去中心化預(yù)言機(jī)項目Chainlink的工作原理解析

本文我們來從技術(shù)上簡述一下Chainlink的基本原理。如果用最短的一句話解釋什么是Chainlink，可以說Chainlink一個去中心化的預(yù)言機(jī)項目，所以為了理解Chainlink的工作原理，我們首先要明白什么是預(yù)言機(jī)。

預(yù)言機(jī)

預(yù)言機(jī)的英文為Oracle，和著名的數(shù)據(jù)庫服務(wù)提供商Oracle（甲骨文）重名，但是兩者除了名字相同以為并沒有任何關(guān)系。

Oracle這個單詞是什么意思，下面是我在vocabulary.com上查到的Oracle的含義：

Back in ancient times， an oracle was someone who offered advice or a prophecy thought to have come directly from a divine source. In modern usage， any good source of information can be called an oracle.

中文的大概意思是：在古代，oracle是一個提出建議或預(yù)言的人，他的建議或預(yù)言被認(rèn)為是直接來自于神。在現(xiàn)代用法中，任何好的信息來源都可以稱為oracle。

這樣就不難理解了，Oracle傳達(dá)了萬能全知的神的旨意，而甲骨文最初就是用來占卜吉兇時的記錄，也在當(dāng)時也被認(rèn)為是神諭，傳達(dá)了神的意思。說以不管是“預(yù)言機(jī)”還是“甲骨文”都表達(dá)了“信息源”的意思。

計算機(jī)領(lǐng)域內(nèi)的預(yù)言機(jī)一詞，最早是圖靈提出的。圖靈在圖靈機(jī)（Turing Machine）的基礎(chǔ)上，加入了一個稱為預(yù)言者（oracle）的黑盒，組成了預(yù)言機(jī)（Oracle Machine）。所謂預(yù)言者，是一個可以回答特定問題集合的實體。即它可以向圖靈機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部輸入信息，幫助圖靈機(jī)完成運(yùn)算。以太坊的智能合約是“圖靈完備（Turing Complete）”的，某種意義上可以看做一個圖靈機(jī)，所以以太坊的設(shè)計者借鑒這個概念，把向“圖靈完備的智能合約”這個圖靈機(jī)輸入信息的也被稱為預(yù)言機(jī)oracle。所以說“預(yù)言機(jī)”這個名字并不是區(qū)塊鏈技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的獨創(chuàng)概念，它來源于非常早期的計算機(jī)抽象設(shè)計，在密碼學(xué)等領(lǐng)域內(nèi)也都有類似的概念。

而在區(qū)塊鏈領(lǐng)域，預(yù)言機(jī)被認(rèn)為是可以為智能合約提供外部數(shù)據(jù)源的系統(tǒng)。從傳統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)方面來看，預(yù)言機(jī)是連接智能合約與區(qū)塊鏈外部世界的中間件（middleware），是區(qū)塊鏈重要的基礎(chǔ)設(shè)施，它的作用是為區(qū)塊鏈上的智能合約（Smart Contract）提供數(shù)據(jù)信息的。

正如以太坊的定義，區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€交易驅(qū)動的狀態(tài)機(jī)（a transaction-based state machine），它能做的事情非常簡單，就是通過向區(qū)塊鏈提交事務(wù)/交易（transaction），來將區(qū)塊鏈從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另一個狀態(tài)。為了保持共識，EVM的執(zhí)行過程必須完全確定，并且僅基于以太坊狀態(tài)和簽名交易的共享上下文。這產(chǎn)生了兩個特別重要的后果：一個是EVM和智能合約沒有內(nèi)在的隨機(jī)性來源；另一個是外部數(shù)據(jù)只能作為交易的數(shù)據(jù)載荷引入。用通俗的話講，區(qū)塊鏈沒有主動獲取數(shù)據(jù)的能力，它能用的只有區(qū)塊鏈自己本身的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的缺失導(dǎo)致智能合約的應(yīng)用范圍非常少，目前大部分的應(yīng)用都是圍繞著token來展開的。

區(qū)塊鏈的確定性的意思是，在任何節(jié)點上，只要連入到區(qū)塊鏈的分布式網(wǎng)絡(luò)中，它就可以同步所有的歷史區(qū)塊，回放出一套完全相同的賬本。換句話說：在沒有互聯(lián)網(wǎng)連接的情況下，給定完整的塊，節(jié)點必須能夠從頭開始重新創(chuàng)建區(qū)塊鏈的最終狀態(tài)。如果賬本在形成過程中，依賴于某個外部的API調(diào)用結(jié)果，那在不同時間不同環(huán)境下回放的結(jié)果就會不一樣。這種情況是區(qū)塊鏈所不允許的，所以區(qū)塊鏈在設(shè)計之初就沒有網(wǎng)絡(luò)調(diào)用。

那么要實現(xiàn)向區(qū)塊鏈提供數(shù)據(jù)，應(yīng)該怎么做呢？區(qū)塊鏈能留下的只有賬本，而區(qū)塊鏈所能輸入的只有交易。我們就從這兩個方面入手。

幾乎每一個合約系統(tǒng)，都會有事件記錄的功能，比如以太坊中的EventLog功能。

下面我們通過一個例子，來介紹一下預(yù)言機(jī)的基本原理。我們在以太坊鏈上建立一個用戶合約，它需要獲取到某個城市的氣溫數(shù)據(jù)。當(dāng)然，智能合約自己是無法獲取到這個發(fā)生于鏈下真實世界中的數(shù)據(jù)信息的，需要借助預(yù)言機(jī)來實現(xiàn)。智能合約將需要獲取天氣溫度的的城市寫入到EventLog中，鏈下我們會啟動一個進(jìn)程，監(jiān)聽并訂閱這個事件日志，獲取到智能合約的請求之后，將指定城市的溫度，通過提交transaction的方式，調(diào)用合約中的回填方法，提交到智能合約中。