前言：預(yù)言機是整個加密世界非常重要的一環(huán)。不過，當(dāng)前的去中心化預(yù)言機還無法達到領(lǐng)先公鏈級別的安全和去中心化。而需要預(yù)言機服務(wù)的智能合約安全會依賴于最薄弱的環(huán)節(jié)，如果預(yù)言機方面通過選擇高質(zhì)量認(rèn)證節(jié)點運營商，通過懲罰方式，通過聲譽指數(shù)等方式來確保安全，也許在短期和中期內(nèi)有利于引導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)，并提供一定程度的安全，但也存在一個很大的安全隱患：如何防止這些已知節(jié)點的合謀。如果想要達成真正的去中心化預(yù)言機，最重要的是構(gòu)建達到公鏈級別的安全，而隨機選擇節(jié)點是其中的一種重要方法。它本質(zhì)上也是一種共識機制的設(shè)計。

本文提出一個附加安全層的想法，可被整合到諸如Chainlink這樣的預(yù)言機中，以供智能合約使用：隨機選擇節(jié)點運營商。

當(dāng)前Chainlink的安全設(shè)計

Chainlink試圖解決加密領(lǐng)域的重大問題：預(yù)言機問題。Chainlink白皮書中，我最喜歡的描述之一是其團隊開發(fā)協(xié)議的縱深防御方法。該計劃允許智能合約開發(fā)者可以調(diào)整下列的安全變量，也稱為“服務(wù)級別協(xié)議（SLA）”，以適應(yīng)各自不同的合約情況：

自由選擇所需的節(jié)點運營商數(shù)量

使用鏈上驗證合約來確定高質(zhì)量的節(jié)點

使用鏈上和鏈下聲譽指標(biāo)來確定高質(zhì)量的節(jié)點

要求使用可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）

要求節(jié)點運營商持有一定數(shù)量的抵押資產(chǎn)

對惡意節(jié)點的抵押資產(chǎn)進行懲罰的嚴(yán)重程度

獎勵給行為良好節(jié)點的金額

如何聚合節(jié)點響應(yīng)（這也控制了如何獎勵或懲罰節(jié)點的確切條件）

使用Chainlink自己的可信和經(jīng)過審查的節(jié)點運營商，以抵抗女巫攻擊

底層區(qū)塊鏈的選擇。Chainlink是一種協(xié)議，可以移植到最安全的智能合約區(qū)塊鏈。

那么，舉個例子。假設(shè)我是一個開發(fā)團隊的成員，該團隊擁有一個有數(shù)萬億美元流動的智能合約。我可以要求300個在驗證和聲譽合約/服務(wù)上擁有最高分?jǐn)?shù)的認(rèn)證節(jié)點運營商，只選擇那些在可信執(zhí)行環(huán)境（TEE）中運行節(jié)點的運營商，要求每個節(jié)點至少抵押了100萬美元的Link代幣，懲罰所有偏離平均響應(yīng)兩個標(biāo)準(zhǔn)差的節(jié)點運營商，并慷慨獎勵所有兩個標(biāo)準(zhǔn)差以內(nèi)的節(jié)點運營商。

這樣的行為有很高的安全性。可能會過猶不及，我上述提到的假設(shè)也可能無法實現(xiàn)。但這是Chainlink協(xié)議的精妙之處。它允許智能合約開發(fā)者以及社區(qū)來決定為某個特定的智能合約在預(yù)言機中提供多大程度的安全性。智能合約的安全取決于其最薄弱的環(huán)節(jié)，Chainlink的CEO Sergey曾表示其目標(biāo)是讓預(yù)言機跟運行智能合約的區(qū)塊鏈一樣安全和去中心化。但是，在所有這些防御層中缺少實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵安全特征：隨機節(jié)點運營商的選擇。

隨機節(jié)點運營商和抗合謀

讓我們簡單看下以太坊的共識算法，以太坊是當(dāng)前運行Chainlink的區(qū)塊鏈。以太坊當(dāng)前運行在PoW共識算法上，有計劃切換到PoS。在PoW中，任何人都可以成為礦工，以創(chuàng)建和驗證區(qū)塊，其方式是通過設(shè)置挖礦節(jié)點，加入網(wǎng)絡(luò)，并尋找正確的隨機數(shù)以挖出區(qū)塊。

盡管這創(chuàng)建了任何人都可以參與的無須許可的網(wǎng)絡(luò)，但它同時也創(chuàng)建了一個更加抗合謀網(wǎng)絡(luò)。（藍狐筆記：抗合謀是指不易串通）

這種抗合謀性來自于這樣的事實：區(qū)塊生產(chǎn)者并非由中心機構(gòu)或人選擇的，而是根據(jù)它們所貢獻的哈希算力比例隨機選擇出來的。沒有實體可以確定地知道哪個節(jié)點會提議下一個區(qū)塊。

然后提議的區(qū)塊由運行全節(jié)點的整個網(wǎng)絡(luò)檢查，攻擊者可以通過合謀來啟動區(qū)塊鏈篡改的唯一方法是，合謀的群體是否擁有超過23%的哈希率。如果要造成任何實質(zhì)性的損害，通常認(rèn)為必須要控制超過50%的哈希率。將它跟EOS的DPoS共識算法進行比較，它通過社區(qū)投票來選定有限的驗證者，也就是21個代表節(jié)點，它因此也遭受可能的腐敗及合謀的指責(zé)。

