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Was ist ein Orakel?

Orakel sind Datenfeeds, die eine Blockchain wie Ethereum (ETH) mit Informationen außerhalb der Blockchain und der realen Welt verbinden, damit Smart Contracts Daten abfragen können. Beispielsweise nutzen dezentrale Anwendungen für Prognosemärkte Orakel, um Zahlungen auf der Grundlage von Ereignissen abzuwickeln.

Mit anderen Worten: Ein Orakel verbindet die Blockchain mit der physischen Welt. Sie fungieren als On-Chain-APIs, die abgefragt werden können, um Daten für Ihre Smart Contracts zu erhalten – der Schlüsselbegriff ist hier “Big Data”. Dies kann alles von Preisdaten bis hin zu Wettervorhersagen umfassen. Orakel können auch Daten in die reale Welt “senden”.

Stellen Sie sich vor, ein Landwirt hat einen Vertrag mit einer Versicherungsgesellschaft. Dieser Vertrag entschädigt ihn im Falle eines Ernteausfalls. Der Vertrag ist ebenfalls als Smart Contract auf der Blockchain gespeichert. Ein solcher Ernteausfall könnte zum Beispiel durch eine längere Trockenperiode entstehen. Damit der intelligente Vertrag nun eine längere Trockenperiode verstehen kann, benötigt er eine Verbindung zur realen Welt, in diesem Fall zu einem Wetterdatenanbieter wie AccuWeather. Diese Verbindung ist in diesem Fall ein Orakel, wie z. B. API3, das die beiden Welten miteinander verbindet, den Prozess automatisiert und mögliche Unklarheiten bei der Vertragserfüllung beseitigt. Es ist offensichtlich, wann die Versicherungsgesellschaft den Landwirt entschädigen muss und wann nicht.

“We look forward to seeing how hybrid smart contracts using AccuWeather data will create value for farmers, businesses, and people around the world.”

– Kurt Fulepp, Global Chief Product Officer, AccuWeather

Warum sind Orakel notwendig?

Bei einer Blockchain wie Ethereum muss jeder Knoten im Netzwerk jede Transaktion wiederholen und mit absoluter Sicherheit das gleiche Ergebnis liefern. APIs führen möglicherweise veränderliche Daten ein. Wenn Sie eine Preis-API verwenden, um ETH auf der Grundlage eines vereinbarten USD-Werts zu liefern, würde die Abfrage täglich eine andere Antwort liefern. Darüber hinaus könnte die API kompromittiert oder veraltet sein. In diesem Fall wären die Netzwerkknoten nicht in der Lage, sich auf den aktuellen Stand von Ethereum zu einigen und der Konsens würde gebrochen. Orakel beheben dieses Problem, indem sie die Daten auf der Blockchain veröffentlichen. Daher verwendet jeder Knoten, der auf die Transaktion antwortet, die gleichen unveränderlichen Daten, die öffentlich zugänglich sind.

Das Orakel-Problem

Das Orakelproblem scheint ein Paradoxon zu sein. Die meisten Smart Contracts erfordern Daten außerhalb der Blockchain, wenn sie auf Ethereum als dezentralem System erstellt werden. Ethereum kann keine Informationen aus der realen Welt erhalten. Es benötigt ein Orakel, das nur eine Informationsquelle darstellt. Da dezentrale Systeme nur so gut sind wie ihr schwächstes Glied, kann die Verbindung eines Orakels mit einem einzigen Fehlerpunkt mit der Blockchain zu einem vollständigen Verlust der Dezentralisierung führen. Orakel versuchen, dieses Problem zu lösen, indem sie verschiedene Konsensprotokolle implementieren oder sicherstellen, dass die Daten direkt von einer Quelle stammen, wie z. B. die Blockchain-Präsenz mit ihrem Sender-Authentifizierungsmodell. Mit der Verbesserung der Blockchain-Infrastruktur werden weitere Innovationen und Lösungen schneller als je zuvor auf den Markt kommen.

Sicherheit

Die Sicherheit von Oracle ist nur so stark wie ihre Datenquelle(n). Angenommen, eine dezentrale Anwendung (Dapp) verwendet Uniswap als Orakel für ihren ETH/DAI-Preis-Feed. In diesem Fall kann ein Angreifer den Preis von Uniswap verändern, um die Wahrnehmung des aktuellen Preises durch die Dapp zu beeinflussen. Ein System wie das Feed-System von MakerDAO, das Preisdaten von mehreren externen Preis-Feeds aggregiert, anstatt sich nur auf eine einzige Quelle zu verlassen, ist ein Beispiel für eine Methode, um dieses Problem zu lösen.

