區塊鏈預言機充當區塊鏈與外部世界之間的橋樑，讓智慧合約能夠獲得到鏈下數據。
預言機是一種第三方服務工具，用於獲取、驗證外部資訊並將其傳輸到運行在區塊鏈上的智能合約中。
它們透過提供一個與鏈下資料互動的機制，以執行有價值的任務和服務，從而擴展智能合約的功能。
如果沒有預言機，智能合約就會被限制在鏈上資料的世界中，而無法取得外部資訊。
舉一個基本的例子：Alice 和Bob 對一場賽馬進行下注，雙方玩家都可以將他們的資金鎖定在一個智能合約中，該智能合約將根據現實世界的比賽結果將資金發放給獲勝者。
雖然智能合約不能直接與外部世界進行交互，但一個第三方的預言機可以透過查詢一個可信的API 來檢索這場賽馬的結果，並將結果傳輸給智能合約，確定獲勝者，並讓合約能夠相應地分配資金。
預言機充當了外在世界和智能合約世界之間的橋樑。
請注意，預言機本身並不是資料來源，而是一個檢索、驗證外部資料並將其轉發給智能合約的工具。它們可以傳輸各種類型的信息，例如價格數據、付款確認信息或感測器的測量值。
此外，預言機必須在傳輸這些資料的同時保留智能合約固有的特徵：無需信任和去中心化。
這基本上就是預言機所需要解決的問題：確保為智慧合約服務的鏈下資料的可靠性、真實性和可信度，同時消除單點故障和漏洞。
預言機的種類
市面上有許多類型的區塊鏈預言機，他們分別用於不同的目的。
我們可以根據資料來源類型（硬體或軟體）、訊息傳輸方向（傳入或輸出）和信任模型（中心化或去中心化）對預言機進行分類。每種預言機類型都有獨特的功能和優點。
硬體預言機：從物理世界收集數據，例如來自運動感測器或RFID 感測器的資訊。
軟體預言機：從網站、伺服器或資料庫等數位資料來源收集資料。通常用於提供即時數據，如匯率或價格變化。
傳入預言機：主要向區塊鏈傳輸鏈下或真實世界的資料。可用於觸發基於鏈下事件的特定操作。
輸出預言機：將區塊鏈資料傳送到外部世界。可以向外部系統提供鏈上事件的更新資訊。
中心化預言機：由單一主體管理運行，並依賴單一資訊來源。這可能會帶來風險，因為它們引入了單點故障問題，這讓智慧合約容易受到攻擊。
去中心化預言機：利用多個資訊來源和共識機制來提供更可靠和防篡改的資料。可以最大限度地降低交易對手風險，提高智能合約所使用資訊的可信度。
人類預言機：具有專業知識的個人充當資料的來源。他們可以收集資訊、驗證其合理性、並將其轉換到智能合約中。人類預言機可以使用加密技術來驗證他們的身份並提供可信任的資料。
特定智能合約預言機：為特定的智能合約設計，並滿足他們的獨特需求。然而，它們需要額外的工作來運作和維護，可能無法擁有普遍性。
計算預言機：執行複雜的計算操作，並將計算結果傳回至鏈上。這些計算往往難以在鏈上進行，或在鏈上進行的成本極高。此類預言機在網路gas 約束和高計算成本限制的情況下特別有價值。
去中心化預言機
區塊鏈預言機對於任何複雜和有價值的智慧合約服務都是必不可少的。
區塊鏈預言機的用例跨越了許多行業，包括地理位置追蹤（供應鏈分析、物聯網）、體育（預測市場）、天氣（旅行、農業）、時間和間隔數據（自動化）以及我們的主要研究重點—— 金融和資本市場相關數據。
去中心化金融（DeFi）產業可望為世界帶來更有效率、更透明、更公平的金融市場。
為了做到這一點，DeFi 應用程式需要能夠可靠、無需信任地獲取到廣泛的數據：資產價格（從加密貨幣到房地產）、基準參考數據（利率、資金費率）、波動性和市場影響數據等等。
事實上，自2020 年「DeFi Summer」以來，DeFi 產業的快速擴張突顯了對全面、可用和穩健的預測機市場數據的迫切需求。
此外，預言機基礎設施需要提供高品質的數據，與任何L1/L2 區塊鏈無縫集成，並準備好根據日益複雜的DeFi 生態系統不斷增長的需求進行擴展。
