Блокчейн-оракулы — что это такое, как они работают и зачем нужны?

Что такое блокчейн-оракулы и зачем они нужны?

Сначала важно понять, почему появились оракулы, и какие проблемы они должны решать.

Оракулы — это компьютерные программы, которые связывают данные извне (за пределами блокчейна) с миром блокчейна (ончейн).

Технология блокчейна очень полезна. Но ее можно сравнить с компьютером без доступа в интернет. Блокчейн хранит данные в сети, но не может обрабатывать внешнюю информацию. Долгое время мы имели проблему совместимости разных блокчейнов. Сейчас с появлением смарт-контрактов и WEB3 блокчейн превращается в масштабную и прозрачную технологию, которая не имеет границ.

Теперь вспомним, что такое смарт-контракты. Это компьютерные программы, которые работают по протоколу блокчейна, автоматически выполняя заранее указанные действия при соблюдении оговоренных условий. Все действия в смарт-контрактах прослеживаются и их невозможно отменить. Смарт-контракты выполняются без участия третьей стороны. Их можно придумать для выполнения практически любого контракта.

Например, если вы покупаете дом за криптовалюту, то можете составить простой смарт-контракт на продажу. Это будет выглядеть примерно так: если лицо А отправит необходимую сумму лицу Б, документ о праве собственности будет передан от лица Б лицу А.

Когда условия смарт-контракта выполняются, он необратимо исполняется в соответствии с запрограммированными правилами. Таким образом исключается участие третьих лиц или посредников.

Но для того, чтобы смарт-контракты имели какое-либо реальное применение, они должны брать информацию из реального мира. В примере сделки с покупкой дома может понадобиться подтверждение нотариального акта или страховой фирмы. Поскольку блокчейны работают автономно, они не имеют доступ к такой информации. Именно здесь вступают в игру оракулы.

Оракулы предлагают способ взаимодействия блокчейна или смарт-контракта с внешними данными. Они действуют как API для мира за пределами блокчейна.

Есть много случаев, когда стороннюю информацию необходимо передать в закрытую систему блокчейна. Особенно, когда смарт-контракты связаны с реальными событиями. Крипто-оракулы могут искать, проверять и аутентифицировать внешние сведения, а затем передавать их в закрытую систему. Эти аутентифицированные данные затем используются для проверки смарт-контракта. Чтобы точно понять, как работают оракулы, приведем еще один пример.

Ваня и Саня поспорили, кто выиграет финал Лиги чемпионов. Ваня уверен, что «Реал», а Саня готов поставить на «Барселону». Они заключают пари, договариваются о сумме выигрыша и подписывают контракт. Свои деньги Ваня и Саня блокируют в смарт-контракте. Он выдаст приз победителю на основе результата матча. Но как смарт-контракт поймет, кто выиграл финальный матч? Именно оракул передаст ему эти сведения.

Оракул попросит доверенные API выяснить, какая команда выиграла, и отправит информацию смарт-контракту. Затем контракт начислит приз Ване или Сане, в зависимости от результата матча. Если бы не оракул, смарт-контракт не смог бы определить, кто победил.

Типы оракулов

Блокчейн-оракулы бывают разных видов:

• Входящие и исходящие;
• программные и аппаратные;
• человеческие и цифровые;
• централизованные и децентрализованные.

Давайте разбираться детальнее.

• Входящие оракулы. Оракулы контактируют с блокчейнами одним их двух способов: они могут отправлять данные в сеть или из нее. Входящие оракулы используются гораздо чаще. Они направляют в блокчейн данные о реальных событиях. Импортировать можно практически любую информацию — актуальная цена актива, погода, юридические документы, статистические данные и пр.
  • Пример использования входящих оракулов: «если актив достигнет цены Х, будет выставлен ордер на покупку».
• Исходящие оракулы. Как вы поняли, исходящий оракул информирует внешний мир, что произошло в блокчейне. К примеру, смарт-контракт можно запрограммировать так, чтобы он открывал смарт-замок в номере реального отеля, если компания получит платеж в криптовалюте на указанный адрес. Этот тип сценария уже используется некоторыми отельерами.
• Программные оракулы. Такие сервисы обрабатывают информацию из цифровых источников. Например, данные из веб-сайтов или серверов.
• Аппаратные оракулы. Аппаратные оракулы передают данные из реального мира. Так, они могут синхронизироваться с датчиками движения, камерами, термометрами, сканерами штрих-кода, умными весами и так далее.
• Человеческие и цифровые оракулы. Обычно оракулы взаимодействуют с программами и базами данных. Но давать информацию может и реальный человек, а затем преобразовывать это в смарт-контракт.

Централизованные оракулы и их риски

Централизованные оракулы подконтрольны единому провайдеру-владельцу. Он будет единственным поставщиком информации для смарт-контракта. И тут возникает вопрос доверия от участников контракта.

В централизованной системе мы имеем единую точку отказа, которая в теории угрожает безопасности смарт-контракта. Ведь если оракул попадет в руки мошенника, то и смарт-контракт будет под угрозой. Как мы упоминали ранее, точность и эффективность смарт-контрактов во многом зависит от качества данных, которые им предоставляются.

