區塊鏈Oracle原理及實現

區塊鏈自己是封閉的。區塊鏈的肯定性模型基於這樣一個事實：在交易執行時區塊鏈不能執行任何來自外部的邏輯，全部的外部數據只能經過交易進入到系統中。預言機/Oracle就是經過交易爲智能合約提供可信數據的服務。Oracle雖然聽起來神祕，但實現並不複雜，在這篇文章裏，咱們將介紹預言機的做用以及運做原理，並經過天氣數據預言機WeatherOracle的完整實現過程，來幫助 你快速掌握區塊鏈預言機/Oracle的精髓。

要快速掌握區塊鏈開發，推薦匯智網的區塊鏈開發在線互動課程

一、爲何智能合約須要預言機/Oracle？

在智能合約中執行的邏輯不能夠執行區塊鏈以外的任何操做，例如它不能夠訪問互聯網上的web服務。外部數據進入智能合約的惟一方法是將其置入一個交易中，經過向系統發送一個新的交易來觸發區塊鏈狀態的更新。

試着考慮一下，若是智能合約在執行時能夠訪問外部的一個API來獲取數據，會出現什麼狀況？

若是今天部署這個合約，那麼API可能會返回以下的數據：

{ "foo": "bar" }

可是明天再部署時，API可能就會返回新的數據，例如：

{ "foo": "baz" }

那麼能夠想像，一個月之後若是有人進行以太坊區塊鏈的同步，這個智能合約就會被執行，可是API的響應數據是和一個月以前不一樣的，這就會致使新同步的區塊鏈狀態不一樣於以前已經存在的節點狀態。

這就再也不是徹底自肯定的區塊鏈了。經歷相同的同步過程，個人區塊鏈和你的區塊鏈卻不同！

讓咱們再換個說法：給定一組區塊，一個節點必須可以從零開始重現區塊鏈的最終狀態，而無需互聯網鏈接。

那麼這一點對於智能合約的開發者意味着什麼？Oralce（預言機），開發者必須構造一個預言機來和實現智能合約與外部世界的交互。

二、如何實現一個簡單的預言機/Oracle？

如今讓咱們建立一個簡單的預言機/Oracle，來將外部的天氣數據傳入智能合約：

在最底層的區塊鏈平臺，咱們須要部署一個智能合約，這個合約有一個方法updateWeather()用來更新天氣狀態，只有在合約白名單裏的地址才能夠調用這個方法。updateWeather方法接受天氣數據做爲參數，同時觸發一個以太坊合約事件並將天氣數據做爲事件的參數，這樣JavaScript應用就能夠訂閱這個事件並得到異步通知了。

同時咱們將建立兩個nodejs進程，其中之一就是預言機/Oracle，它的實現邏輯就是週期性地輪詢第三方天氣API來獲取天氣數據，而後將天氣數據提交給智能合約以便進行歷史審計。

另外一個nodejs進程則負責訂閱智能合約的天氣事件，而後在控制檯輸出事件參數。正如以前所述，每當預言機/Oracle調用合約的updateWeather()方法時，都會觸發天氣事件。

須要指出的是，爲了便於理解預言機的核心實現思路，下面的代碼進行了簡化，剔除了必要的錯誤處理，所以並不適用於生產環境。

源代碼在這裏：

• 預言機合約 - https://github.com/decentorganization/weather-oracle-contract
• 預言機服務 - https://github.com/decentorganization/weather-oracle-service

接下來咱們詳細講解這個簡單的預言機的實現。

三、預言機智能合約實現

智能合約有一個公開的oracleAddress狀態變量，用來表示容許調用智能合約的updateWeather 方法的帳戶地址，咱們在構造函數中對其進行賦值：

contract WeatherOracle {  
  address public oracleAddress;
  
  constructor (address _oracleAddress) public {
    oracleAddress = _oracleAddress;
  }
  
  // ...
}

接下來咱們要定義天氣事件，這個事件將在weatherUpdate()調用成功時觸發。一樣爲了簡化，咱們讓這個事件簡單的附帶一個表示溫度的字符串參數。

event WeatherUpdate (string temperature);

最後咱們要實現updateWeather()方法。它的可見性爲public，意思是能夠從外部調用這個方法：

function updateWeather (string temperature) public {
    require(msg.sender == oracleAddress);
    emit WeatherUpdate (temperature);
  }

請注意require語句。只有當調用地址（msg.sender）和白名單地址（oracleAddress）一致時才容許繼續執行該方法，不然將回滾交易。

好了，就這麼簡單。

四、預言機服務

咱們的預言機就是一個簡單的nodejs服務。它使用request庫來調用外部天氣API，解析API的響應，而後構造並提交交易給智能合約，而後等一下子，重複上面的工做，如此周而復始。

讓咱們從訪問API開始，咱們將API的地址放在一個環境變量裏，以便在開發/生產環境切換時避免修改源代碼：

const options = { uri: process.env.WEATHER_URL, json: true };
const start = () => {
  request(options)
  .then(parseData)
  .then(updateWeather)
  .then(restart)
  .catch(error);
};

下面的代碼用來解析API的響應結果：

const parseData = (body) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    const temperature = body.main.temp.toString();
    resolve({ temperature });
  });
};

如今要作的就是構造一個調用智能合約的updateWeather()方法的以太坊交易。注意account()是一個異步方法，它的做用是載入一個以太坊帳戶，contract是一個js對象，它包含了以前部署的WeatherOracle智能合約的部署地址和ABI接口數據。這些與智能合約相關的函數都來自於著名的web3開發包：）

const updateWeather = ({ temperature }) => {
  return new Promise((resolve, reject) => {
    account().then(account => {
      contract.updateWeather(temperature, { from: account }, (err, res) => {
        resolve(res);
      });
    });
  });
};

最後，咱們只須要在指定超時後從新啓動這個過程便可。 wait()函數將在指定的超時時間以後解析。

const restart = () => {
  wait(process.env.TIMEOUT).then(start);
};

搞定了！上面的代碼實現了一個簡單服務，它能夠從API獲取數據，而後再輸入智能合約。

注意：

• 當咱們構造以太坊交易時，咱們使用{from:account}來指定調用帳戶，account所指向的這個帳戶須要有一些以太幣來支付交易的手續費。
• 咱們使用環境變量來配置一個私鑰，用來實例化account對象。這個私鑰必須是用來部署 WeatherOracle智能合約時傳入的那個白名單地址所對應的私鑰。

五、天氣事件的利用服務

這是另外一個簡單的nodejs服務。一樣，contract是一個包含了合約的部署地址和ABI信息的js對象，調用WeatherUpdate並傳入一個回調就是咱們訂閱天氣事件的全部代碼：

const consume = () => {
  contract.WeatherUpdate((error, result) => {
    console.log("NEW WEATHER DATA EVENT ON SMART CONTRACT");
    console.log("BLOCK NUMBER: ");
    console.log("  " + result.blockNumber)
    console.log("WEATHER DATA: ");
    console.log(result.args);
    console.log("\n");
  });
}

當這個服務運行時，隨着交易成功入塊上鍊，它將會週期性地向控制檯輸出數據：

NEW WEATHER DATA EVENT ON SMART CONTRACT
BLOCK NUMBER:
  3424586
WEATHER DATA:
{ temperature: '74.75' }

---

原文：區塊鏈Oracle預言機實現教程 - 匯智網