在DeFi 中，餵價資料預言機仍然是最主要和討論最多的預言機類型。餵價資料預言機設計的歷史幾乎與智能合約的歷史一樣長，但現有的架構仍然顯示出了它們的局限性。
在接下來的討論中，我們將專注討論幾個問題：
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為什麼我們需要區塊鏈和餵價數據預言機，為什麼它們很重要？
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目前的預言機設計需要什麼，它們是否有效？
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有哪些替代設計方案可以解決現有的問題？很明顯，預言機將持續在區塊鏈中扮演關鍵性的角色，但現有的預言機網路已經顯示出缺陷，無法將DeFi 擴展到其所需的高度。
傳統的預言機解決方案通常依賴中間方（節點）來驗證和聚合數據，從而引發時間延遲、資料來源不透明以及由於成本導致的跨鏈擴展問題。
目前，一種新的預言機網路架構正在出現，它專注於「拉取」而非「推送」模型，並激勵高度可信賴的資料所有者和創建者來發布他們的資料。
為什麼我們需要價格預言機？
該預言機的主要類別被稱為餵價資料預言機，它提供加密貨幣資產、股票、大宗商品等的價格資料。
為了說明它們的重要性，讓我們來看幾個例子：
衍生性商品協議：必須為交易者提供準確的資產價格，並在部位抵押不足時及時進行清算。
DEX 聚合器：流動性來自各種去中心化交易所，這意味著需要準確的預言機價格資料來確定最佳價格並以最小的滑點執行交易。
穩定幣：加密貨幣抵押的穩定幣需要預言機數據來確保頭寸得到足額的抵押，並確保其保持與相關資產的錨定。
借貸協議：這些協議通常依賴動態借貸利率來運作，動態借貸利率是一個關於當前資產價格的函數。延遲或不準確的價格數據會損害協議的整體流動性健康，尤其是在價格波動期間。
我們不能僅僅依靠單一的資料來源來提供這些數據，因為這會引發一個集中的故障點，這與DeFi 的精神相違背。相反，我們需要的是防篡改的、及時的數據。
這說起來容易做起來難，由於預言機在DeFi 中的重要性，它們經常成為攻擊的主要目標。然而，擁有可靠且穩健的資料來源對於任何DeFi 專案來說都是至關重要的。
這就是為什麼預言機通常被稱為 DeFi 的脊梁。隨著DeFi 領域的不斷發展和擴展，快速可靠地獲取到攻擊免疫的數據的需求將變得越來越重要。
現在我們已經了解了預言機的背景知識，讓我們來研究現有的預言機體系結構。
價格預言機的現狀
一種常見的預言機網路設計被稱為“報告者預言機網路”，它依賴多個獨立節點運行，這些節點則充當了資料來源和區塊鏈應用（終端用戶）之間的中介。
在報告者網路中，中間節點負責從鏈下資料來源（如市場數據專家或公共API）檢索數據，然後將該資訊「經過最後一公里」傳遞到最終的目的地區塊鏈上。
這些節點也將負責執行資料聚合、效驗和證明。
舉個例子來說，假設有100 個節點，它們的任務是檢索一個給定時間點的BTC 價格。
他們將從各種資料來源檢索價格（例如，平均每個節點可能使用30 個資料來源），然後將他們回饋的價格進行聚合，以輸出單一的平均或中位數價格資料。
大多數節點最終可能可以獲得正確的價格，而一小部分節點可能由於使用了糟糕的資料來源而反饋了錯誤的價格資料。
最後，預言機網路將聚合大多數節點的回饋數據，並將其作為正確的數據進行發布。
為了維持這些節點的持續運作和誠實性，經濟誘因通常會被採用。
發布準確價格數據的節點可以以代幣激勵的形式獲得獎勵，而報告不準確數據的節點可能會透過扣分等機制受到懲罰。
這種預言機設計有幾個關鍵的優點：
安全性：擁有各種資料來源和中間節點意味著任何一方都難以操縱網路並影響最終的價格輸出。
