Университет Корнелла: от оракула к затруднениям и надеждам Web3

? Автор: Ло Хан Лун Дао

В идеальном децентрализованном государстве, задуманном технологиями web3, точность информации всегда остается в центре внимания и является основным гарантией хорошего функционирования мира без доверия (trustless). Таким образом, в экосистеме блокчейна компонент, называемый оракулом (oracle), возлагает большие надежды на содействие обмену информацией. Исследование, которое мы представляем сегодня, сосредоточено на проблеме оракулов в блокчейне, исследуя трудности, с которыми сталкивается технология web3 в реальном мире, и способы их преодоления.

Оракул, переводимый как "оракул", происходит от латинского слова ōrāre, что означает "говорить", или обозначает человека или вещь, передающую предсказания.

Самым важным оракулом в Древней Греции, безусловно, является Дельфийское предсказание (Delphic maxims). В настоящее время, возможно, наиболее известной является компания Oracle Corporation, поставщик услуг баз данных, названный в честь оракула. Кроме того, в статистическом обучении и теории высоких измерений оракул также используется для обозначения идеализированного оценочного значения.

Тем не менее, сегодня мы обсуждаем "оракул", который является ключевой инфраструктурой в экосистеме блокчейна (также переводится как "оракул"). По определению, оракул — это механизм, который записывает информацию из внешнего мира в блокчейн, являясь мостом между смарт-контрактами и реальным миром.

Недавно профессор Джун Лин из Школы бизнеса Джонсона Корнеллского университета провел лекцию о Ло Хан Лун Дао, начав с проблем, с которыми сталкиваются оракулы блокчейна, и введя совершенно новую концепцию: трилемма оракула (Oracle Trilemma). Он считает, что ни одна система оракулов не может одновременно удовлетворять следующим трем характеристикам:

• Децентрализация (Decentralization)

• Достоверность (Truthfulness)

• Масштабируемость (Scalability)

Затем профессор Джун Лин поделился тем, как смягчить эту проблему в текущем технологическом контексте, и обсудил ограничения децентрализованных технологий, а также сочетание централизованных и децентрализованных экосистем.

Экосистема блокчейна не "открыта"

Несмотря на то, что открытые блокчейны, такие как Биткойн и Эфириум, открыли свои двери для всех, сама экосистема остается закрытой. Другими словами, хотя мы можем свободно присоединяться к этим двум экосистемам, между Биткойном и Эфириумом нет естественного моста.

На самом деле, для любых двух цифровых платформ, до тех пор, пока мы не введем искусственный канал связи, между платформами по умолчанию нет взаимодействия. Эта нехватка взаимодействия существует не только между платформами, но и широко распространена между платформами и реальностью.

Представьте себе, что два человека подписали смарт-контракт на Эфириуме, делая ставку на погоду на завтра. Мы прекрасно понимаем: только после того, как реальная погода будет раскрыта в реальном мире, этот контракт сможет продолжиться. Чтобы продвинуть выполнение контракта, нам нужно перенести информацию из реального мира (off-chain) в Эфириум (on-chain). Именно из-за этой взаимной независимости экосистем мы считаем, что блокчейн еще не достаточно "открыт", и поэтому нам нужны оракулы и сети оракулов для содействия обмену информацией.

На практике платформа прогнозирования Polymarket, полагающаяся на систему оракулов UMA (Universal Market Access), продемонстрировала довольно успешные результаты, и этот децентрализованный механизм предложил нам отличный способ агрегирования информации. Мы также видим, что индустрия оракулов сотрудничает с традиционными финансовыми учреждениями, такими как SWIFT и Google Cloud, и наблюдаем, что профессионалы проводят интересные эксперименты, например, как внедрить AI-агентов в сеть оракулов для автоматического сбора информации из реального мира, а также как установить стандарты взаимодействия между цепочками для содействия обмену.

Начнем с проблемы оракулов в блокчейне

Далее мы сначала представим подробный контекст проблемы оракулов и вспомним о развитии индустрии оракулов, направленной на решение этой проблемы.

Как мы уже упоминали, отдельный блокчейн является изолированной системой, которая сама по себе не имеет полномочий на получение внешних данных, и нам нужны оракулы, чтобы принести информацию в блокчейн. Причина, по которой это называется "проблемой", заключается в том, что мы не можем гарантировать, что эта внешняя информация является точной и надежной, особенно когда мы чрезмерно полагаемся на централизованные оракулы. Конечно, это не умаляет достоинств централизованных оракулов, на самом деле они показывают отличные результаты в некоторых областях. Но во многих ситуациях мы все же надеемся на децентрализованную систему.

