关键词：
区块链
区块链预言机
数字资产交易
智能合约
预言机喂价
摘要：
当前,数字资产正迅速成为金融市场的重要组成部分。区块链技术凭借其去中心化、不可篡改和透明性,与数字资产结合,创造了一种全新的金融生态系统。数字资产在区块链上的交易形式主要包括拍卖、订单簿和流动性池交易。然而,数字资产交易过程中需要获取链下的交易数据。区块链本身是封闭的,只能存储链上的数据,无法直接获取或存储链下的数据。
区块链预言机作为连接区块链与链下数据的桥梁,承担着获取和传递链下数据到链上的关键角色。在数据资产交易中获取链下的数据类型可分为确定性数据和波动性数据。当前主流的区块链预言机方案通过将密码学算法与预言机结合,获取确定性数据,并通过单次交互降低维护成本。然而,签名方案可能会因节点作恶无法正常生成签名,从而导致链下数据无法上链。对于波动性数据,主流预言机方案通过从可信数据源获取数据,并使用中位数等方式筛选后上链。然而,这些方案的准确性较低,且可能存在较大的价格偏差。针对以上问题,本文提出的主要创新点和工作成果如下:
(1)针对链下确定性数据的特性,本文通过多个预言机构成分布式预言机网络,从链下数据源获取数据。这种方式既能规避单点故障,又能容忍少量恶意预言机。其次,引入Schnorr门限聚合签名机制,仅通过一次交互聚合预言机与智能合约,从而有效降低交易费用,提升整体效率。接着,利用Feldman可验证秘密分享机制,解决了密钥分发者作恶导致签名失效的问题。最后,为强化系统安全性,提出了一种新的预言机选举算法。该算法根据预言机节点的信誉度和质押金额进行抽签,选择聚合预言机和备选预言机群体。当聚合预言机故障时,从候选集合中随机选取新的聚合预言机。这一机制有效防止了聚合预言机宕机或提前被攻击,确保数据能够正常上链。
(2)针对链下波动性数据,本文通过多个预言机构成的分布式预言机网络获取数据,并经过中位数偏差处理后提交至链上智能合约。该数据作为参考数据,用于清洗偏差过大的数据,从而有效避免链下数据的异常偏差。同时,通过提高被动喂价的偏差阈值,减少了其频率,从而降低了链下数据上链的成本。此外,根据交易的紧急程度,为每笔需要上链的交易设置合适的gas费用,从而有效降低预言机的维护成本。
综合上述两个方案,本研究解决了数字资产交易过程中链下不同数据类型的上链需求。实验结果表明,针对链下确定性数据,在无恶意节点的情况下,该方案能有效降低gas成本并提高签名生成速度;即使在密钥分发者作恶时,也能保障签名正常生成。此外,提出的聚合预言机选举算法能够确保在聚合预言机宕机时,数据依然能够正常上链。针对链下波动性数据,实验表明,提出的方案偏差较小且未出现过大偏差。与主流方案相比,该方案的预言机喂价次数减少了30%以上,综合维护成本降低了32%以上。
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