資料來源：廣泛的資料來源可以確保預言機可以獲得廣泛的價格訊息，通常可以提高準確性和可靠性。
區塊鏈不可知論：任何區塊鏈網路都可以採用這種設計，因為它們已經部署了節點進行區塊驗證。
然而，這種設計也有一些缺點。
讓多個節點相互驗證數據，然後聚合數據並執行共識是低效率的。現有的預言機部署大約每15 分鐘更新一次數據，這對於全域擴展區塊鏈來說，這個速度非常低效且緩慢。
如果有大量資產對進行頻繁的價格更新，相關的網路成本（例如ETH gas 費用）也會快速增加，這將導致可用資產對數量的下降。
如果沒有極高的gas 補貼，將無法解決網路堵塞的問題。支援不斷增長的節點網路所必需的不斷增加的gas 費用需要最終由用戶承擔或進行貼補。
這個限制讓報告者網路在支援更多數據或用戶方面的可擴展性變得非常差。
此外，報告者網路中的資料來源通常是不透明的。在這些網路中，數據通常以不透明的方式在鏈下聚合，並以不透明的方式發佈到鏈上，這與區塊鏈的透明目標形成了直接對比。
因此，雖然提供資料的節點實體是已知的，但它們的最終資料來源是未知的。在各種資料來源不頻繁更新或缺乏顆粒度的高度不穩定時期，這一點尤其值得關注。
事實上，上游的資料來源甚至可能不知道他們的資料正在被用來保障智慧合約的價值，從而導致資料品質和可靠性的進一步的損失。
這甚至還沒有談到數據合法性的問題：一些數據供應商並不允許將他們的數據報告給公共帳本，因為他們希望限制向訂閱者分發數據的能力。
報告者網路的設計專門用於鏈上可公開取得的資料— 此解決方案在將DeFi 推進到當前階段的過程中發揮了重要作用。
然而，當我們努力將DeFi 帶給全球數十億用戶時，解決傳統預言機架構的限制是至關重要的。
在先前的一篇文章中，我們將報告者預言機網路與較新的預言機架構進行了比較，強調了對更透明、更經濟、更可擴展的預言機解決方案的需求。
未來的價格預言機需要準備好擴展到我們在傳統金融（TradFi）領域中習慣的所有交易對，並支援開發者選擇建立的所有區塊鏈。
Pyth 預言機網路引入了一種發布者預言機網路設計，它重新考慮了價格預言機應該檢索的資料類型、資料選擇的資料來源以及資料所有者和資料使用者之間的關係。
讓我們來看看這個全新的架構。
重新思考價格預言機
金融數據產業的規模非常龐大。美國最大的幾家交易所僅靠出售市場數據就能獲得數十億美元的收入。鑑於這一觀察結果，改變我們對價格預言機資料來源的一些基本假設可能是明智的。
例如，網路上有公開的價格數據，由Yahoo! Finance 或Google Finance 這樣的免費價格聚合服務提供。
這些數據不需要非常精細，以美股價格為例，由於監管的原因，通常會延遲15 分鐘或更長時間。
世界上還有很多有價值的數據被各種機構嚴密保護著：準確及時的資訊有著巨大的價值。 Bloomberg 或Refinitiv 等交易所和數據終端服務公司知道這一點，並為此收取大量訂閱費用。
報告者預言機網路運作的隱含假設是，區塊鏈所需的所有數據都可以在網路上免費取得。透過激勵中間節點進行資料收集、驗證和傳輸，DeFi 可追蹤世界市場的運動。
而在現實中，有價值的金融數據僅限於少數特權方，且不容易被取得。為檢索和傳遞資料而獎勵節點的方式對某些類型的資料是有效的，但對速度非常重要、資訊是基本優勢的資本市場資料卻是無效的。
這種方法也受到支持更大節點網路的品質、效率甚至法律限制的影響。
Pyth Network 採用了一種完全不同的方法：預言機網絡可以激勵高度可信的各方—— 有價值數據的所有者和創造者—— 自願和直接地將他們的數據發布給預言機網絡。
鏈上程序透過價格聚合機制以消除異常值影響，而跨鏈橋則對發送到其目標區塊鏈的所有價格資料進行簽署和驗證。
在這個報告者預言機網路中，資料提供者運行自己的節點，直接在鏈上發布資料。
