如何解決智能合約區(qū)塊鏈的圍墻花園問(wèn)題

“圍墻花園”并不是一個(gè)區(qū)塊鏈的專屬概念。Facebook、Twitter、微信、支付寶、甚至蘋(píng)果的iOS，當(dāng)今幾乎每一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭都在建立自己的圍墻花園。通過(guò)外部分享限制、生態(tài)搜索限制與小程序限制，大量用戶被綁定在某一個(gè)生態(tài)里。AppStore內(nèi)的開(kāi)發(fā)者被蘋(píng)果強(qiáng)迫抽成、百度里無(wú)法搜到微信10w+文章、在微信里分享一個(gè)淘寶鏈接也要使用非主流語(yǔ)言寫(xiě)成的“淘口令”。除了為自己生態(tài)鎖住流量、保證用戶信息的安全與內(nèi)容的質(zhì)量，這些花園的建立也讓目前的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境高度中心化。

而在以去中心化為己任的區(qū)塊鏈?zhǔn)澜?，“圍墻花園”問(wèn)題也是所有基于智能合約的區(qū)塊鏈都持續(xù)面臨的一個(gè)難題。簡(jiǎn)單而言，由于智能合約的作用范圍僅限于所在的區(qū)塊鏈，這使得智能合約無(wú)法與區(qū)塊鏈之外的其他實(shí)體進(jìn)行交互。

雖然這一問(wèn)題在NEO3中可以通過(guò)引入運(yùn)行在共識(shí)節(jié)點(diǎn)上的Oracle預(yù)言機(jī)得到緩解，這允許NEO區(qū)塊鏈獲取外部數(shù)據(jù)，但要想完全實(shí)現(xiàn)與外部數(shù)據(jù)交互仍然是不可能的。事實(shí)證明智能合約無(wú)法操作任何私有信息、保存私鑰或主動(dòng)觸發(fā)鏈外的操作。

由于智能合約的運(yùn)行會(huì)受到這些嚴(yán)重的限制，那么需要這些功能的區(qū)塊鏈解決方案又該如何避開(kāi)這個(gè)問(wèn)題呢？

一種解決方案是使用預(yù)言機(jī)，這是一種可信的服務(wù)器，可保存私有數(shù)據(jù)、密鑰或憑據(jù)，并監(jiān)聽(tīng)來(lái)自智能合約的事件，在觸發(fā)這些事件時(shí)執(zhí)行相應(yīng)的操作，從而可承擔(dān)智能合約的部分功能。當(dāng)然，這個(gè)解決方案需要信任這樣的服務(wù)器，這會(huì)失去在公鏈上構(gòu)建項(xiàng)目所具備的去信任的屬性。

康奈爾大學(xué)的研究所創(chuàng)新性地提出了一個(gè)更好的解決方案，即在可信執(zhí)行環(huán)境（TEEs）中運(yùn)行預(yù)言機(jī)，TEEs是嵌入到CPU中的硬件系統(tǒng)，在其中運(yùn)行的程序是完全相互隔離的，使得其他部分的CPU或計(jì)算機(jī)不可能改變其狀態(tài)或篡改內(nèi)部運(yùn)行的代碼，因?yàn)橐磺卸际艿接布?jí)別的隔離保護(hù)。

然而，對(duì)于預(yù)言機(jī)而言，TEEs最重要的特性是，在TEE中創(chuàng)建代碼實(shí)例時(shí)，可以創(chuàng)建一個(gè)證明：用TEE的私鑰簽名的TEE狀態(tài)的哈希（包括TEE中的所有內(nèi)存和代碼）。然后，可以使用此證明向其他節(jié)點(diǎn)證明服務(wù)器正在運(yùn)行特定的代碼并處于特定的狀態(tài)，因此它將始終遵循該代碼（如果您提供了一個(gè)密碼，并且代碼中沒(méi)有任何發(fā)送該密碼的指令，則可以確保密碼不會(huì)被泄露）。

此外，由于所有與Intel SGX兼容的CPUs（實(shí)現(xiàn)了TEE）都有一個(gè)來(lái)自Intel的唯一私鑰，因此可以使用該私鑰來(lái)對(duì)所創(chuàng)建的證明進(jìn)行簽名，以便向任意實(shí)體證明代碼實(shí)際上是在TEE內(nèi)運(yùn)行的，確保服務(wù)器處于已知的狀態(tài)并且不會(huì)被篡改，從而可以隨時(shí)了解服務(wù)器的運(yùn)行過(guò)程。

此外，如果不能直接信任Intel的私鑰（Intel可能被黑客攻擊），可以不考慮這個(gè)假設(shè)，我們?nèi)钥梢园l(fā)現(xiàn)自己的系統(tǒng)比標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器需要更少的信任，因?yàn)橐坏┮粋€(gè)程序開(kāi)始在TEE中運(yùn)行，它就不能被篡改，因此我們只需要信任在創(chuàng)建預(yù)言機(jī)時(shí)運(yùn)行著預(yù)言機(jī)的實(shí)體，而不必持續(xù)信任它。有人也許會(huì)說(shuō)，這不能完全消除對(duì)Intel的信任，因?yàn)楫?dāng)我們假設(shè)Intel沒(méi)有在這些系統(tǒng)中留有任何硬件后門(mén)時(shí)，就是一種隱式的對(duì)Intel的信任，但這種信任可以通過(guò)使用多個(gè)TEE提供商（如AM）來(lái)消除， 例如AMD，ARM…

最后，需要注意的是，這些系統(tǒng)都不能完全和絕對(duì)地消除對(duì)運(yùn)作服務(wù)器的人員或組織的信任，因?yàn)檫@些實(shí)體仍然可以關(guān)閉TEE，或者，如果有足夠的資源的話，發(fā)起一次TEMPES攻擊*來(lái)泄露私有數(shù)據(jù)。通過(guò)在由不同實(shí)體托管的一組服務(wù)器之間進(jìn)行責(zé)任分配并使用閾值加密算法來(lái)保證密碼也同樣被分發(fā)，某種程度上可以減輕，但不能完全消除這些風(fēng)險(xiǎn)。