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从平安性和时效两个维度对照 MakerDAO、Aave 与 Compound 的预言机原理差异。

预言机在 *** 化金融系统中的资产订价环节尤为主要,预言机报价的平安性、时效、准确度、成本是我们应当重点关注的维度。本文周全剖析主流 *** 化借贷产物接纳的预言机原理并从平安性和时效这两个维度举行对比。

广义预言机及其信息源形式

预言机作为一种主要基础设施已被普遍讨论,已往一样平常狭义地指代为区块链提供链外可信数据的模块,本文探讨更为广义的预言机——依赖信息源为 *** 化系统运送信息的机械。运送的信息纷歧而足,可能是用于生意市场的价钱、指数、宏观参数等信息;或是用于展望市场的天气、选举等信息。而依赖的信息源可来自链上或链外,具有差其余 *** 化水平。


图 1 给出了几个示例:Coinbase 生意所提供的经署名认证的 API 是典型的由权威声誉背书的中央化链外信息源;Uniswap 作为链上原生的 *** 化生意所,提供的 TWAP 预言机是典型的 *** 化链上信息源。

这两类信息源各有优劣,中央化链外信息源存在运营方信用风险,但能笼罩的信息类型对照周全且一样平常时效性好、准确度高; *** 化链上信息源行使区块链去除了信用风险,但现在以 AMM 价钱预言机为主,类型单一,且泛起过多起 *** 作事宜。

它们均可以作为广义预言机的基石,通过聚合、相互锚定等方式使之更具鲁棒性和平安性,并介入 *** 系统的运转。例如,


MakerDAO 的同盟预言机

MakerDAO 作为老牌 DeFi 项目,在 2017 年 6 月推出了单一锚定 ETH 的稳固币 DAI (现更名为 SAI),并基于其自建的第一版预言机为抵押品 ETH 举行报价。该版预言机由 14 个获得 MakerDAO 允许的小我私人匿名信息源(Feeds)提供 ETHUSD 的报价,并通过一个聚合合约获得报价的中位数,最终喂价给 MakerDAO 系统的主合约。通过匿名性抵御信息源节点 *** 作或勒索的风险。由 MakerDAO 治理组织对信息源的选聘、信息源数目等设置参数举行治理。

MakerDAO 在 2019 年 9 月推出 第二版预言机 ,相较第一版,除了支持多币种报价的功效改善和性能提升外,主要改善点在于:

  • 提议确立预言机团队角色及构建预言机治理框架;

  • 提出优化的预言机激励机制。

同盟预言机的风险在于使用者需信托信息源和治理机构,上述改善致力于使 MakerDAO 预言机加倍 *** 化:引入 *** 化信息源能一定水平缓解中央化信息源的信用风险,但可能会引入更多被第三方操作的风险;而治理机制和激励机制的改善对系统的影响往往是长程的,无法立竿见影。

MakerDAO 预言机原理

图 2 从左往右展示了 MakerDAO 预言机依赖链下允许信息源报价的流程(关于 DeFi 互助同伴机构信息源的获取方式尚未找到官方说明,有待进一步跟踪报道)。


  1. 为了保证链下数据平安地传输到链上,每个获得允许的信息源节点运行一个客户端(Omnia Feed Client),将用以太坊私钥签过名的价钱信息通过名为 scuttlebutt 的漫衍式 gossip 协议广播到中继器(Omnia Relayer Network) 。

  2. 中继器监听这些签过名的新闻,检查其活性(liveness),并将价钱数据和署名打包成一条以太坊生意,广播到以太坊网络,由链上预言机模组进一步处置价钱信息。

  3. 链上预言机模组主要包罗 Median 和 OSM 两个合约。Median 合约主要义务是凭证第 2 步推送的价钱及署名序列,验证时间戳、信息源是否在白名单、价钱序列是否按递增排序、用布隆过滤器验证价钱来自差其余信息源,上述验证均通事后盘算中位数并替换原值。Median 合约内维护了一个信息源白名单,用于检查价钱信息更新是否来自允许地址。MakerDAO 治理机构通过更新白名单来调整信息源,并有权更新盘算中位数所需最少信息源数目(现在设定是 13)。

  4. OSM 是进一步提升预言机平安性的智能合约,主要用于对报价设置延时机制从而为识别和响应潜在的平安事宜预留时间。OSM 合约内维护了一个价钱行列,最新的价钱信息只有在 1 个小时之后才会被“中央人”Spotter 合约接纳并供主合约(Vat)调取。

紧要预言机

紧要预言机是 MakerDAO 抵御攻击的最后一道防线,由 MKR 持有人投票选定。紧要预言机有权片面触发紧要关停(Emergency Shutdown),故而能通过冻结单个预言机来缓解挤兑风险。

MakerDAO 预言机的时效

通过上面的流程剖析,我们可以发现 MakerDAO 预言机的事情时效主要受以下环节影响:

信息源更新频率

信息源基于两个原则提交价钱更新信息:a) 当前价钱与上次提交价钱差异大于划定阈值(现在设定为 1%);b) 当上次提交价钱跨越 6 个小时。

Median 合约更新频率

即时,取决于中继器传送频率。Median 合约每当吸收到中继器传送过来的价钱序列,就会马上执行验证流程并在通过检查后更新中位数。

OSM 合约更新频率

每隔约莫 1 小时(至少)。一个外部 EOA 地址通过挪用一个名为 MegaPoker 的公共合约,能批量执行 OSM 合约内的 poke() 方式完成各抵押资产 OSM 合约内价钱行列的更新,接着依次触发 Spotter 合约读取最新价钱。为了维持这一更新频率,OSM 合约内 poke() 方式限制了只有在区块时间戳距离知足大于即是 3600 秒时才气被再次挪用。图 3 展示了现在 MakerDAO 预言机支持的 24 种抵押资产的 OSM 合约地址及 Spotter 合约地址。