我的想法？只要智能合約開發(fā)者在選擇特定的節(jié)點運營商，它們就無法達到跟領(lǐng)先公鏈相同的抗合謀級別。一群已知的節(jié)點運營商遠比從一個池中隨機選擇的節(jié)點運營商更容易實現(xiàn)合謀。即使使用像SGX這樣的可信執(zhí)行環(huán)境（TEE），你實際上也要在組合中添加一個可信運營者，例如Intel（藍狐筆記：此處是指除了要相信已知的節(jié)點運營商之外，還要相信硬件廠商）。

在這里，我的意思不是說Intel會有意地設(shè)計帶有后門的SGX，也不是說所有合約都需要達到以太坊底層鏈級別的安全，但有些合約確實需要這種級別的安全。如果我們想要達成這一目標(biāo)，Chainlink需要增加另外的安全性，基于staking上的安全的隨機信標(biāo)。

解決方案：以太坊2.0信標(biāo)鏈+Staking

對于緩解Chainlink中節(jié)點運營商可能的合謀問題，我的建議是允許智能合約開發(fā)者使用安全的隨機信標(biāo)從無須許可的節(jié)點運營商池中隨機選擇節(jié)點。真正安全的隨機信標(biāo)在區(qū)塊鏈中很難達成，但很幸運，以太坊已經(jīng)有提議要實現(xiàn)安全的通用隨機信標(biāo)，即以太坊2.0信標(biāo)鏈。

說以太坊中的信標(biāo)鏈會產(chǎn)生不可預(yù)測和沒有偏見的隨機性，它基于這樣的假設(shè)：至少有一個驗證者是誠實的，并且不存在VDF ASIC硬件的速度快于商品VDF ASIC硬件速度很多倍的情況。實際上，你會看到我的建議實質(zhì)上是使用一個非常類似于以太坊2.0的權(quán)益證明工作原理的系統(tǒng)。

讓我們假設(shè)有特定的數(shù)據(jù)流在很多不同的智能合約中都有非常高的需求，例如，讓我們假設(shè)其中的一個數(shù)據(jù)流就是ETH/USD價格流。任何人都可以為這個數(shù)據(jù)流啟動節(jié)點，并加入網(wǎng)絡(luò)。但是，不是加入和等待一個智能合約開發(fā)者來選擇你，而是你加入節(jié)點運營商的池子，在這個池中的所有節(jié)點都給智能合約提供相同的數(shù)據(jù)流。

以太坊隨機性信標(biāo)被觸發(fā)，并且當(dāng)它觸發(fā)時，節(jié)點運營商的新委員會被選擇出來，委員會規(guī)模由需要預(yù)言機服務(wù)的智能合約的SLA決定。（藍狐筆記：SLA是指服務(wù)級別協(xié)議）其中，某個特定節(jié)點被選進委員會的概率將與其在池中質(zhì)押的Link代幣數(shù)量比例成正比。這些節(jié)點將提供數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)會被匯總，并將根據(jù)使用服務(wù)的智能合約的定義來進行獎勵或懲罰。

這可以疊在所有當(dāng)前計劃的安全功能之上。

或許智能合約開發(fā)者可以基于鏈上聲譽指標(biāo)部分影響節(jié)點被選中的概率；質(zhì)量聲譽越高，被選中的可能性越大。智能合約可以獎勵使用SGX的節(jié)點，或者它可用于當(dāng)前中心化認(rèn)證服務(wù)，其中你至少知道誰是池中的一些較大的節(jié)點。

當(dāng)然，這需要足夠大的節(jié)點運營商池，才能從根本上消除池中已認(rèn)證節(jié)點之外的女巫攻擊威脅。在以太坊中，估計有數(shù)以萬計的節(jié)點，這很容易假定這些節(jié)點中的大多數(shù)并非由少數(shù)幾個假裝很多的運營商所控制。

結(jié)論

我不是第一個想出這個主意的人，有幾個即將到來的預(yù)言機網(wǎng)絡(luò)也發(fā)現(xiàn)節(jié)點選擇缺乏隨機性，并提出了自己的解決方案（通常它們有自己的PoW鏈，對此我也有所保留）。其中的案例包括Witnet和Tellor。還有其他解決方案，例如可能的去中心化身份協(xié)議。這是一個非?；镜慕ㄗh，距離詳細(xì)的規(guī)范和設(shè)計相距甚遠。

還可以從以太坊的PoS設(shè)計中吸取營養(yǎng)，例如鎖定期間或?qū)ν瑫r離線的節(jié)點處以更大的懲罰。本文的目的更多是對拋磚引玉，希望Chainlink和社區(qū)采取行動。從長遠看，我們必須最小化對第三方的信任，以及最大限度地減少預(yù)言機中出現(xiàn)的合謀威脅。

總體來說，我認(rèn)為Chainlink當(dāng)前的計劃和發(fā)展是出色的。使用認(rèn)證服務(wù)用于抵抗女巫攻擊，同時結(jié)合所有上面提到的安全方法，這些給它超過大多數(shù)其他競爭預(yù)言機解決方案的最強防御屬性。這些方法還具有快速引導(dǎo)出網(wǎng)絡(luò)的額外好處，并且在節(jié)點運營商還不夠多的情況下，可能在中短期內(nèi)有更好的安全性。

然而，從長遠看，如果我們真正想要開發(fā)出最去中心化的預(yù)言機解決方案，如果我們想要在安全和無須信任方面盡可能達到與領(lǐng)先公鏈如以太坊相同的級別，那么，我們就不能簡單地相信選擇的一組節(jié)點運營商不會合謀。獲得隨機性可能是Chainlink未來需要確保自己安全的最后一項功能。