从安全性和时效两个维度比较 MakerDAO、Aave 与 Compound 的预言机原理差异。

预言机在去中心化金融体系中的财物定价环节尤为重要,预言机报价的安全性、时效、准确度、成本是咱们应当要点重视的维度。本文全面解析主流去中心化假贷产品选用的预言机原理并从安全性和时效这两个维度进行比照。

广义预言机及其信息源方法

预言机作为一种重要基础设施已被广泛讨论,曩昔一般狭义地指代为区块链供给链外可信数据的模块,本文探讨更为广义的预言机——依靠信息源为去中心化体系运送信息的机器。运送的信息不胜枚举,可能是用于买卖市场的价格、指数、微观参数等信息;或是用于猜测市场的气候、选举等信息。而依靠的信息源可来自链上或链外,具有不同的去中心化程度。

详解主流去中心化借贷产品预言机原理

图 1. 不同类型的信息源和预言机示例

图 1 给出了几个示例:Coinbase 买卖所供给的经签名认证的 API 是典型的由权威声誉背书的中心化链外信息源;Uniswap 作为链上原生的去中心化买卖所,供给的 TWAP 预言机是典型的去中心化链上信息源。

这两类信息源各有优劣,中心化链外信息源存在运营方信誉危险,但能覆盖的信息类型比较全面且一般时效性好、准确度高;去中心化链上信息源使用区块链去除了信誉危险,但现在以 AMM 价格预言机为主,类型单一,且呈现过多起被操纵事情。

它们均能够作为广义预言机的柱石,经过聚合、相互锚定等方法使之更具鲁棒性和安全性,并参与去中心体系的作业。例如,

  • MakerDAO 构建了一个联盟预言机体系,授权若干第三方链外信息源组成联盟为财物供给价格信息,能必定程度抵挡单个中心化信息源的信誉问题,但不排除联盟合谋糜烂危险,现在依靠办理和激励机制加以办理。

  • Chainlink 提出了更为去中心化的预言机体系,经过经济激励机制和声誉体系办理无需答应的信息源。

  • Compound 提出一种将中心化链外信息锚定去中心化链上信息的方案,在保存中心化信息源优势的同时强化风控
    本文从价格预言机动身探求现在排名前三的去中心化假贷产品的选用状况(如表 1 所示),并对其原理及功能进行打开剖析及比照。

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表 1. Top3 去中心化假贷产品选用的预言机方法及信息源

MakerDAO 的联盟预言机

MakerDAO 作为老牌 DeFi 项目,在 2017 年 6 月推出了单一锚定 ETH稳定币 DAI (现更名为 SAI),并根据其自建的第一版预言机为抵押品 ETH 进行报价。该版预言机由 14 个取得 MakerDAO 答应的个人匿名信息源(Feeds)供给 ETHUSD 的报价,并经过一个聚合合约取得报价的中位数,最终喂价给 MakerDAO 体系的主合约。经过匿名性抵挡信息源节点被操纵或勒索的危险。由 MakerDAO 办理组织对信息源的选聘、信息源数量等装备参数进行办理。

MakerDAO 在 2019 年 9 月推出 第二版预言机 ,相较第一版,除了支撑多币种报价的功能改善和功能进步外,首要改善点在于:

  • 提议添加 DeFi 合作伙伴作为组织信息源(包括 dYdX、0x、Set Protocol、Gnosis);

  • 提议创立预言机团队人物及构建预言机办理结构;

  • 提出优化的预言机激励机制。

联盟预言机的危险在于使用者需信赖信息源和办理组织,上述改善致力于使 MakerDAO 预言机更加去中心化:引入去中心化信息源能必定程度缓解中心化信息源的信誉危险,但可能会引入更多被第三方操纵的危险;而办理机制和激励机制的改善对体系的影响往往是长程的,无法立竿见影。

MakerDAO 预言机原理

图 2 从左往右展现了 MakerDAO 预言机依靠链下答应信息源报价的流程(关于 DeFi 合作伙伴组织信息源的获取方法没有找到官方说明,有待进一步跟踪报道)。

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图 2. MakerDAO 预言机架构(来历:MakerDAO 官网 Docs)

  1. 为了保证链下数据安全地传输到链上,每个取得答应的信息源节点运转一个客户端(Omnia Feed Client),将用以太坊私钥签过名的价格信息经过名为 scuttlebutt 的散布式 gossip 协议广播到中继器(Omnia Relayer Network) 。

