了解defi价格预测机

什么是预言机？

预言机是现实世界（离线）服务和区块链（在线）协议之间的桥梁。预言机检索链下的数据并将数据发布到区块链以供智能合约使用。他们还将智能合约中的信息和指令转发给链下的外部系统。此外，预言机必须能够提供准确的数据和抵制操纵。

理想的预言机应具有以下特点：

1高水平的准确性-价格预测机应准确反映当前的数据。

2反操纵-预言机应该能够抵制操纵。

3及时性-预言机价格数据应及时提供，最好是每个区块。

4去中心化-预言机价格应该在没有访问权限的去中心化系统中进行验证。

链上预言机与链下预言机

前者的价格来源于链上源头（如Uniswap），后者的价格来源于链外源头。此外，预言机还可以进一步分为中心化式和去中心化两种，前者的数据由单个操作符（如compound）验证，后者的数据由独立操作符（如makerdao）验证。

链外或链上预言机各有优缺点。链式预言机的主要问题是易于操作。例如，链上的预言机可以与flash loan结合使用，以利用该协议，例如harvest Finance（2020年10月）、yvave（2020年7月）和BZX（2020年2月）上发生的安全事件。这些漏洞导致在许多协议中集成了链外或混合价格的预言机，以降低预言机被操纵的可能性。

顶级以太坊WiFi预言机分类

这一类包括DeFi中使用最广泛的协议和预言机。谢琳达在她的GitHub上对DeFi预言机有更深入的分类。单击此处查看。

Chainlink 预言机（混合去中心化）

Chainlink使用一个去中心化的预言机网络，该网络至少由七个独立的节点操作符组成。节点操作员负责检索链下的数据并反馈到请求的智能合约。节点操作符以两种方式提供数据。首先，当节点操作符是独立于数据源的实体时，它将通过chainlink标准API模提供数据。节点操作符提供的价格由链上的fluxaggregator聚合为单个响应，并用于更新链上的价格参考源。当价格和链之间的偏差超过合同偏差阈值或伴随基于时间的最小更新（心跳阈值）时，将发生这些更新。第二种模式是原始签名数据模，当数据提供者（如Kaiko）在其自己的节点上操作时发生。所提供的数据将使用唯一的私钥进行签名，并直接传递给智能合约，以便数据馈送能够抵抗巫术攻击。此外，每个节点运营商提交来自公共广播的数据，节点可以根据其信誉进行评估。有时也被称为quot;，它通过透明实现安全性。

Makerdao V2 预言机（链下中心化）

maker协议使用price 预言机 medianizer来确定何时清算资金，并计算特定资金可以产生多少Dai。每个预言机都会为单个资产生成一个参考价格。预言机从个人和组织提供的独立feed接收数据。

Makerdao V2使用一些白名单地址作为数据源。每个feed都使用一个名为Setzer的工具从一组交易所中提取中间价。中间价被推送到安全的skuttlebutt网络，然后聚合价格数据并将报告的中间价发送给mediator。如果新的参考价格大于源价格的1%，或者上一次价格更新是在6小时前，medianizer将公布报告的中间价作为参考价格。参考价格将由预言机安全模块延迟，然后再由其他Maker智能合约使用。

此外，medianizer控制白名单提要的添加或删除，这由MKR持有者投票决定。每个feed都可以配置Setzer并从它选择的任何交换中提取数据。中介合同还设置了参考价格验证所需的有效提要的最小数量。由于MKR对mediator的投票控制，理论上有51%的攻击可以操纵预言机。

此前，makerdao的价格预测机器在2020年3月12日的黑色星期四期间出现故障，原因是medianizer由于高昂的汽油费而无法及时更新价格。同一天，ETH下跌了43%，当makerdao的价格预言机终于能够更新价格时，巨大的价格变化导致了大规模的清算，整个资金池被清空。有关详细信息，请参见glassnode的报告。

Uniswap V3 预言机（中心化在链上）

Uniswap V2试图通过使用时间加权平均价格（twap）来消除对V2价格的操纵。在任何交易发生之前，前一个区块的最后一个交易价格记录在区块的开头。块末尾的累积价格，即每秒Uniswap价格的总和，将添加到块末尾，以便用户可以计算出准确的twap。twap增加了操作成本，因为它随Uniswap的流动性和twap的长度线性增加。

Uniswap V3预计将于5月5日针对以太坊发布，5月12日针对Optimism者发布。该团队声称将使用与V2相同的时间加权平均定价（twap）预言机，并进行以下升级：