Architektur

Hier ist ein einfaches Beispiel für eine Oracle-Architektur, aber es gibt noch weitere Techniken, um Off-Chain-Computing zu aktivieren:

Erzeugen Sie ein Protokoll, das Ihr Smart-Contract-Ereignis enthält.
Ein Off-Chain-Dienst hat diese spezifischen Protokolle abonniert (oft unter Verwendung des JSON-RPC eth subscribe-Befehls).
Der Off-Chain-Dienst führt dann die im Protokoll angegebenen Aktionen aus.
Der Off-Chain-Dienst antwortet dem Smart Contract mit den angeforderten Daten in einer nachfolgenden Transaktion.
Auf diese Weise können Sie Daten auf einer 1:1-Basis erhalten, aber um die Sicherheit zu erhöhen, möchten Sie vielleicht dezentralisieren, wie Sie Off-Chain-Daten sammeln.

Die nachfolgende Stufe kann ein Netzwerk dieser Knoten sein, die verschiedene APIs und Quellen anrufen und die Daten auf der Kette sammeln.

Chainlink Off-Chain Reporting (Chainlink OCR) zum Beispiel hat dieses System verbessert, indem das Off-Chain-Orakel-Netzwerk miteinander spricht, seine Antworten kryptografisch signiert, seine Antworten Off-Chain aggregiert und nur eine Transaktion mit dem Ergebnis On-Chain sendet. Auf diese Weise wird weniger Gas verbraucht, aber die Sicherheit der dezentralisierten Daten bleibt erhalten, da jeder Knoten seinen Teil der Transaktion signiert hat, so dass er vom übertragenden Knoten nicht geändert werden kann. Wenn der Knoten eine Transaktion nicht überträgt, tritt die Eskalationspolitik in Kraft und der nächste Knoten sendet die Transaktion.

Verwendung

Mit Diensten wie Chainlink können Sie auf dezentrale Daten auf der Kette verweisen, die bereits aus der realen Welt extrahiert und gesammelt wurden. Ähnlich wie bei einem öffentlichen Common, aber für verteilte Daten. Sie können sogar eigene modulare Orakelnetzwerke aufbauen, um maßgeschneiderte Daten zu erhalten. Darüber hinaus können Sie Berechnungen außerhalb der Kette durchführen und Daten an die reale Welt übermitteln. Chainlink verfügt über die notwendige Infrastruktur, um:

Preisfeeds für Kryptowährungen in Ihrem Vertrag zu erhalten.
Überprüfbare Zufallszahlen zu generieren (nützlich für Spiele). Externe APIs aufrufen – eine neue Anwendung überprüft die wBTC-Reserven.

Zwei Arten von Orakeln: Zentralisiert vs. Dezentralisiert

Blockchain-Orakel werden anhand von Faktoren wie Informationsquelle, Richtung und Vertrauensniveau klassifiziert. Viele Firmen und Unternehmen, die eine VCP-Implementierung planen, finden es schwierig, zwischen zwei Arten von Orakeln zu wählen. Diese Entscheidung ist vor allem aus betrieblicher Sicht kritisch. Schauen wir uns an, wie sich die beiden Arten von Orakeln unterscheiden.

Zentralisierte Orakel

Zentralisierte Orakel fungieren als einzelne Einheit, die Daten aus einer externen Quelle für einen Smart Contract bereitstellt, der mit Sicherheitsfunktionen arbeitet. Diese Orakel werden von einer einzigen Instanz verwaltet und dienen als einzige Informationsquelle für intelligente Verträge. Es leidet unter einem Engpassproblem oder einem Single Point of Failure, da es ähnlich wie das traditionelle Finanzsystem funktioniert, mit einer einzigen Instanz, die für alles verantwortlich ist. Diese Orakel haben eine einfache Architektur und erfordern weniger Infrastruktur und Wartung. Sie bieten zwar Schutz vor spieltheoretischen Angriffen, sind aber dennoch anfällig für Korruption und Angriffe.

Dezentralisierte Orakel

Diese Arten von Orakeln verlassen sich nicht auf eine einzige Wahrheitsquelle, was die Glaubwürdigkeit der Informationen erhöht, die für intelligente Verträge bereitgestellt werden. Im Gegensatz zu zentralisierten Orakeln stützen sich diese Orakel auf verschiedene externe Quellen und streben nach Vertrauenslosigkeit. Es verwendet den ShellingCoin-Mechanismus, bei dem alle unabhängigen Quellen Daten ohne Koordination melden. Dieser Mechanismus ist jedoch anfällig für verschiedene Probleme, wie geheime Absprachen zwischen Parteien, Signalisierung und Bestechung. Solche Orakel sind ideal für Unternehmen mit mehreren gleichzeitig laufenden Plänen, erfordern aber höhere Investitionen in Infrastruktur und Wartung.

Im Allgemeinen sind dezentrale Orakel schneller, aber unsicherer. Andererseits sind zentralisierte Orakel langsamer, aber sicherer. Aus diesem Grund entscheiden sich viele DeFi-Anwendungen für zentralisierte Orakel, während andere auf dezentralisierte Orakel zurückgreifen.

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