這種設計消除了對中間節點的依賴，從而產生更高品質的數據和更高的gas 效率，並最終為預言機網路擴展到數千個餵價數據提供了更高的可擴展性。
一手的資料來源
向Pyth Network 提供資料的可信任機構稱為資料提供者或「發布者」。數據提供者通常是擁有大量高品質數據的成熟機構，包括全球交易所、做市商和交易公司。
其中一些最知名的機構包括Cboe、Jane Street、Optiver、Binance、OKX、QCP Capital、Two Sigma、Wintermute 和CMS。目前網路中有超過80 個數據提供者。
所有這些數據提供者都是一手的數據來源：他們創造並因此擁有他們所提供的價格數據，因為他們要么是接受訂單的交易場所（交易者打算交易的價格），要么是交易者自身（並以指定的價格執行交易）。
在報告者網路中，節點必須從其他中間商或一手資料來源搜尋或購買資料；這讓它們成為第三方的資料來源。
一手數據意味著資料品質和網路安全的保證。所有資料提供者對任何Pyth 餵價資料的貢獻意味著單一資料來源可以對其輸入的資料品質負責。
此外，這些數據提供者的聲譽，以及對他們的惡意攻擊將對他們的整個業務產生有害影響的影響。這是針對傳統預言機攻擊向量的一個強大的額外威懾力。
還有一點很明顯，這些機構擁有的資料品質比簡單的網路爬取或從公共聚合器和服務提供者收集的資料高得多。
此外，由於這些資料來源是其資料的所有者，因此可以將資料分發到區塊鏈應用，而無需考慮智慧財產權問題。
深入研究：Pyth 如何運作
Pyth Network 協議允許一手數據提供者在鏈上發布其獨特的價格資訊供公眾使用。
協議是三方之間的互動場所：
資料提供者：信譽良好的機構將價格資料直接提交給Pyth 的鏈上預言機程序。對於任何餵價數據產品（例如BTC/USD），都有多個數據提供者進行數據發布，以確保準確性和穩健性。
Pyth 預言機程式：Pyth 預言機程式運作在Pythnet 應用程式鏈上。該程式安全且透明地聚合所提交的數據，以輸出聚合價格。
使用者：Pyth 的資料使用者使用聚合的價格資料。使用者通常是去中心化的應用，如Synthetix、Ribbon 及CAP Finance 等。
Pythnet 應用鏈
2022 年8 月，Pyth Network 發布了 Pythnet，這是一個轉為應用程式打造的區塊鏈，它使Pyth 資料能夠透過Wormhole 跨鏈橋聚合並發佈到其他區塊鏈中。
Pythnet 是基於Solana 技術構建，但最終與Solana 主網分離。數據提供者將數據提交給Pythnet 進行聚合；透過Wormhole，聚合價格可以傳輸到超過20 個區塊鏈中。這種架構選擇帶來了難以置信的可擴展性優勢。
在Pyth Network 上發布的新餵價數據可以在所有20+ Pyth 支援的區塊鏈上即時上線。
這對於希望將其應用程式擴展到新區塊鏈的建構者來說是非常有幫助的，這可以讓他們即時提供與原始區塊鏈相同的市場和資產支援。
此外，Pyth 獨特的架構還允許它能夠快速部署到由Wormhole 支援的新區塊鏈上—— 大約每月一個新區塊鏈的速度。
相較之下，競爭對手的預言機網路經常需要經歷技術延遲，這限制了他們向新區塊鏈的擴展。例如，一個預言機網絡在Solana 上線，從最初宣佈到現在花了近兩年的時間。
要拉取，不要推
Pyth Network 透過一個「拉取」預言機模型運行，用戶可以從Pyth 主動請求或將他們需要的數據「拉取」到他們的本地區塊鏈環境中。
相比之下，傳統的預言機解決方案採用“推送”模式，價格數據在鏈上以預設的頻率自動“推送”，即使沒有人正在實際使用這些價格更新。
Pyth 的拉取預言機設計有以下優點：