С экономической точки зрения, мы не стремимся специально восхвалять какую-либо форму. Если децентрализованная система может помочь нам достичь поставленных целей (таких как точность, справедливость, инклюзивность и т.д.), то мы, естественно, будем рады ее принять. Более того, судя по текущим наблюдениям, наш оптимальный выбор, вероятно, будет сочетанием централизованных и децентрализованных систем. Но в любом случае, в данный момент мы должны больше сосредоточиться на децентрализованных структурах, предложенных в отрасли, и на достигнутом ими прогрессе.

Следует отметить, что децентрализованная сеть оракулов все еще сталкивается со многими проблемами, такими как возможность сговора между узлами оракулов, а также отсутствие достаточной коммуникации в условиях множественного равновесия, что затрудняет определение нашего направления. На практике мы также видели множество инцидентов, вызванных децентрализованными сетями оракулов, таких как атака на оракул bZx, аномалия цен BTC Pyth и т.д. Именно поэтому нам нужно лучше понять преимущества и ограничения сети оракулов.

Что такое трилемма оракула

Мы введем совершенно новую концепцию: трилемма оракула.

Вы, возможно, слышали о похожей концепции, называемой трилеммой блокчейна, которая утверждает, что публичный блокчейн не может одновременно удовлетворять трем характеристикам: децентрализации (decentralization), безопасности (security) и масштабируемости (scalability).

Мы считаем, что эта новая концепция ставит более сложную задачу. Мы знаем, что для блокчейна вся информация находится на цепочке; например, в Биткойне вся информация о транзакциях доступна в сети, поэтому проверка информации не так уж сложна.

Но для сети оракулов нам нужно агрегировать большое количество информации из внешней экосистемы блокчейна, что означает, что сначала мы должны беспокоиться о том, можно ли доверять этой информации. Во-вторых, нам нужно подумать о том, как агрегировать и сообщать информацию, загружая ее в блокчейн.

Чтобы решить эти проблемы, нам нужны изящные механизмы проектирования и проектирования информации для предоставления правильных стимулов, и именно в этом экономисты имеют преимущество в этой области.

Конкретно, трилемма оракула означает, что ни одна система оракулов не может одновременно удовлетворять трем характеристикам: децентрализации (decentralization), достоверности (truthfulness) и масштабируемости (scalability).

Мы можем рассмотреть простой пример: предположим, что существует базовый факт, но ни один узел в сети оракулов не может идеально наблюдать этот факт, наблюдение отдельного оракула будет искажено шумом.

Но когда количество оракулов становится достаточно большим, мы предполагаем, что среднее значение наблюдений будет достаточно близким к истинному значению. После того как каждый оракул зафиксирует свои сигналы, каждый из них должен решить, какую информацию сообщить системе; они могут честно сообщить свои наблюдения, хотя это может отличаться от истинного значения, или они могут солгать, ведь только они знают о своих наблюдениях. После получения всех отчетов от узлов оракулов система агрегирует всю информацию, чтобы дать окончательный прогноз.

Эти три характеристики — это свойства, которые мы надеемся, что сеть оракулов будет иметь в идеальных условиях, но давайте представим, что наша сеть оракулов уже удовлетворяет децентрализации и масштабируемости, и множество узлов оракулов сообщает системе информацию, что приводит к тому, что честный отчет одного узла имеет незначительный предельный вклад для всей системы. Когда стоимость получения информации для некоторых оракулов становится слишком высокой, они естественно могут возникнуть идеи о том, чтобы "пользоваться услугами других". Из-за этой озабоченности достоверность агрегированной информации не является единственным состоянием равновесия. Аналогично, другие две ситуации также могут быть обоснованы. Оуян Шу Мяо (Оксфордский университет): Когда количество узлов оракулов становится достаточно большим, согласно закону больших чисел, шумовые элементы будут взаимно компенсироваться, чтобы гарантировать, что мы можем получить точный сигнал. С этой точки зрения, возможно ли сбалансировать точность информации и масштаб системы? Джун Лин: Да, мы, конечно, хотим увеличить количество узлов, чтобы помочь нам устранить шум. Но проблема в том, что не все узлы обязательно будут честно сообщать свои наблюдения, и это проблема стимулов. В "хорошем" равновесии, если я знаю, что все будут честно сообщать, то я с большой вероятностью тоже скажу правду, но слишком высокая стоимость получения информации вполне может изменить мою волю, что снизит качество агрегированного результата и отдалит его от истинного значения. То, что мы только что описали, является даже слабой формой (weak form) невозможной трилеммы, то есть одновременно достичь трех целей сложно. На самом деле, здесь есть и сильная форма (strong form): одновременно достичь любых двух целей также довольно сложно. Представьте себе, если наша сеть оракулов одновременно обладает децентрализацией и масштабируемостью, это означает, что множество узлов предоставляет информацию в блокчейн, но мы знаем, что емкость блокчейна ограничена, и она подвержена ограничениям, таким как энергия, поэтому технически очень сложно поместить все данные в цепочку. Другими словами, не учитывая достоверность информации, эксплуатация такого блокчейна сама по себе является сложной задачей.