  2. 中继器监听这些签过名的音讯,查看其活性(liveness),并将价格数据和签名打包成一条以太坊买卖,广播到以太坊网络,由链上预言机模组进一步处理价格信息。

  3. 链上预言机模组首要包括 Median 和 OSM 两个合约。Median 合约首要任务是依据第 2 步推送的价格及签名序列,验证时刻戳、信息源是否在白名单、价格序列是否按递增排序、用布隆过滤器验证价格来自不同的信息源,上述验证均经过后核算中位数并代替原值。Median 合约内保护了一个信息源白名单,用于查看价格信息更新是否来自答应地址。MakerDAO 办理组织经过更新白名单来调整信息源,并有权更新核算中位数所需最少信息源数目(现在设定是 13)。

  4. OSM 是进一步进步预言机安全性的智能合约,首要用于对报价设置延时机制从而为识别和呼应潜在的安全事情预留时刻。OSM 合约内保护了一个价格行列,最新的价格信息只要在 1 个小时之后才会被“中间人”Spotter 合约选用并供主合约(Vat)调取。

紧迫预言机

紧迫预言机是 MakerDAO 抵挡进犯的最终一道防地,由 MKR 持有人投票选定。紧迫预言机有权单方面触发紧迫关停(Emergency Shutdown),故而能经过冻住单个预言机来缓解挤兑危险。

MakerDAO 预言机的时效

经过上面的流程剖析,咱们能够发现 MakerDAO 预言机的作业时效首要受以下环节影响:

信息源更新频率

信息源根据两个准则提交价格更新信息:a) 当时价格与前次提交价格不同大于规定阈值(现在设定为 1%);b) 当前次提交价格超越 6 个小时。

Median 合约更新频率

即时,取决于中继器传送频率。Median 合约每当接纳到中继器传送过来的价格序列,就会马上履行验证流程并在经过查看后更新中位数。

OSM 合约更新频率

每隔大约 1 小时(至少)。一个外部 EOA 地址经过调用一个名为 MegaPoker 的公共合约,能批量履行 OSM 合约内的 poke() 方法完成各抵押财物 OSM 合约内价格行列的更新,接着依次触发 Spotter 合约读取最新价格。为了维持这一更新频率,OSM 合约内 poke() 方法限定了只要在区块时刻戳距离满足大于等于 3600 秒时才干被再次调用。图 3 展现了现在 MakerDAO 预言机支撑的 24 种抵押财物的 OSM 合约地址及 Spotter 合约地址。

网络传输和区块生成时滞

这两个延时都在秒级,相对 OSM 一个小时延时可忽略不计。

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图 3. MakerDAO 预言机支撑的 24 种财物 OSM 合约地址及 Spotter 地址(来历:MegaPoker 合约:0x7472e5830dc6402c22bb5b3abbca14d6a058e482)

可见 MakerDAO 预言机的价格更新频率最快是 1 小时一次,但会在木桶效应下受制于 Median 合约内价格更新频率。咱们能够经过 ETHUSD 的 Median 合约买卖记录测量其更新频率。从图 3 能够看出,该合约更新报价的时刻距离在 9 分钟和 219 分钟左右呈现峰值,有 70% 的概率在 60 分钟内更新报价,即对应于 OSM 合约每隔 1 小时取得的报价是 1 小时前更新过的;而剩余 30% 的概率超越 1 小时,3.65 小时是大多数状况下该预言机价格更新延时的上限。

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图 3. MakerDAO 预言机 ETHUSD Median 合约 LogMedianPrice 事情时刻距离散布(来历:Median 合约:0x64DE91F5A373Cd4c28de3600cB34C7C6cE410C85)

Aave 选用 Chainlink 报价

Chainlink 预言机的原理

Chainlink 预言机与 MakerDAO 预言机的架构实际上十分类似,最大的区别在于信息源无需取得 Chainlink 答应,其原理和经济激励机制在其它研报多有提及,在此不打开胪陈。Chainlink 体系可简述为两类节点的作业:

链外节点

呼应聚合合约的恳求,将链外信息经过发送以太坊链上买卖的方法传输给聚合合约,聚合合约在收集到指定阈值数量的链外节点回复方生成聚合价格。

链上节点

在以太坊上运转智能合约,一般由社区用户自行资助组成,首要包括 p 署理合约(Proxy)和聚合合约(Aggregator),Proxy 内部存储了各个报价财物的最新 Aggregator 合约地址,接到用户合约的链上恳求便拜访相应 Aggregator 取得其存储的最新价格,并在同一笔链上买卖内将报价反馈至用户合约。

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图 4. 用户调用 Chainlink 预言机流程(来自官方 docs)

