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在web3技术所设想的去中心化理想国中，信息的准确性始终是重中之重，是一个无信任（trustless）的世界良好运作的基本保障。于是，在区块链生态中，一种名为预言机（oracle）的组件便被寄予了促进信息交换的厚望。我们今天介绍的研究即着眼于区块链中的预言机难题，窥探web3技术在现实世界中面临的困境及破局之法。
Oracle，译为“神谕”，源自拉丁语 ōrāre，意为“说话”，或指代传达预言的人或事物。
古希腊最重要的神谕当属德尔斐箴言（Delphic maxims）。当前我们或许最熟知的是以 Oracle 命名的数据库服务供应商甲骨文公司（Oracle Corporation）。此外，在统计学习与高维统计理论中，Oracle 也被用作命名一种理想化的估计量。
不过，今天我们要讨论的“神谕”是区块链生态中的一种关键基础设施（又译作“预言机”）。从定义上讲，预言机是一种将区块链外部信息写入区块链内部的机制，是连接智能合约与现实世界的桥梁。
前段时间，来自康奈尔大学 Johnson 商学院的丛林教授主讲了一场罗汉论道，从区块链预言机所面临的难题谈起，引入了一个全新的概念：预言机不可能三角（Oracle Trilemma）。他认为任何一个预言机系统都无法同时满足以下三个特征：
去中心化（Decentralization）
真实性（Truthfulness）
可扩展性（Scalability）
随后，丛林教授分享了在当前技术背景下如何缓解这一难题，并针对去中心化技术的局限，以及中心化与去中心化生态的结合进行了探讨。
我们将引入一个全新的概念：预言机不可能三角。
大家或许听说过一个类似的概念，叫区块链不可能三角，即一个区块链公链无法同时满足去中心化(decentralization)，安全性(security)和可扩展性(scalability)三重特征。
我们认为这一全新的概念提出了一个更具挑战性的难题。我们知道对于区块链来说所有的信息都在链上，比如比特币，所有的交易信息都可在线上获得，因此信息的验证并不是那么困难。
但对于预言机网络来讲，我们需要加总大量来自区块链生态外部的信息， 这意味着我们首先需要担心这些信息是否可以信赖。其次，我们需要思考以何种方式来加总并报告信息，上传至区块链中。
要解决这些问题，我们需要精妙的机制设计与信息设计来提供正确的激励，这也正是经济学家在这一领域的优势。
具体来讲，预言机不可能三角指的是任何一个预言机系统都无法同时满足去中心化 (decentralization)，真实性(truthfulness)以及可扩展性(scalability)三重特征。
我们可以思考一个简单的例子：假设这里存在一个基本的事实，但预言机网络中的任何一个节点都无法完美观测到这一事实，单个预言机的观测会受到噪声的干扰。
但当预言机的数量足够多时，我们假设观测的均值将足够接近真实值。在观测到各自的信号之后，每一个预言机需要决定向系统报告何种信息， 它们可以诚实地报告自己的观测值，尽管这与真实值存在偏差，它们也有可能撒谎，毕竟只有它们自己才清楚自己的观测。在接收到所有预言机节点的报告后，系统会将所有的信息进行加总，从而给出最终的预测。
上述的三个特征是在理想状态下我们希望预言机网络能够具备的性质，但不妨设想一下，假设我们的预言机网络已经满足了去中心化和可拓展性，大量的预言机节点将向系统报告信息，这导致单一节点的如实报告为整个系统带来的边际贡献微乎其微。而当部分预言机获取信息的成本过高 时，它们自然而然会产生搭便车的想法。出于这一担忧，加总信息的真实性并不是唯一的均衡状态。类似的，其余两种情形也可以得到论证。
欧阳书淼（牛津大学）：当预言机节点的数量足够多时，根据大数定律，噪声项将相互抵消掉，以确保我们能够得到一个精确的信号。从这一角度来看，是否有可能平衡信息的准确性与系统的规模？
丛林：是的，我们当然希望增加节点的数量来帮助我们将噪声抹消掉。但这里的问题是各个节点并不一定会真实地报告它们的观测，而这是一个激励问题。在一个"好"的均衡里，如果我知道所有人都将如实报告，那我大概率也会说真话，但过高的信息获取成本完全有可能扭 转我的意愿，从而拉低加总结果的质量，令其远离真实值。
我们刚刚描述的不可能三角甚至只是一个弱形式(weak form)，即同时达到三个目标是困难的。事实上，这里还有一个强形式(strong form)：同时达到任意两个目标都是相当困难的。想象一下， 如果我们的预言机网络同时具备去中心化与可拓展性，这意味着大量的节点在向区块链提供信息，但我们知道区块链的容量是有限的，其受到能源等因素的限制，要将所有数据放到链上在技术上讲是十分困难的。换句话说，暂且不顾信息的真实性，运营这样一个区块链本身就是一件难事。
作为经济学家，我们将用经济学独特的方式来尝试解决这些（强形式）难题。
第一，架构创新可在一定程度上缓解去中心化与可拓展性之间的矛盾。我们刚刚提到在链上加总所有信息的成本是相当高的，但如果我们能够让预言机网络在链下完成信息的报告与加总，仅将最终的加总信息上传到区块链，这一过程的成本将大大降低，从而保证了可拓展性。更重要的是，成本的降低将带来更为积极的结果：更多的预言机节点愿意参与到区块链生态中，从而推动去中心化。
第二，引入预警机制可以同时加强真实性与可拓展性。具体来讲，当生态的参与者认为当前的加 总信息与真实值相去甚远时，我们允许其发出预警。随后，可信但验证成本较高的第三方可对警 报进行验证或驳回。如果该警报被判定为有效，参与故障的预言机将受到惩罚，而发起预警的一 方将得到奖励，反之亦然。这一机制可以巧妙地平衡成本，风险与激励，从而使信息的真实性得 到保证。不过，由于我们往往假设成本高昂的验证机制的确存在于此，且难以被操纵，对可信第三方的依赖自然成为了这一机制的局限。
第三，当前区块链的激励设计几乎都是静态的，而作为经济学家，我们更习惯于思考动态的激励结构。设想一下，当加密货币寒冬到来时，token的价值降低，其所能提供的激励是有限的。通过引入合适的动态激励，我们希望各个预言机节点能够在"寒冬"维持良好的表现，因为它们清楚自 己此刻建立起的声誉将在未来带来可观的回报。如此一来，动态机制设计便可以解决去中心化与真实性的问题。
不过，即便完全解决了预言机不可能三角，我们还是不能从根本上消除区块链的安全隐患，更无法保障生态系统的长期可持续性。区块链预言机在技术和经济学层面均存在诸多脆弱性，我们需要健全的架构设计和机制设计来完善这些漏洞。
来源：罗汉堂观点
本文由图卢兹经济学院博士生宋硕整理