Можем ли мы решить проблему

Как экономисты, мы попытаемся решить эти (сильные формы) проблемы уникальным способом, характерным для экономики.

Во-первых, инновации в архитектуре могут в определенной степени смягчить противоречие между децентрализацией и масштабируемостью. Мы только что упомянули, что стоимость агрегирования всей информации на цепочке довольно высока, но если мы сможем позволить сети оракулов завершить отчет и агрегирование информации вне цепочки, загружая только окончательную агрегированную информацию в блокчейн, стоимость этого процесса значительно снизится, что обеспечит масштабируемость. Более важно, снижение стоимости приведет к более позитивным результатам: больше узлов оракулов будут готовы участвовать в экосистеме блокчейна, что будет способствовать децентрализации.

Во-вторых, введение механизма предупреждения может одновременно усилить достоверность и масштабируемость. Конкретно, когда участники экосистемы считают, что текущая агрегированная информация значительно отличается от истинного значения, мы разрешаем им выдавать предупреждение. Затем надежная, но с высокой стоимостью проверки третья сторона может подтвердить или опровергнуть предупреждение. Если это предупреждение признается действительным, участвующие оракулы, вызвавшие сбой, будут наказаны, а инициатор предупреждения получит вознаграждение, и наоборот. Этот механизм может искусно сбалансировать стоимость, риски и стимулы, обеспечивая достоверность информации. Однако, поскольку мы часто предполагаем, что высокозатратные механизмы проверки действительно существуют и трудно манипулируются, зависимость от надежных третьих сторон, безусловно, становится ограничением этого механизма.

В-третьих, текущий дизайн стимулов в блокчейне почти всегда статичен, в то время как как экономисты мы более привыкли думать о динамических структурах стимулов. Представьте себе, когда наступает криптовалютная зима, стоимость токенов снижается, и стимулы, которые они могут предоставить, ограничены. Вводя подходящие динамические стимулы, мы надеемся, что узлы оракулов смогут поддерживать хорошую производительность в "зиму", потому что они понимают, что репутация, которую они создают сейчас, принесет значительные дивиденды в будущем. Таким образом, динамическое проектирование механизмов может решить проблемы децентрализации и достоверности.

Тем не менее, даже если мы полностью решим трилемму оракула, мы все равно не сможем полностью устранить угрозы безопасности блокчейна и не сможем гарантировать долгосрочную устойчивость экосистемы. Блокчейн-оракулы имеют множество уязвимостей как на техническом, так и на экономическом уровне, и нам нужны надежные архитектурные и механические дизайны, чтобы устранить эти недостатки.

Каковы перспективы сети оракулов

Помимо предоставления данных, сеть оракулов также может интегрироваться с финансовыми, торговыми и другими отраслями разнообразными способами, и интеграция с сетью оракулов также повлияет на производительность, стабильность и взаимосвязанность блокчейна и протоколов.

Например, недавнее исследование профессора Джун Лина проанализировало 4988 DeFi-протоколов с начала 2021 года по ноябрь 2024 года, чтобы оценить влияние интеграции оракулов. Они обнаружили, что протоколы, интегрированные с децентрализованной сетью оракулов, в первый месяц после завершения интеграции увеличили свои активы на 75% и рыночную капитализацию на 43%. Этот эффект особенно заметен в протоколах, которые завершили интеграцию до запуска приложения.

