Blockchain هو نظام تشغيل مستقل مبني في العالم الحقيقي، يتم إنشاء البيانات الموجودة في العالم المشفر واستخدامها في السلسلة، ولكن لا يمكن نقل البيانات الموجودة في العالم خارج السلسلة مباشرة إلى blockchain.
ومع ذلك، في بعض سيناريوهات استخدام العقود الذكية، من الضروري الحصول على بيانات من العالم خارج السلسلة، على سبيل المثال، في بعض عقود DeFi، يتم استخدام سعر الأصول الخارجية كمعلمة لتشغيل العقد الذكي. في هذه الحالة، تصبح أوراكل أداة ضرورية. تعمل أوراكل كجسر بين العقود الذكية على السلسلة والعالم خارج السلسلة، مما يمكّن العقود الذكية من الحصول على بيانات خارج السلسلة. بدون أوراكل، ستقتصر العقود الذكية على استخدام البيانات التي يتم إنشاؤها على السلسلة ولن تكون قادرة على الاستفادة من البيانات الخارجية. مع زيادة التفاعلات بين البروتوكولات المختلفة وزيادة الاعتماد على البيانات تدريجيًا، أصبحت أوراكل بنية تحتية لا غنى عنها في عالم البلوكشين.
على الرغم من أن الأمر يبدو كما لو أن الأوراكل تعالج مشكلة نقل بيانات خارج السلسلة إلى السلسلة، إلا أنه في الواقع، فإن المشكلة التي يجب حلها هي مشكلة الثقة. يجب أن يضمن الأوراكل، من خلال التصميم الذكي للتقنيات والآليات، أن تحظى البيانات التي يقدمها بقبول وثقة جهة طلب البيانات.
تصنيف الأوراكل
كما ذُكر سابقًا، يعد توليد الثقة في البيانات التي يقدمها الأوراكل أمرًا بالغ الأهمية.
وفقًا لاختلاف آلية توليد الثقة، يمكن تقسيم الأوراكل إلى عدة أنواع مختلفة:
أوراكل مركزي
أوراكل لامركزي
أوراكل التحالف
أوراكل مركزي
الأوراكل المركزية هي شكل من أشكال الأوراكل، وتكون عملية توفير البيانات مسؤولة عنها جهة مركزية واحدة فقط. في نمط الأوراكل هذا، يحتاج مُقدِّم طلب البيانات إلى الوثوق بأن جهة الأوراكل المركزية لن تقوم بخداعهم؛ لأن مصدر البيانات ومعالجتها يتحكّم بهما هذا الجهة بالكامل.
توجد طريقتان لآلية تنفيذ الأوراكل المركزية:
آلية إثبات الحقيقة: تثبت الأوراكل المركزية (من خلال الخوارزميات وغيرها) أنها تعمل ضمن بيئة تنفيذ موثوقة، وأن البيانات التي تقدمها هي بيانات حقيقية وغير مُعدّلة. ولا يحتاج مستخدمو البيانات إلى الثقة في الجهة المركزية نفسها؛ يكفي أن يثقوا في التقنية والآليات التي تستخدمها.
الأوراكل الرسمي المقدم من مصدر البيانات: في هذا النمط، تكون الأوراكل الرسمية التي يقدمها مصدر البيانات مسؤولة عن توفير البيانات. وعادةً تكون مصادر البيانات هذه جهات موثوقة تمتلك سمعة ومصداقية جيدة؛ ويحتاج مستخدمو البيانات فقط إلى الثقة في جهة مصدر البيانات نفسها، وليس إلى الثقة مباشرة في جهة الأوراكل المركزية.
تشمل مزايا الأوراكل المركزية:
تكلفة منخفضة وكفاءة عالية: نظرًا لأن البيانات تُقدَّم من جهة واحدة فقط، لا حاجة لتنسيق وتنافس/مزاوجة بين عدة عقد، مما يوفر وقتًا كبيرًا ويحسن الكفاءة؛ وفي الوقت نفسه يقلّل ذلك أيضًا من نفقات شبكة متعددة العقد.
تبسيط التصميم والتشغيل: نظرًا لعدم وجود تعاون بين عدة عقد، فإن تصميم وتشغيل الأوراكل المركزية يكونان نسبيًا أبسط.
ومع ذلك، تمتلك الأوراكل المركزية أيضًا بعض العيوب:
نقطة فشل واحدة: نظرًا لأن البيانات تُقدَّم من جهة واحدة فقط، إذا حدثت عطلًا أو تعرضت لهجوم من تلك الجهة، فقد ينهار نظام الأوراكل بالكامل أو يتأثر.
مشكلة الأمان والثقة: يجب على مستخدمي البيانات أن يثقوا تمامًا في البيانات التي تقدمها جهة الأوراكل المركزية، وإلا فقد تُشكك في صحة وموثوقية البيانات.
