一文了解区块链预言机的前世今生

预言机是DeFi的基础设施，预言机的发展离不开区块链的发展，在比特币时代，大家对区块链概念没有清晰的认识，而且比特币不是图灵完备的区块链系统，在上面没有复杂的应用。进入以太坊时代，由于EVM的可编程，链上开始出现一些简单功能的Dapp，以太坊爱好者们在构建复杂的应用时遇到了一个问题，以太坊无法获取外部世界的数据，链上只存在一些交易、区块、收据相关的信息，需要通过单独的交易将链下信息记录到链上，为了得到公允的数据，引入了多方提交的机制，这是最早的预言机雏形。共识机制也在不断创新，起初区块链系统里面只有POW挖矿算法，在以太坊中有了POA和POW，17年6月份后EOS带着DPOS的区块链操作系统开启了长达一年的爱西欧， 在牛熊转换间COSMOS和波卡开始了长袖善舞，COSMOS通过强大的技术实力在19年获得了足够的关注，很多项目基于COSMOS SDK开发，比较知名的有币安Dex和Ok链，19年后波卡的热度开始起来，很多项目开始Substrate构建。现在已记不清楚17年在以太坊上的预言机项目，只记得菩提和天算是做预测市场，当归类这些项目时，我们发现在以太坊上的预言机都是寄生类的预言机，而在COSMOS或是Polkadot上搭建的预言机都拥有独立的区块链网络。

寄生预言机

对寄生的理解还停留在高中生物课的课本里，低等真核生物由于缺乏自身生长所需的环境需要生活在宿主细胞中，这里的真核生物就是一种寄生的表现。回到区块链网络中，每一个Dapp都是寄生在宿主区块链网络中的，这样能带来很多好处，无需运行节点，不需要深入了解区块链原理，对挖矿，P2P网络,POS机制可以简单涉猎， 只需要了解合约开发语言，学习一下区块链接口即可快速开发出一个应用，这也是去年DeFi热的时候，几乎每天都会制造出很多空气项目。

寄生带来的影响

虽然Dapp的开发速度很快，然而如果宿主链不健康，上面的Dapp的功能也会收到影响，特别明显的是现在以太坊网络的高GAS费，想必很多项目都不想在GAS费高的情况下去获取链上的资产价格，这个严重阻滞了DeFi和预言机的发展，而且由于区块链的GAS费机制问题，无法构造出复杂的应用，我们可以从ZK相关应用看的出来，在19年之前，想在以太坊上面构建ZK应用需要花费巨量GAS费，在以太坊伊斯坦布尔升级后，引入了 zk-SNARKs（零知识证明）技术，降低了某些运算所需的 gas 费，后面Loopring的ZkRollUp方案才慢慢得到应用，然而这是一个非常漫长的过程，需要从发起提案到最后矿工升级，以太坊的EIP1159和POW切换POS已经争论很长时间了。还有一个不是很明显的问题，当宿主上的业务量大的情况如去年312的时候，大量的交易没有矿工打包，一直无法得到处理，导致Chainlink发生长达6小时ETH/USD喂价故障，幸好这段时间内一切正常，如果遇到预言机攻击，将是灾难性的。

毫无疑问以太坊是目前发展最好的区块链平台，上面有很多的预言机应用，比较知名的有Chainlink，Nest和Api3。 Chainlink由于出色的PR和市值管理能力被大量项目方采纳，Nest是引入了市场博弈报价管理机制来保证价格的可靠，这些存在以太坊网络中的项目都面临着上面提到的问题，还有一个点需要强调一下，Nest中的矿工和以太坊POW中的矿工是两个概念，一个是提供报价的用户无需购买矿机，一个是通过不停的计算数学难题获取区块奖励的矿工。现在以太坊区块链网络中已经有MEV矿工可提取价值的问题，这是由于随着区块链网络的发展，算力越来越被集中到少数人的手中，而且大家都发现了矿工是可以看到链上交易的内容，对于DeFi可以通过抢跑交易而获利，目前尚不了解以上机制是否会对预言机造成影响，这些留待黑暗森林的黑客们去探索，可以明确的是多少会对预言机造成一定的影响。