Смотрим в будущее, сеть оракулов очерчивает широкие перспективы для академических исследований и развития отрасли. В целом, трилемма оракула остается основной проблемой, и будущие исследования должны в первую очередь сосредоточиться на разработке рекурсивных механизмов стимулов, которые обеспечивают достоверность в масштабируемых системах, в то время как полная децентрализация, возможно, не является нашей конечной целью; смешанная архитектура, сочетающая централизованные и децентрализованные элементы, может лучше сбалансировать скорость, стоимость и безопасность. Кроме того, исследование эффективных и устойчивых моделей управления имеет решающее значение для решения трилеммы оракула и построения долгосрочной устойчивой структуры управления. Чэнь Лун (Ло Хан Танг): Я очень ценю усилия экономистов, которые работают над сочетанием механического проектирования и технологий. Современные исследования о web3 напоминают мне о 70-х и 80-х годах прошлого века, когда множество количественных специалистов пришли на Уолл-стрит. Но я считаю, что есть одно основное отличие от сегодняшней области: текущий web3 более революционен, они хотят создать мир без доверия, заменив текущий мир, основанный на институтах. У меня есть три вопроса и одно последнее замечание:

Во-первых, вы только что упомянули, что не являетесь сторонником децентрализованных систем, вы хотите убедиться, что эти системы действительно эффективны. На основе ваших многолетних исследований и наблюдений, каковы реальные достижения в этой области, кроме DeFi?

Во-вторых, можете ли вы представить себе другой полезный децентрализованный мир, кроме криптовалют? И такой мир действительно нужен нам. Если такой мир действительно существует, каким он должен быть? Или, если будущее будет сочетанием централизованного и децентрализованного мира, где же будут границы между ними?

В-третьих, насколько велико влияние сети оракулов, приведет ли это к взрывному (или довольно высокому) росту на уровне приложений? Кажется, что децентрализованные системы в конечном итоге все равно должны интегрироваться в этот централизованный мир, так что, с этой точки зрения, предельное улучшение, которое они приносят, может быть довольно ограниченным?

Наконец, у меня есть одно замечание. Я считаю, что, как вы нам показали, надежные данные по-прежнему очень важны, и это тесно связано с текущим институциональным контекстом мира. Я считаю, что мир без доверия все еще очень далек от нас, или, другими словами, такие децентрализованные системы в конечном итоге являются лишь дополнением к нашему реальному миру, а не заменой. И область, которая сможет извлечь из этого наибольшую выгоду, будет той, которая сможет гармонично сочетать оба аспекта. Джун Лин: Ваши комментарии на самом деле уже ответили на ваши вопросы! Во-первых, по поводу прогресса, по сравнению с генеративным ИИ, прогресс в DeFi и децентрализованных системах на самом деле довольно медленный. Я считаю, что на сегодняшний день самым успешным приложением являются стейблкоины (stablecoin), особенно в многополярном мире, они имеют потенциал для поддержания роста.

Кроме того, правительства и различные учреждения, похоже, не полностью против стейблкоинов, даже можно сказать, что их отношение к ним более открытое, чем к цифровым валютам центральных банков. Другим примером являются децентрализованные биржи (DEX), хотя по масштабам они еще не достигли уровня, способного бросить вызов традиционным биржам, но механизмы, которые они вводят, довольно интересны, и эти новые приложения очень активны. Я также считаю, что токенизация реальных активов обязательно станет важным событием, независимо от того, используем ли мы централизованные или децентрализованные системы, сеть оракулов будет очень актуальна.

Что касается второго вопроса, на самом деле мне тоже трудно представить полностью децентрализованный мир, но это вполне интуитивно для экономистов. Мы знаем, что все дело в компромиссах, независимо от того, централизованные они или децентрализованные, у них есть свои преимущества и недостатки, и мы, вероятно, получим оптимальное внутреннее решение. Это, конечно, не понравится тем, кто является фанатиками блокчейна, они, безусловно, хотят "децентрализовать ради децентрализации". Такие группы, безусловно, существуют, но я сомневаюсь в их способности подорвать любые рыночные силы. Я считаю, что люди в конечном итоге движимы стимулами, и если централизованные системы полезны, почему бы не оставить их? В этом смысле я могу представить себе мир, который более виртуализирован и растет вместе с web3.

Наконец, учитывая, что мы рассматриваем сочетание централизованных и децентрализованных систем, я считаю, что влияние сети оракулов довольно велико. У централизованных систем есть множество проблем, таких как слишком высокая концентрация рынка, слишком большая рыночная власть у отдельных цифровых платформ и т.д. В последнее время мы видели, что JD.com привлекла большое внимание общественности, платформа выразила свою огромную искренность к курьерам. Но с экономической точки зрения, когда одна платформа становится монопольной силой, никто не может гарантировать, что она не вернется и не начнет эксплуатировать своих сотрудников, поставщиков и потребителей.