累加器检查点是内部的，允许外部契约计算链中最新的twap，而不存储以前的累加器值。

V3跟踪用户计算几何平均twap的对数价格和，V2跟踪算术平均twap的累积价格和。

流动性累加器也将被跟踪，因此用户可以决定哪个池具有最可靠的twap。

Uniswap V3用户可以调用累积器，取T1和T2的值，通过以下公式计算加权几何平均价格。

twap的新改进使得移动平均的计算更便宜，可以用于离群点分析。此外，流动性累加器还允许智能合约根据其流动性来确定哪个预言机是可信的。这将减少Uniswap价格的波动性，并减少错误定价。

复合预言机（混合中心化）

复合使用混合的链外和链上的价格来源作为它的预言机。授权价格来源（quot;报道员quot;）可以是中心化交易所、DeFi协议、应用程序和OTC平台。聚合器合同从报告者处接收价格，并在计算中间值之前对其进行验证。然后，中位数被释放到复合市场。聚合器的验证逻辑是检查新价格是否在锚合同提供的上下锚价格范围内。如果新价格超出这些限制，新价格将被丢弃，参考价格将不会更新。复合保持器控制设置，还可以更改聚合器参数。他们可以更新价格所需的最少记者人数，确定合同的地址，并确定上下限的容差。复合持有人还可以确定抵押品系数，预言机的来源，并调整任何利率模式。

Synthetix 预言机（中心化在链上）

截至2020年9月，synthetix已经将其所有价格预测机器转移到了供应链上。Synthetix的产品包括外汇、商品、指数和加密货币。反向合成合同的价格是通过quot;长quot;合同计算的。指数的价格在链外由chainlink计算，然后在链上发布。由于chainlink的更新仅每6小时发生一次或价格变化的1%，因此synthetix合同在更新其预言机时可能会受到影响。为了解决这个问题，synthetix创建了一个队列机制。只有在预言机更新价格之后，Synth交换才会发生。系统交换被放置在具有当前块高的队列中，任何人都可以随时处理。但是，队列中的exchange仅在预言机首次更新其源和目标时运行，从而消除了提前运行的可能性。

Coinbase 预言机（链下中心化）

Coinbase price 预言机使用Coinbase Pro API作为价格数据源。任何人都可以在链上发布价格，因为数据是用CoinBase的私钥签名的。用户可以使用CoinBase的公钥来验证数据的真实性。此外，CoinBase还实现了一个链外过滤器，以过滤出偏离预期价格波动范围的极端数据点。它还使用复合开放式预言机；锚39；作为链上检验的合同。如果预言机的价格与锚定价格相差太远，它将被拒绝，不会被推到区块链上。

Compound使用CoinBase的price-预言机作为查看合同的报告者。Uniswap确定了CoinBase的价格，以产生强大的数据源。

如何在DeFi中使用预言机？

尽管预言机在DeFi中的主要用途与贷款协议的结算有关，但price 预言机还有其他几种用途

1抵押物不足的贷款清算——贷款协议（即Maker、复合物、奶油和AAVE）依赖price 预言机来决定何时清算用户的贷款。如果用户的抵押品低于某个阈值，则可以清除该帐户。

2衍生品定价：衍生品平台（synthetix、perpetual和hegic）使用预言机计算加密资产的价值，包括期权、期货和合成资产。

3索引定价-索引平台（如set）使用预言机检索索引组件的价格。

4保险协议——保险协议（如nexus mutual）在向区块链报告和发布索赔之前使用预言机验证索赔。

5预测市场-去中心化的预测市场（即August和gnosis）依赖预言机解决链外事件。

超越以太坊预言机

除了上述以太坊解决方案之外，还有其他预言机解决方案。Julien Thevenard和Nikolaos kostopoulos在各自的文章中回顾了其他几个区块链预言机机器。以下是本报告范围之外的其他区块链预言机的简要概述。

结论

每个预言机，无论是链上还是链下，都有自己的长处和短处。以太坊的预言机价格是否会再次遭遇“黑色星期四”崩盘仍有待确定。在评估预言机时，记住以下攻击向量可能会有所帮助：

151%攻击：如果一个实体拥有或一个组串通控制大多数节点？届时，这些实体可以控制哪些价格信息被使用，哪些数据被视为绝对真理。

2镜像攻击：预言机节点能否与其控制的其他节点共享数据？虚假信息像电话游戏一样容易传播。

3数据篡改：预言机是否从可信来源接收数据？外部数据提供者可能发送被操纵或不正确的数据。

4活动问题：预言机或节点是否及时将数据推送到链中？预言机或node的更新可能会有意无意地停止，这将对依赖它们的智能合约产生破坏性影响。

随着加密协议的不断发展，链上和链下精确数据的重要性也越来越高。此外，随着这些非接入协议与外部系统、物联网设备等软件的进一步融合，向区块链网络准确传递外部数据的需求将受到极大关注。不同的用例可能需要特定的预言机设计，协议或公司需要基于上述权衡选择特定的解决方案。