触发 Aggregator 合约敞开新一轮聚合报价的因素有两个:

  1. 距离前次聚合报价延时超越必定阈值;

  2. 合约会监听一些信息源的报价并与前次聚合报价比照,当价差违背必定阈值时触发。

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图 4. Chainlink 预言机关于 ETH/USD 价格数据的聚合界面(来历:https://data.chain.link/eth-usd)

图 4 是 Chainlink 对 ETH/USD 的聚合报价页面,可见现在有 21 个链外节点参与作业,价格偏差阈值是 0.5%,延时阈值 3 小时。依据 ETHUSD 的 Aggregator 合约 NewRound 日志记录频率,咱们能够测验实际的价格更新频率。如图 5 所示,更新距离峰值为 10 个区块(约 2.5 分钟),70% 的概率在 10 分钟内更新,最高上限约 70 分钟。

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图 5. Chainlink 预言机 ETHUSD Aggregator 合约 NewRound 事情区块距离散布(来历:Aggregator 合约:0x00c7A37B03690fb9f41b5C5AF8131735C7275446)

Compound 的锚定式预言机

Compound 规划了一个名为 OpenPriceFeed 的预言机体系,该体系与上述联盟预言机和去中心化预言机有所不同,选用了中心化信息源锚定 AMM 链上价格的组合方法,首要有两个合约。

OpenOraclePriceData

恣意中心化信息源(Reporters)可向 OpenOraclePriceData 合约传送用私钥签名的价格数据,OpenOraclePriceData 合约担任中登时接纳这些价格及签名信息并开放给第三方免答应调用。

UniswapAnchoredView

现在 Compound 自身体系只选用了 Coinbase Pro 供给的 API 数据。经过 UniswapAnchoredView 合约对 OpenOraclePriceData 存储的签名价格进行验证挑选,只要 Coinbase 签发、而且价格坐落 Uniswap 的 TWAP 预言机报价必定区间内,该合约才承受并更新。现在价格区间设定为最大违背锚定价格的±20%。

值得说明的是,任何人都可拜访 Coinbase Pro API 接口获取时刻戳、价格、签名信息,并将其提交至 UniswapAnchoredView 合约,只要能经过其验证,用户可取得即时价格。也就是时效是三种预言机里最好的,但是在 2020 年 11 月 26 日产生的 Compound 大规模清算事情中,Coinbase 买卖所内 DAI 的价格产生剧烈动摇,清算机器人使用这个价差,在一笔买卖内完成了抵押物价格更新和清算流程。

预言机功能比照

三款假贷产品各自选用了不同的机制来对中心化信息源的信誉危险、单点进犯危险进行风控,但预言机安全性和时效似乎是鱼与熊掌不可兼得。MakerDAO 以较为保守的方法为处理突发事情预留时刻,导致报价有至少 1 个小时的延时;Chainlink 的报价频率相对较高,现在参与报价的去中心化节点还比较少。这两者的耗时首要受制于于多个信息源的聚合阶段。Compound 的预言机现在只信任一个中心化信息源,不存在聚合过程,并答应恣意第三方触发价格更新,取得最优时效。但锚定机制设定的动摇范围在±20%,在市场呈现极端行情下单个买卖所的反常报价简单被使用;且中心化信息源产生单点故障或被进犯时,尽管能够自动弃用而依靠 AMM 预言机的报价,但这又将危险点转嫁到 AMM 预言机上了。

详解主流去中心化借贷产品预言机原理

表 2. Top3 去中心化假贷产品选用的预言机风控机制和时效比照

总结与考虑

预言机作为重要的基础设施已被广泛提及,预言机的安全性决议了去中心化体系的抗击危险能力和运转的鲁棒性,预言机报价的准确性和时效对 DeFi 业务的运营起到了至关重要的效果,特别是以假贷产品为代表的项目很多依靠超额抵押形式,预言机对抵押物价值的评价直接决议了是否以及何时触发清算。经过对去中心化假贷产品预言机安全和时效性的剖析,可见进步安全性的机制必定程度上会削弱时效,归纳比照 Chainlink 的架构有望在这两个维度取得最优权衡,但仍需更多链下节点参加来进步其去中心化特性。在 Compound 的锚定预言机形式下,添加要求的信息源数量,并保存锚定 AMM 预言机的特性,削减动摇带宽,可能是改善方向。

撰文:曹一新,上任于 HashKey Capital Research

 

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奴隶不准捍卫自己的尊严、男子气概以及其他任何东西,必须忍受侵占他们皮肤、生活和家庭的一切行为。-《被掩盖的原罪》

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