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网络传输和区块天生时滞

这两个延时都在秒级,相对 OSM 一个小时延时可忽略不计。


可见 MakerDAO 预言机的价钱更新频率最快是 1 小时一次,但会在木桶效应下受制于 Median 合约内价钱更新频率。我们可以通过 ETHUSD 的 Median 合约生意纪录丈量其更新频率。从图 3 可以看出,该合约更新报价的时间距离在 9 分钟和 219 分钟左右泛起峰值,有 70% 的概率在 60 分钟内更新报价,即对应于 OSM 合约每隔 1 小时获得的报价是 1 小时前更新过的;而剩下 30% 的概率跨越 1 小时,3.65 小时是大多数情形下该预言机价钱更新延时的上限。


Aave 接纳 Chainlink 报价

Chainlink 预言机的原理

Chainlink 预言机与 MakerDAO 预言机的架构现实上异常类似,最大的区别在于信息源无需获得 Chainlink 允许,其原理和经济激励机制在其它研报多有提及,在此不睁开详述。Chainlink 系统可简述为两类节点的事情:

链外节点

响应聚合合约的请求,将链外信息通过发送以太坊链上生意的方式传输给聚合合约,聚合合约在网络到指定阈值数目的链外节点回复方天生聚合价钱。

链上节点

在以太坊上运行智能合约,一样平常由社区用户自行赞助组建,主要包罗 p 署理合约(Proxy)和聚合合约(Aggregator),Proxy 内部存储了各个报价资产的最新 Aggregator 合约地址,接到用户合约的链上请求便接见响应 Aggregator 获得其存储的最新价钱,并在统一笔链上生意内将报价反馈至用户合约。


触发 Aggregator 合约开启新一轮聚合报价的因素有两个:

  1. 距离上次聚合报价延时跨越一定阈值;

  2. 合约会监听一些信息源的报价并与上次聚合报价对比,当价差偏离一定阈值时触发。


图 4 是 Chainlink 对 ETH/USD 的聚合报价页面,可见现在有 21 个链外节点介入事情,价钱误差阈值是 0.5%,延时阈值 3 小时。凭证 ETHUSD 的 Aggregator 合约 NewRound 日志纪录频率,我们可以测试现实的价钱更新频率。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。


Compound 的锚定式预言机

Compound 设计了一个名为 OpenPriceFeed 的预言机系统,该系统与上述同盟预言机和 *** 化预言机有所差异,接纳了中央化信息源锚定 AMM 链上价钱的组合形式,主要有两个合约。

OpenOraclePriceData

随便中央化信息源(Reporters)可向 OpenOraclePriceData 合约传送用私钥署名的价钱数据,OpenOraclePriceData 合约认真中立地吸收这些价钱及署名信息并开放给第三方免允许挪用。

UniswapAnchoredView

现在 Compound 自身系统只接纳了 Coinbase Pro 提供的 API 数据。通过 UniswapAnchoredView 合约对 OpenOraclePriceData 存储的署名价钱举行验证筛选,只有 Coinbase 签发、而且价钱位于 Uniswap 的 TWAP 预言机报价一定区间内,该合约才接受并更新。现在价钱区间设定为最大偏离锚订价钱的±20%。

值得说明的是,任何人都可接见 Coinbase Pro API 接口获取时间戳、价钱、署名信息,并将其提交至 UniswapAnchoredView 合约,只要能通过其验证,用户可获得即市价钱。也就是时效是三种预言机里最好的,然则在 2020 年 11 月 26 日发生的 Compound 大规模整理事宜中,Coinbase 生意所内 DAI 的价钱发生猛烈颠簸,整理机械人行使这个价差,在一笔生意内完成了抵押物价钱更新和整理流程。

预言机性能对比

三款借贷产物各自接纳了差其余机制来对中央化信息源的信用风险、单点攻击风险举行风控,但预言机平安性和时效似乎是鱼与熊掌不能兼得。MakerDAO 以较为守旧的方式为处置突发事宜预留时间,导致报价有至少 1 个小时的延时;Chainlink 的报价频率相对较高,现在介入报价的 *** 化节点还对照少。这两者的耗时主要受制于于多个信息源的聚合阶段。Compound 的预言机现在只信托一其中央化信息源,不存在聚合历程,并允许随便第三方触发价钱更新,获得最优时效。但锚定机制设定的颠簸局限在±20%,在市场泛起极端行情下单个生意所的异常报价容易被行使;且中央化信息源发生单点故障或被攻击时,虽然可以自动弃用而依赖 AMM 预言机的报价,但这又将风险点转嫁到 AMM 预言机上了。


总结与思索

预言机作为主要的基础设施已被普遍提及,预言机的平安性决议了 *** 化系统的抗击风险能力和运行的鲁棒性,预言机报价的准确性和时效对 DeFi 营业的运营起到了至关主要的作用,稀奇是以借贷产物为代表的项目许多依赖超额抵押模式,预言机对抵押物价值的评估直接决议了是否以及何时触发整理。通过对 *** 化借贷产物预言机平安和时效性的剖析,可见提高平安性的机制一定水平上会削弱时效,综合对比 Chainlink 的架构有望在这两个维度获得最优权衡,但仍需更多链下节点加入来提高其 *** 化特征。在 Compound 的锚定预言机模式下,增添要求的信息源数目,并保留锚定 AMM 预言机的特征,削减颠簸带宽,可能是改善偏向。

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