Gas 有效率：使用者只有在「擁有需求」時才需要為數據付費。 gas 不會浪費在未使用的價格更新上。此外，如果另一個實體在鏈上拉取了Pyth 價格數據，則該鏈上的每個個體都可以使用該價格更新。
高頻價格更新：Pyth 餵價數據更新速度超過每秒一次—— 這比大多數的區塊時間更快。如果每個價格都必須推送到鏈上，那麼這種頻次的價格更新是不可能實現的。
低延遲：用戶可以使用最新拉取的價格數據，而無需被迫使用最近推送的價格數據。
可靠性：在市場波動期間，推送的價格更新可能會與其他交易爭奪區塊鏈網路頻寬。而Pyth 的拉取更新則可以被合併到用戶的有價值的交易中。
可擴展性：Pyth 可以擴展到數千個新的餵價數據，而無需增加gas 成本。只有當用戶拉取資料時才會產生成本。
拉取模型的優勢很多，但最重要的一點是，拉取預言機（按需更新）模型帶來了DeFi 未來所需的可擴展性的優勢。
進一步改進思考
儘管Pyth 已經被證明能夠持續地為超過20 個區塊鏈網路提供高品質的數據，但一個反覆出現的批評指出，由於對機構資料來源的依賴，Pyth 所描述的體系結構可能有過度中心化的問題。
需要注意的是，Pyth 擁有非常多的數據提供者，這意味著任何給定數據提供者的失誤對任何餵價數據的影響都很小。
如果要操縱餵價數據，需要絕大多數提供數據的提供者都發布錯誤的數據。我們的白皮書更詳細地討論了網路對資料提供者合謀的抗性。
雖然Pyth Network 依賴「需要信任的」機構是一個有效的批評，但Pyth 的方法為DeFi 帶來了重要的優勢，同時防止了資料來源的預言機操縱或勾結。
我們將持續推動預言機解決方案在性能、安全性和去中心化方面繼續創新和改進—— 達成這種平衡不是一件容易的事—— 我們希望繼續在這方面發揮領導作用。
前進的道路
餵價數據預言機是DeFi 的支柱，負責提供準確及時的數據，讓關鍵性的應用能夠安全且準確地進行交易、保障和轉移資產。
過去的設計是建立在一個前提上的：即可以激勵中間節點以無需信任的方式收集和同意公共訊息，並提交聚合結果。
這種方法有其優點，但也存在一些缺陷，例如傳輸延遲、不透明的資料來源、對分發權利的考慮，以及對預言機網路擴展能力的整體限制。
去中心化金融的持續創新（即使公眾需要時間才能意識到這個行業正在創造什麼），尤其是DeFi 基礎設施已經取得了長足的進步。
Pyth Network 引入了一種更快、更可靠、更安全的方法來獲取大多數區塊鏈開發者無法獲得的金融數據。 Pyth Network 已經經歷了以下方面的大幅成長：
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250+ 可使用的餵價數據
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2,500 萬+ 每日價格更新次數
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500 億+ 美元總保障交易額
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150+ 整合應用
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20+ 支援區塊鏈
Pyth 餵價資料是無需許可的。開發者可以直接從開發者文件開始進行集成，並探索使用者案例，例如 Synthetix 永續合約如何使用Pyth 價格資料。
Pyth 的其他知名用戶還包括Ribbon Finance、Venus 和CAP Finance 等。
隨著DeFi 生態系統的不斷發展，Pyth Network 在提供可信賴的和即時的數據方面的作用對於確保這些區塊鏈網路的安全性和穩定性以及整個行業的擴展方面變得越來越重要。
