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一文读懂混合型智能合约：如何结合链上与链下计算资源？

混合型智能合约包含链上运行的代码和链下数据、计算资源，预言机可为其提供喂价、储备金证明、可扩展计算等功能。

撰文：Chainlink

混合型智能合约包含区块链上运行的代码以及区块链下的数据和计算资源，这些资源由去中心化预言机网络传输至链上。 混合型智能合约可以协调复杂的经济和社会活动，具有区块链防篡改的特质，并且可以安全地接入链下预言机服务，实现各种创新功能，如可扩展性、保密性、公允排序以及接入任何链下数据源或系统。

本文将明确定义混合型智能合约在区块链信任模式中的作用，并阐述Chainlink预言机为混合型智能合约提供的各种去中心化服务，以及这一发展将如何催生出新一代的混合型智能合约应用。 这些连通了链下资源的混合型智能合约将在未来席卷几乎所有主流行业，并改变整个社会的合作方式。

预言机如何扩展区块链上的合作方式

区块链在本质上是促进可信合作的计算基础架构，这是它的关键功能。 参与者有了信任，才会坚定地认为合作关系是可靠、真实且有效的。 在合作中建立信任最常见的方式就是签署合约。 合约定义了各方的法律和商业义务，以及他们行为会受到的奖励和惩罚。 然而，如今的合约义务执行机制却漏洞百出。 甚至一些情况下，某个参与者会拥有绝对优势，比如操纵和影响合约执行机制，比对手方得知更多消息，或拥有更多时间和资本延长仲裁过程。 因此，现在的合约系统变成了：你必须相信对手方的品牌背书，才能信任你们之间的合作关系是牢靠的。

区块链技术的出现使合作从品牌背书转向了基于算法的信任（math-basedtrust)。 合约的存放、执行和托管都转移到了去中心化网络中运行的代码逻辑中，个人完全无法干预和篡改。 区块链就像一台没有联网的计算机，可信度非常高，因为它是一个封闭的环境，并且只能实现几种容易执行的功能，比如在一个封闭账本中的多个地址之间转移通证。 这种设置是有意而为。 虽然区块链的封闭性和功能的单一性为它带来了防篡改性和高度的确定性（这也是区块链最有价值的地方），但同时也排除了任何需要接入链下数据、计算或功能的合作方式。

由于用户希望扩展区块链上可行的合作方式，因此预言机以及混合型智能合约相继出现。 预言机为区块链接入外部世界提供了安全的门户，让智能合约应用可以验证外部事件，基于外部系统触发操作，并完成在链上无法实现的计算任务。

Chainlink2.0白皮书中提到，去中心化预言机网络（DONs）极大扩展了智能合约可以实现的链上合作方式。 去中心化金融（DeFi）的快速崛起就是一个很好的例子。 Chainlink去中心化预言机网络将金融市场数据传输到区块链，支持Aave货币市场、Synthetix衍生品平台、dYdX杠杆交易市场以及Ampleforth算法稳定币等各种混合型智能合约协议，因此加速了DeFi的发展。

混合型智能合约的构成要素

混合型智能合约应用包含两个部分，即：1）智能合约——这是专门在区块链上运行的代码；2）去中心化的预言机网络——这是为智能合约提供的安全链下服务。 这两个模块安全地无缝交互，共同形成了混合型智能合约应用。 最后，链上代码通过许多独特的方式得到增强，并且激活了一系列全新的应用场景，突破了之前链上代码在技术、法律或金融等方面的限制。

混合型智能合约将两个完全不同的计算环境同步在一起，打造出区块链或预言机网络单独无法实现的应用功能，并且将这两个环境中独一无二的优势结合在一起。 链上代码在极其安全且功能受限的区块链环境中运行，攻击表面较小，因此用户在执行和储存时可以获得极高的确定性，代码一定会严格执行，结果将被永远储存在链上，不可篡改。 而DON则在链下运行，因此可以更灵活地实现更多功能并访问更多数据。

值得注意的是，DON也具有非常高的防篡改性和可靠性，可以与智能合约相媲美，但不同的是，DON是在封闭的链下环境中运行，并且采用了多种安全机制。 每个DON都会为一个应用提供定制化的去中心化服务，也就是说同一条区块链上的其他智能合约与这个DON的性能没有任何关联，而且保障所有智能合约安全的底层区块链共识机制也不会有任何风险。 DON作为独立的服务，不仅在安全上具有优势，而且还兼具灵活性，可以验证并计算更复杂且开放式的链下数据。