Первоначально смарт-контракты были придуманы для того, чтобы исключить риск посредников и контроль третьих лиц. Оракулы позволяют сторонам заключать контракты без посредника. Но если компания-разработчик контролирует большую долю рынка, то уже сам оракул превращается в посредника. В этом фундаментальная проблема централизации. Она не может обеспечивать адекватную безопасность и целостность.

Децентрализованные оракулы (Decentralized Oracle Network, DON)

Децентрализованные оракулы распределяют доверие между многими участниками сети. Они используют десятки различных источников данных и не контролируются одной организацией. Поэтому такие оракулы обеспечивают большую надежность и честность.

Самые популярные блокчейн-проекты работают как децентрализованные оракулы. Это сервисы Chainlink, Band Protocol, Augur и MakerDAO.

Chainlink – золотой стандарт DON-оракулов

Отраслевым стандартом в децентрализованных оракулах стал Chainlink. Этот проект решает сразу две проблемы – доступ к внешним данным и риски централизации.

Chainlink — это децентрализованная сеть оракулов, которая доставляет реальные данные в смарт-контракты. Она объединяет независимых операторов нод оракула и надежных провайдеров данных. Так мы получаем сквозную децентрализацию. То есть, по сути Chainlink не является единой системой. Он просто соединяет основные общественные и частные среды в единую структуру. Это можно сравнить с публичной библиотекой. Для оплаты услуг в сети используются нативные токены LINK .

Многие сервисы в экосистеме Chainlink имеют 3 уровня децентрализации — на уровне источника данных, отдельного оператора нод и уровня сети оракула. Это устраняет риск единой точки отказа. Такой многоуровневый подход защищает миллиарды долларов в экосистемах смарт-контрактов в DeFi.

Примеры использования оракулов

Оракулы в экосистеме блокчейна решают разные задачи. Вот самые яркие примеры юзкейсов.

1. DeFi. Сочетание смарт-контрактов и финансов открыло эру децентрализованных финансов (DeFi). Этим продуктам необходимо подключаться к точным источникам данных (например, к мониторингу цен или объемам торгов). Такую задачу берут на себя оракулы.
2. Страхование. Через оракул можно приобретать страховые продукты, а также оплачивать претензии. Известно, что махинации — самая большая проблема в страховании. Эту проблему можно решать через децентрализацию блокчейна и надежные оракулы. Сервисы фиксируют записи с камер наблюдения и спутниковых снимков, передают юридическую информацию, фиксируют условия и порядок выплат по страховому договору.
3. Логистика. Оракулы могут заменить в логистике привычные централизованные системы GPS. Они автоматически передают данные о доставке и оплату от контрагентов, проверяют документы, отслеживают отгрузки и многое другое.
4. Поддержание стабильности стейблкоина. Токен DAI от MakerDAO использует сеть из нескольких оракулов для постоянного мониторинга цены Ethereum. Зачем? Протокол должен непрерывно мониторить точную цену ETH, чтобы поддерживать стабильность курса. В зависимости от представленных данных MakerDAO консолидирует или ликвидирует свое обеспечение.
5. Динамические NFT. Оракулы-синоптики открыли новый вид динамических NFT. Такие токены могут менять внешний вид в зависимости от разных факторов (например, времени суток или погоды). Вычислительные оракулы помогают проектам присваивать арт-токенам рандомизированные признаки или выбирать в аирдропах случайных победителей.
6. Блокчейн-игры. Математические оракулы делают игровой процесс более непредсказуемым. Например, они отвечают за случайное выпадение лутбоксов или подбирают участников соревнований.

Оракулы остаются одним из ключевых строительных блоков для новой эры WEB3. Их нужно внедрять безопасно и вдумчиво, чтобы вся экосистема блокчейна могла свободно развиваться.

Надежность оракула — два алгоритма

Теперь поговорим о том, как оракул гарантирует свою надежность. Для этого есть два популярных способа: консенсус и сертификат TLSNotary.

Метод на основе консенсуса использует подтверждение от многих независимых валидаторов. Основная проблема в том, что такая система уязвима для Атаки Сивиллы. Взломать одного или нескольких участников консенсуса проще, чем скомпрометировать одного крупного валидатора, поскольку такая организация обычно имеет гораздо более серьезные меры безопасности.

Метод TLSNotary работает другим способом. Это криптографическое доказательство того, что данные, полученные из выбранного источника, передаются в смарт-контракт без изменений. Такое решение предложила компания The Oraclize. Пользователь сам выбирает источник, а TLSNotary доказывает, что оракул работает исправно.

Оракулы: плюсы и минусы

Представим себе такую ситуацию. Какой-то оракул или недобросовестная компания поставляла фейковые данные, но их разоблачили. Тогда перед обществом возникает дилемма: провести хардфорк и вернуться к той точке блокчейна, до которой был зафиксирован фейк, или оставить все как есть? На самом деле оба варианта не идеальны. Ведь они уничтожат доверие к системе.

Тем не менее, важность оракулов в технологии смарт-контрактов огромна. Без них невозможно развитие децентрализованных приложений (dApps). Они напрямую зависят от внешних данных, не связанных с блокчейном.

Оракулы служат мостом между смарт-контрактами и внешним миром, обогащая и развивая эту технологию. Вот почему они являются неотъемлемой частью индустрии WEB3.