什么在混合智能合约中结合两者时协同作用成为可能的关键。

密码学真实性与明确的真实性

区块链是有意隔离的网络，具有基于完全已知、可验证和可访问变量的内部真实性来源。由于来自创世区块的每个交易都经过密码学签名，因此每个公共地址都有一个可公开审计的交易历史。因此，每个需要验证的新交易都只需浏览公共地址的交易历史，以验证他们是否已积累足够的资金来支付交易。从这个意义上讲，真实性是基于具有特定区块链内密码学验证来源的信息，称为密码学真实性。

预言机的任务是从具有未知变量的非确定性环境中创建真实性。预言机不将区块链的共识置于风险之中，而是用于创建应用程序定义为足够的隔离的真实性集。明确的真实性并非旨在为所有应用程序保持全局状态，而是为了证明预言机完全按照其创建者的意图执行。在密码学真实性的基础上，明确的真实性使用区块链的公钥/私钥密码学来确保链下预言机计算的不可否认性和透明性。明确的真实性还依赖于区块链来建立基于预言机网络性能的奖励和惩罚系统，从而创建确定性结果。最终结果是一种高度可配置的方式来生成关于世界的真实性，并具有强大的密码学保证，它将按预期执行。

明确的真实性使用区块链的密码学真实性作为基础，以实现具有强大安全保证的高度可配置的真实性。

拥有生成关于外部世界的明确的真实性的方法，使 dApp 能够克服 预言机问题，因为它们可以将预言机网络配置为自己的信任假设。虽然用户可能对他们认为值得信赖的预言机网络有所不同——这将取决于用例、风险价值和生成方法等变量——但许多标准框架已经出现。例如，Chainlink 价格feed 是 DON，已成为价格数据明确的真实性的行业标准，DeFi 行业已经广泛信任它们来保护大量的链上价值。

单片与异构网络架构

由于密码学真实性和明确的真实性具有不同的作用，因此区块链和通用预言机网络具有不同的底层架构。区块链管理需要全局可访问的单一内部真实性来源，因此它使用单片网络来维护。网络中的所有区块链节点聚集在一起，为一个特定的奖励执行一个标准化的作业集——在大致标准化的时间间隔内创建有效的区块，以赚取区块奖励和用户费用。没有不同作业的并行处理；即，分片是相同作业类型的并行处理，而不是不同的作业类型。正是这种有目的的专业化使区块链在其特定的交易验证计算中非常安全和可靠，但它也是使其功能非常有限的特征。

预言机可以接收无限数量的各种请求，以生成关于任何真实世界事件、数据点或计算的明确的真实性。每个预言机请求都有与之相关的不同成本和奖励，具体取决于验证的难度和用户想要的确定程度。预言机请求还可以跨越许多不同的区块链，并且可能涉及私有付费墙或法律障碍背后的数据和服务，只有某些具有权限的节点才能访问这些数据和服务。

从技术、法律和财务的角度来看，作业成本、质量和要求的多样化使得单个节点网络几乎不可能访问服务于网络上发出的所有预言机请求所需的所有外部资源，并维护所有用户所需的独特安全保证。单个网络不仅会消除满足某些涉及授权资源的预言机作业的可能性，而且考虑到服务所有作业所需的巨大资源，每个作业可以获得的去中心化程度也会非常低。因此，遵循单片设计的预言机网络必须针对节点中的最低公分母进行优化，从而最大程度地减少灵活性和数据访问，从而大大减少可供用户的服务和质量。

正是出于这个原因，Chainlink 采用了异构网络设计，其中无限数量的节点和 DON 可以并行执行各种作业，而无需交叉依赖性。这是服务所有预言机用例的唯一方法，因为不同的作业沿着自己的时间表同时提供服务。Chainlink 的异构架构为混合智能合约开辟了各种各样的服务，如数据传输、数据聚合、数据签名、链下计算、隐私生成、交易自动化、可验证随机性、L2 验证、跨链通信、链下支付等等。更重要的是，Chainlink 预言机可以直接由原始数据/服务提供商运行，也可以外包给专业的预言机节点运营商，如传统企业，从而为混合智能合约开发人员创造了广泛的灵活性。