比如，一些智能合约选择接入DON的标准是去中心化水平以及加密经济安全性，而另一些智能合约则会选择节点声誉高且采用了高级加密技术展开可验证隐私计算的DON。 在这些异构网络中，可以并行几千个或甚至几百万个DON，每个DON之间不会相互依赖，并可以为具体应用提供专门的去中心化服务。 同一个DON的用户也可以共摊服务成本（如：目前众多DeFi协议共同使用ChainlinkETH/USD喂价预言机，并分摊成本）。 这个框架非常重要，可以同时为所有区块链和应用提供服务，比如为高速区块链上运行的应用接入链下数据并保障隐私。 另外，去中心化程度较高的区块链上的应用也需要接入可扩展的计算资源。

混合型智能合约如何结合链上和链下计算资源

为了进一步了解链上和链下模块的差异，我们先为每个模块明确定义：

链上模块：区块链

维护账本，可靠地托管用户资产，并与私钥交互。

处理用户之间不可逆的转账交易，执行最终结算。

解决分歧，建立安全护栏，保障DON的链下服务正常运行。

链下：去中心化的预言机网络

从链下API安全地获取和验证数据，并传输到区块链和layer-2网络中的智能合约。

为区块链和layer-2网络中的智能合约展开各种计算任务。

将智能合约输出的数据传输至其他区块链或链下系统。

混合型智能合约结合了链上代码和链下去中心化预言机网络，实现更高级的区块链应用

Chainlink去中心化服务为混合型智能合约保驾护航

定义了混合型智能合约之后，我们来讨论一下ChainlinkDON为智能合约提供的各种去中心化服务。 这些去中心化服务可以大致分为两类，即：链下数据和链下计算。

链下数据

DON可以在各种链下数据和区块链之间搭起连通桥梁，为混合型智能合约输入所需数据。以下是初步可以访问的数据类型：

喂价——从几百家交易平台聚合的资产价格数据，数据基于交易量加权计算，并剔除了异常值和虚假交易。

储备金证明——关于通证资产当前储备金余额的最新数据，比如WBTC的比特币抵押资产，或TUSD的美元抵押资产。

任何API——来自受密码保护API接口的付费数据，数据类型涵盖天气预报、体育比赛结果、企业后台数据以及物联网数据。

区块链中间件——区块链抽象层，使链下系统可以接入任何区块链网络中的智能合约，双向读写数据。

链下计算

DON可以代表智能合约执行一系列链下计算，帮助智能合约获取某些数据，或者打造原生区块链上无法实现的功能，比如隐私保护、可扩展性以及公允排序。以下是目前已经实现和未来即将实现的部分DON计算功能：

Keeper网络——指定期维护智能合约的自动化bot，在适当的时间点启动合约，执行关键的链上功能。

链下报告（OCR）——以可扩展的方式聚合DON预言机节点响应的数据，然后将聚合数据在单笔交易中发送至链上，以降低链上成本。

可扩展的计算——为智能合约执行实现高吞吐量和低成本，采用现成的layer-2技术定期与链上同步。

可验证随机函数（VRF）——安全地生成可验证的随机数，采用加密证明技术，证明过程的完整性。

数据和计算隐私——保护隐私的预言机计算功能采用零知识证明（DECO）、可信硬件（TownCrier）、安全的多方计算以及特定的DON委员会制度，将敏感数据保密地传输至智能合约。

公允排序服务（FSS）——根据预定义的公平原则开展去中心化的交易排序，避免抢跑攻击和矿工可提取价值（MEV）。

链上合约隐私——将合约逻辑与结算结果解绑，保护智能合约交易隐私，比如通过DON的Mixicles功能在两方之间传输数据。

Chainlink去中心化的预言机网络提供一系列丰富的服务，拓展了混合型智能合约应用的功能

混合型智能合约对全球各个行业带来的影响

DON可以实现高级的混合型智能合约框架，将不同系统和区块链上的各个独立实体无缝连接，实现安全和通用的自动化交互。 Chainlink为开发者克服了智能合约的技术壁垒，开发者可以利用区块链的高确定性，并通过DON实现外部连接、隐私保障、可扩展性以及公允排序等各种关键功能。 混合型智能合约不仅为网络中各个参与者创造了更可信和高效的合作空间，还将区块链网络接入传统链下基础架构，并且无需在后端做任何修改。

DON将为众多智能合约应用提供所需的隐私保障和可扩展性，并涵盖大多数企业应用场景和众多游戏和金融应用，为其实现高吞吐量和实时决策。 混合型智能合约还将激活一系列前所未有的全新应用场景，比如通过可验证随机数和去中心化交易排序实现基于算法的经济公平性和透明性。

已经感受到，或即将感受到混合型智能合约影响的部分主流行业：

身份信息——身份信息可自动验证，并保护信息隐私。 智能合约可以定义所需的个人信息以及所需操作。 DON对这些数据展开计算，验证用户个人信息，并同时保护信息不透露给对手方，并且不会储存在链下系统。