预言机的分类

大家都知道预言机是连接链下和链上世界的桥梁，把链下价格喂到链上区块链系统里面，这应该是最简单的预言机定义，在深入一点可以提供多节点喂价。现在区块链预言机的解决方案层出不穷，如何界定之间的区别和联系呢。首先通过有无宿主可以对一批区块链进行分类， 也可从共识算法里面进行分类，共识算法大致可分为权威证明POA，委托权益DPOS，权益证明POS，POA一般是由几个机构组成，只有联盟内的成员可以更改区块链内的数据，机构更新的频次比较低。DPOS是委托权益证明，在区块链运营方获得区块奖励的同时可以让一些持币用户委托成节点运营商从而获得出块奖励，实现方式都是基于BFT的拜占庭共识来实现的，由于BFT需要密集的网络通讯导致DPOS的出块节点有一定的上限，从EOS和COSMOS的网络节点中可以看出这一点。POS是比较复杂的区块链网络，运行需要大量的节点运营商，节点运营商间通过随机选择算法抽签决定出块权，不需要BFT大量的通信数据，由于可以存在大量的节点，这让网络更加的公平和去中心化，在最新的以太坊2.0和波卡中，都提出了异步确认的概念，分别是Grandpa和Casper，通过出块和确认的分别，大大的提高了网络效率。

COSMOS SDK和Substrate的对比

Polkadot和Cosmos都提供了开发工具，分别称为Substrate和Cosmos SDK。它们的目的都是让开发人员能够轻松开始构建自己的区块链，包含各种即装即用的模块，比如Staking, 治理模块，抵押模块，惩罚机制, 身份验证模块等等。 Cosmos SDK将区块链拆分出了共识层（Tendermint 内核）、网络层和应用层（Cosmos SDK）,需要使用Go语言来编写。 两者之间的主要不同在于Cosmos SDK无内置虚拟机，而Substrate支持任何一种可以编译为WASM（Web Assembly）的语言，让开发人员有了更多的灵活性。Substrate利用Rust的特性，在共识插拔上做了很多努力。Cosmos SDK无法修改共识代码，只开放了有限的接口可以使用，像链上升级,Wasm合约，出块和敲定分离的机制在Cosmos中更是难以开发，而Substrate将AURA切到BABE，在业务代码不改的情况下很快就可以完成。Substrate在区块链开发工程化上做的是之前项目所不能比的，Substrate不仅支持WASM虚拟机，还兼容EVM合约引擎，这些目前都已上线可用，这是Substrate的优势。

Band和波卡预言机的对比

Band是Cosmos生态比较知名的预言机项目，使用了类似EOS的DPOS机制，目前波卡生态中比较知名的预言机项目有Ares Protocol，Kylin Network。Ares使用的Babe的随机POS机制。可以看出虽然都是多节点喂价，而采用的是Raft还是拜占庭机制带来的差异是千差万别，在拜占庭中又可以分为顺序出块同步拜占庭和随机出块异步拜占庭。

Ares官网是如此描述的: 基于Substrate框架构建，将矿工和报价者深度绑定，有效的解决矿工的MEV问题，采用波卡最新的Offchain Worker可以高效安全的将链下价格提交到链上，对于矿工的报价会采用Babe的随机抽签的方式来将价格提交到链上，保证节点无法窜谋，引入链上治理来惩罚恶意报价的矿工，Ares想实现一个没有中心结构，只有是对Ares架构感兴趣的节点都可以参与节点报价，在拜占庭的环境中首先要考虑节点作恶的情况，而通过代币惩罚的经济措施可以让节点诚实的报价，Ares还会引入Ink合约，支持链上生态的发展，通过免费的方式让合约开发者获取大量的链下资产，构建出复杂的DeFi应用。 通过以上分析我们大致可以看出预言机的发展过程，也期待波卡生态可以有更多预言机的项目。

1. https://www.bishijie.com/kuaixun/590546.html
2. https://zhuanlan.zhihu.com/p/92981093
3. https://www.sohu.com/a/368453374_117951
4. https://substrate.dev/docs/en/knowledgebase/runtime/