单片区块链充当维护单一共享真实性来源的单一网络。异构预言机网络是网络的网络，同时为各种用例和信任假设提供许多用户定义的明确的真实性来源。

标准与不同的服务质量和节点要求

网络架构的变化导致区块链和预言机网络在服务质量和运行它们的节点的要求方面存在差异。区块链在二元验证框架内提供标准化服务，导致节点质量几乎没有偏差（注意：PoS 区块链往往在节点正常运行时间方面存在非常小的差异，并且通常具有预设的抵押金额）。作业规范的标准化还意味着每个区块链节点都可以使用一种硬件设置来执行网络上的所有作业。由于节点质量几乎没有差异，因此区块链主要通过简单地添加更多独立节点来增强女巫攻击抵抗力，从而在网络级别扩展。

预言机网络的不同之处在于，它们不提供标准的服务列表，从而造成了单个预言机节点和整个 DON 的性能质量差异。节点中的差异意味着 DON 的质量不能通过简单地添加更多节点或允许任何人运行节点来保证提高。DON 中的免许可去中心化实际上可能会降低数据质量和安全性，以及导致用户的不确定服务保证和节点运营商的不稳定收入保证。尝试使用此模型的预言机通常具有较弱的数据质量保证、有限的预言机服务选择、更新之间的时间延迟较大和/或女巫攻击漏洞——使其对大多数预言机用例不实用。

克服预言机网络中的质量差异需要建立 声誉框架 和 市场，用户可以在其中根据他们认为重要的指标评估单个节点和 DON 的质量。节点运营商可以在市场上列出自己，并通过提供有关其链上作业历史、数据资源连接、支持的预言机服务、真实身份、地理位置和基础设施设置详细信息的信息来脱颖而出。声誉系统还可以通过跟踪节点的链上性能（如它们的平均响应延迟、平均响应偏差和服务的作业）以及跟踪整个 DON 的性能来帮助过滤节点质量。

免许可 Chainlink 市场为节点运营商提供了一个社区资源，以向用户高亮显示其声誉、基础设施和性能历史。

声誉系统和市场使户户能够就如何为自己的明确真实性创建用户定义的 Schelling 点做出明智的决策。他们可以通过为更高质量的数据源、更有信誉的节点、更快的更新频率、节点和数据源的更多去中心化、更有效的聚合方法、更分布式的基础设施设置、包含最小信任硬件、可选断路器、软件客户端多样性、零知识证明等付费来提高他们安全保证。他们的 DON 也不必是静态的，它们可以随时向上或向下扩展以提高其稳健性或降低成本。当一组独立的付费用户共享和集体资助 DON 时，DON 也可以变得更加强大，其中每个额外的用户都会增加 DON 的安全预算，从而降低所有现有和未来用户的成本。今天可以在 Chainlink 价格feed中看到这种共享使用和资金模型。

区块链 + 预言机 = 高级混合智能合约

区块链和预言机的重叠相似之处，加上它们的不同优势，使混合智能合约的全部潜力得以实现。区块链作为隔离和标准化的计算网络非常有价值，具有有限的攻击面和极高的防篡改、抗审查、可用性、不变性和正确性。这些特性使区块链成为强大的数字资产账本、不可变的数据存储网络和最终结算层。

或者，预言机作为一种高度灵活、可扩展且低成本的计算基质非常有价值，用于执行智能合约由于技术、财务或隐私限制而无法在其底层区块链上获得的所有服务。可以通过分层多种安全技术并微调每种安全技术来扩展预言机安全性，以便预言机服务达到与用户的信任假设相符的可靠性水平。

Chainlink 网络提供广泛的去中心化服务，为在众多区块链网络上运行的混合智能合约提供支持。

结合这两种技术，开启了去中心化应用程序开发的圣杯——混合智能合约基础设施，它结合了最小信任的资产托管和最终结算，以及高吞吐量计算和补充附加组件，如外部连接、隐私、公平排序、交易自动化、可验证随机性等等。混合智能合约是区块链应用程序开发下一个飞跃的基础，在这种开发中，真实性可以扩展到更广泛的外部环境，并进行定制以满足更广泛的用户和用例的需求。只有通过建立在真实性而不是信任之上的世界，社会才能朝着更公平的社会和经济体系迈进。

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