金融——抗审查的开放式金融市场，访问不设门槛，信息透明。 智能合约可以为买家和卖家定义交易规则，DON可以使用链下数据定价和结算，并实现额外的功能，如：隐藏交易、KYC验证、公允交易排序以及高速链下处理等。

供应链——在共享账本上运行的多方交易协议，将产品线数字化，基于验证过的数据跨多个系统进行自动化操作。 智能合约可以定义合约义务、支付条款和惩罚机制。 DON可以利用隐私计算和物联网数据追踪运输信息、监控质量控制、验证客户身份并触发结算付款。

保险——基于预定义事件建立双边预测市场，并在此基础上创建参数型保险。 智能合约可以定义保费和理赔流程，DON可以将合约接入链下数据，获得报价并处理理赔申请。 DON还可以开展风险评估计算，从云平台等数据源获取复杂的风险评估结果，并以保密的方式验证用户身份。

游戏——自动发放游戏奖励，用户可以通过NFT完全拥有游戏内资产，并提供权威证明，证明所有参与者都有同样的获胜概率。 智能合约可以定义游戏规则和奖励发放模式，DON可以提供防篡改的随机数，保障游戏的公平性可以得到验证，并且奖励发放过程是公平的。 游戏dApp接入DON后，还可以接入增强现实的物联网传感器等一系列链下数据源，并在链下处理部分游戏功能，以提高游戏性能。

市场营销——营销活动基于各种参数和指标自动实时发放奖励。 智能合约可以定义阶梯式的奖励发放模式，并设置具体的里程碑目标。 DON可以验证目标是否达成，并对客户数据和市场趋势展开保密计算，以更有效地评估营销活动。

治理——分布式社区可以安全公平地管理共享系统和资金池。 智能合约可以定义完整的治理框架，DON可以提供链下数据和计算资源，触发利润分发、费用分摊和身份认证等各种操作，有效抵御女巫攻击，验证各成员的参与度，或甚至实现自动化的决策流程。

最终，DON可以提供所有无法在链上实现的服务，并为现有数据和系统带来更强大的加密安全保障，以启动链下服务生态。 混合型智能合约基础架构可以丰富去中心化系统的合作方式，让各个区块链和非区块链基础设施可以安全可靠地无缝交互，并保障可扩展性、保密性、定制化和通用连接性。 虽然目前加密货币资产规模已达数万亿美元，且DeFi经济规模逼近1000亿美元，但是区块链生态仍处于发展初期，还有巨大潜力未被挖掘，因此混合型智能合约和Chainlink去中心化预言机网络拥有巨大的应用空间和潜力。

如果你想立刻着手开发混合型智能合约应用，并需要接入链下数据或计算资源，请查看我们的开发者文档，你也可以在Discord频道询问技术问题或与Chainlink专家透过电话沟通。

如果说数据、网络和共识三层，分别承担了区块链底层数据表示、数据传播和数据验证功能的话，合约层则是封装各类脚本代码、算法以及更为复杂的智能合约，是区块链系统实现灵活编程和操作数据的基础。 作为一种自我执行的协议，智能合约被嵌入在区块链的计算机代码中。 该代码包含一组规则，在这些规则下，智能合约的各方同意彼此进行交互，且如果满足预定义的规则，协议将自动执行。 由此，智能合同提供了有效管理权益资产及多方之间访问权的机制。 有了智能合约，每个协议、流程、任务及支付都可以有一个数字记录和签名，这些数字记录和签名可以被识别、验证、存储和共享。 智能合约在此形成了治理规则——规章制度、管理法规、程序规则或组织章程——并用自我执行的代码取代日常运营管理。 智能合约通常具有一个用户接口，以供用户与已制定的合约进行交互，并确保交互行为都严格遵守此前制定的逻辑。 同时，得益于密码学技术，数据加密还能保证协议各方的匿名性。 由此，智能合约不仅可用于简单的经济交易，比如把钱从A汇到B，还可用于注册任何类型的所有权和产权，比如土地登记和知识产权，或者管理共享经济的智能访问控制等。 换句话说，由于智能合约运行在区块链P2P分布式网络之上，规则不仅可以应用于企业内部，还可以应用于区块链上的其他业务合作伙伴间。

着区块链技术的突破，智能合约获得了重生的机会，基于区块链技术的智能合约不仅可以发挥智能合约在成本效率方面的优势，而且可以避免恶意行为对合约正常执行的干扰。 将智能合约以数字化的形式写入区块链中，由区块链技术的特性保障存储、读取、执行整个过程透明可跟踪、不可攥改；同时，强安全共识机制，无需三方介入：由区块链自带的共识算法构建出一套状态机系统，使得智能合约能够高效地运行。