Я считаю, что децентрализованная структура является одним из способов решения этой проблемы. В противном случае мы будем постоянно обсуждать антимонопольные вопросы и вынуждены будем разделить большую платформу, теряя преимущества, которые дает нам масштаб.

С этой точки зрения, я считаю, что если мы находимся в смешанной модели, роль сети оракулов будет очень велика, потому что оракулы являются ключом к цифровизации, а цифровизация является основной темой. Если мы готовы поверить в установку в духе Хайека, что информация очень локализована, то использование централизованных узлов для агрегирования информации будет очень сложным, и это как раз дает разумный стимул для построения децентрализованной системы. Чэнь Лун (Ло Хан Танг): Я считаю, что правильное направление — это исследовать недостатки неэффективности в различных мирах и найти механизм, который сможет объединить их сильные стороны. Джун Лин: Еще один момент: когда мы рассматриваем информацию и доверие, мы даже видим, что даже на централизованных платформах web2 уже появляется тенденция к децентрализации.

Например, из-за взрыва информации у нас больше нет надежных централизованных источников информации. В это время вопрос о том, как проверять информацию, становится проблемой, что очень затрудняет производство и агрегирование информации для всего общества. Либо мы идем по пути web3, предоставляя подходящие стимулы для источников информации, либо мы вводим больше регулирования и проверки источников информации.

Если мы позволим платформам расти без каких-либо ограничений, честно говоря, я не знаю, как можно доверять этой информации, и это определенно большая проблема для общества. Тан Бо (Гонконгский университет науки и технологии): В трилемме оракула, которую вы представили, какая характеристика, по вашему мнению, является наиболее важной? В смешанной модели, сочетающей централизованные и децентрализованные элементы, какие функции вы считаете можно делегировать централизованным системам? А какие функции должны оставаться децентрализованными?

Во-вторых, каковы основные вызовы, с которыми мы сталкиваемся при сочетании ИИ и оракулов? Когда два этих элемента переплетаются, столкнемся ли мы с новыми системными рисками или этическими дилеммами? Джун Лин: Я сначала отвечу на второй вопрос. Я считаю, что полезно иметь AI-агента, который может непрерывно контролировать и сообщать информацию; такая автоматизированная программа может хорошо заменить часть нашей работы.

Во-вторых, когда нам нужно провести стресс-тест системы, мы можем использовать AI-агента для моделирования, что имеет преимущества по сравнению с традиционными методами ABM, и это применимо не только к сети оракулов, но и к традиционным экономическим формам.

Что касается связанных исследований, если в вашей статье одновременно есть два популярных термина "AI" и "web3", учитывая, что наша профессия довольно консервативна, кто-то может сказать: "А, вы просто следите за модой". Эта критика иногда не лишена оснований, но, тем не менее, я считаю, что написать академическую статью, связывающую оба аспекта, все же является сложной задачей.

Однако для отрасли я считаю, что профессионалы исследуют сочетание AI и оракулов, хотя они могут быть немного чрезмерно оптимистичны и всегда спешат искать следующую точку роста.

Но именно поэтому я всегда верю, что экономисты могут участвовать в этой отрасли, предоставляя наши идеи. Например, что является настоящим инновацией? Что технически осуществимо, но экономически нецелесообразно? Все это требует нашего тщательного анализа.

Возвращаясь к вашему первому вопросу, я считаю, что наши взгляды на децентрализацию совпадают; путь "децентрализовать ради децентрализации" вряд ли сработает. На этой основе я считаю, что масштабируемость не является слишком сложной задачей, по крайней мере, у нас есть много опыта, на который можно опереться на техническом уровне. Лично я считаю, что достоверность является более сложной и важной задачей.

Независимо от качества информации вне цепочки или механизма агрегирования информации, эти вызовы требуют изменений в текущих механизмах, а в настоящее время нам очень не хватает размышлений о наилучшем проектировании механизмов, что представляет собой огромную возможность для экономистов. Когда пришла волна интернета (dot-com), мы опоздали на 20 лет. Теперь, сталкиваясь с новой волной web3 и цифровых сетей, я считаю, что сейчас — отличная возможность.