硬件预言机：连接现实世界和区块链

区块链应用存在于其自身的数字领域，与被称为“现实世界”的“肉体空间”完全正交。无论是去中心化应用还是智能合约，它们的影响范围都仅限于其可控范围。任何应用场景的设想最终都会面临这样一个难题：应用如何才能高效、安全地与物理世界交互？

我们需要与物理世界进行输入/输出的网关，这些网关也被称为“预言机”。预言机是可信实体，负责对世界状态做出声明。根据我们对“物理世界”的具体定义，以及是否存在关于我们需评估的状态的共识，预言机的实现方式各不相同。

软件预言机

原产地证明（TLS公证）

当您所需信息可在网上获取时，基于简单软件的预言机就能提供高效的解决方案。它们可以回答一些简单的问题，例如：“比特币兑换成欧元是多少？”、“这架飞机延误超过30分钟了吗？”或“昨天这座城市下雨了吗？”。这些数据都可以在互联网上找到，并且可以从航空公司、金融数据聚合商或气象机构等可信来源提取。

预言机可以通过加密技术证明数据的来源（TLS公证人并将信息推送至智能合约。预言机公开声明安全网页的内容，并为去中心化应用程序提供可操作的入口。例如， 甲骨文 是一个提供“预言机即服务”的平台。

这种实现方式在技术上有利有弊，但主要问题在于信息来源的可靠性。如果是来自信誉良好的网站的天气数据，或许可以接受，但如果是更复杂的问题，例如事实或事件呢？

我们应该相信维基百科吗？版本之争可能会严重影响其权威性，使其结论毫无价值。确凿的事实总可以从不同的可信来源（例如财经新闻、天气数据、体育赛事结果等）进行交叉验证，但对于更复杂的问题，这种方法就行不通了。

基于共识的预言机

像Augur这样的去中心化预测市场严重依赖预言机来判定事件结果。然而，为了避免市场操纵，这些预言机不能基于单一实体（无论是谷歌还是维基百科）的信任。解决方案是使用基于信誉的较为复杂的共识机制，最终构建去中心化的预言机。

之前所有的预言机实现都最适用于可以通过共识确定的事实。

但是，实时、非公开、以用户为中心的数据呢？

有些事实无法通过共识或公开数据证实来确定。例如：

• 这个集装箱现在在哪里？
• 这扇门锁了吗？
• 这台发动机在过去 60 分钟内的碳排放量是多少？
• 这辆车的当前速度是多少？
• 我的心跳是什么？

硬件预言机

本地和私有数据源

某些应用需要从物理世界获取信息或读数，而数据仅存在于目标物体（或人）内部。测量必须在本地进行，而且通常是实时进行。由于数据是私密的，因此无法通过公共渠道或共识来保证信息的准确性。以下是一些涉及此类设置的应用和用例：

• 工业供应链、可追溯性、能源……
• 共享经济点对点汽车/公寓租赁、智能物品……
• 保险汽车安全保险、个人健康保险……

以智能合约保险为例，驾驶员缴纳保费，希望因其良好的道路驾驶行为而获得奖励。超速驾驶员将被扣除保费，这些保费将进入一个资金池，供所有“守法公民”共享。道路安全协会可以向资金池捐款，从而为良好驾驶提供更大的激励。

这种方法的难点在于找到一种安全且不可篡改的方法来监控车辆速度：如果能够模拟完美的驾驶或将追踪器连接到另一辆车上，保险系统将完全可以被操纵，最终崩溃。

可加密验证的防篡改传感器

为了能够安全地报告读数（来自任何类型的传感器），需要以下几点的组合：

• 对传感器读数进行加密认证，验证测量数据的来源：每个设备都有一个私钥，用于对传出的有效载荷进行签名（使用随机数以防止重放攻击）。
• 在读取器设备上安装防篡改装置，以便在有人试图篡改（连接到其他对象、注入虚假刺激等）时，通过擦除私钥使其无法运行。

这些安全读取设备被称为硬件预言机，它们是连接物理世界和区块链领域的门户。

部署这些预言机需要配置系统（主认证密钥和设备识别密钥），并制定策略来监督其正确的初始安装（确保它们测量的是我们想要测量的内容）。长期信任通过防篡改功能和安全元件对私钥的保护来保证。

硬件预言机内部传感器数据的加密认证

从设计上讲，这种方法既非无需信任，也非完全去中心化。以汽车智能合约保险为例，追踪器必须拥有正确的认证密钥（因此需要从特定供应商处购买），并且必须建立一套审计策略来随机验证其安装是否正确（因此需要一些外部可信方/审计员）。

然而，由于大多数硬件预言机的使用场景都需要某种集中化或权威性，因此这种设计非常合适。

如果没有可靠的硬件预言机技术，面向工业、保险和共享经济的去中心化应用将无法存在。我们预测，从长远来看，这些设备将会得到大规模部署。

Ledger 为工业和企业级区块链应用场景提供技术支持。如果您想了解更多关于我们的硬件预言机和区块链计算机解决方案的信息，请联系他们。

埃里克·拉尔切夫是Ledger的联合创始人兼首席执行官。自 1996 年以来，他一直是一位连续创业者，在欧洲创办了多家公司。2013 年，他对比特币产生了兴趣，并在巴黎创办了 La Maison du Bitcoin——一家法国比特币中心，之后又联合创办了 Ledger。