نطاق بيانات محدود: نظرًا لأن الأوراكل المركزية لا يُسهل عليها الاتصال بأوراكل أخرى، فإن نطاق البيانات يتعرض للحد، وقد لا يلبّي بعض الاحتياجات الأكثر تعقيدًا.
أوراكل لامركزي
الأوراكل اللامركزي هو نوع من أنواع الأوراكل، بعكس الأوراكل المركزي؛ فهو لا يعتمد على جهة مركزية واحدة، بل يستخدم طريقة شبكات عقد موزعة لتقديم البيانات.
في الأوراكل اللامركزية، تشكّل العديد من العقد شبكة موزعة تتعاون معًا لتقديم البيانات. تضمن هذه العقد موثوقية وأمان البيانات من خلال نماذج اقتصادية وآليات مكافآت وآليات عقاب. يمكن لعقود المستخدم الذكية طلب البيانات من هذه العقد، وبعد سلسلة من التنسيق والتأكيدات، يتم الحصول على بيانات النتيجة النهائية.
يتطلب تنفيذ الأوراكل اللامركزية حل المشكلات التالية:
مشكلة تواطؤ العقد: كيف نمنع عدة عقد من الاتحاد معًا للقيام بسلوك خبيث، لضمان موثوقية البيانات.
خصوصية البيانات: كيف يمكن حماية خصوصية البيانات أثناء نقل بيانات العقد واستعلامها، ومنع تسرب المعلومات الحساسة.
الملاءمة الزمنية للبيانات (Data Timeliness): كيف يمكن تقليل وقت التنسيق والتأكيد بين عدة عقد، لضمان نقل البيانات في الوقت المناسب.
منع نسخ البيانات: كيف يمكن منع العقد من الحصول مباشرة على بيانات عقد أخرى بدلًا من استخراج البيانات من مصدر البيانات.
يؤثر حجم شبكة عقد الأوراكل اللامركزية على موثوقية البيانات؛ فعادةً ما توفر الشبكات الأكبر بيانات ذات مصداقية أعلى. لذلك، تقدم الأنظمة عادةً حوافز اقتصادية لتشجيع المزيد من العقد على المشاركة في تقديم البيانات.
غالبًا ما يتطلب الأمر من العقد التي تشارك في تقديم الخدمة أن تقوم بتقديم جزء من الرموز كرهان (استيثاق). وفي حال تم اكتشاف سلوك خبيث من العقد، سيتم سحب/مصادرة الرصيد المرهون. وبهذا يمكن تقليل احتمال القيام بسلوك خبيث.
تشمل مزايا الأوراكل اللامركزية:
عالية الأمان: نظرًا لأن البيانات تُقدَّم من عدة عقد معًا، يتم تجنّب مخاطر نقطة الفشل الواحدة (single point of failure)، مما يعزز قدرة النظام على التحمل (fault tolerance).
الميزة اللامركزية: تتوافق مع روح تصميم البلوك تشين اللامركزية، وتنسجم مع نظام بلوك تشين البيئي.
آلية الثقة: من خلال الحوافز الاقتصادية وآليات العقاب، تكون البيانات المقدمة أكثر موثوقية، ما يعزز ثقة المستخدمين في البيانات.
ومع ذلك، يجب أيضًا أخذ عيوب الأوراكل اللامركزية في الاعتبار:
تكلفة مرتفعة وكفاءة منخفضة: نظرًا لضرورة تنسيق وتعاون عدة عقد، تكون تكلفة نقل البيانات ومعالجتها أعلى نسبيًا، كما تنخفض الكفاءة.
تعقيد التصميم: نظرًا لتعدد عقد متعاونة ومتخاصمة، فإن تصميم وتشغيل الأوراكل اللامركزية أكثر تعقيدًا.
أوراكل التحالف
أوراكل التحالف هو نوع خاص من الأوراكل يجمع بين خصائص الأوراكل المركزية واللامركزية؛ ويتكون من شبكة عقد تضم جهات موثوقة محددة وعقد عادية.
في أوراكل التحالف، بالإضافة إلى العقد العادية، توجد أيضًا بعض الجهات الموثوقة المحددة كعقد. عادةً ما تكون هذه الجهات الموثوقة جهات مشهورة وذات مصداقية في المجال، وتكون البيانات التي تقدمها أكثر موثوقية. تضمن شبكة العقد موثوقية وأمان البيانات عبر سلسلة من الآليات، كما تقوم النماذج الاقتصادية بتحفيز العقد وتقييدها.
مصادر الثقة في أوراكل التحالف أكثر تعقيدًا نسبيًا، بما في ذلك الثقة في الجهات الموثوقة، والثقة في آليات تعاون وتوازن شبكة العقد، وكذلك الثقة في آليات قيام مشروع الأوراكل باختيار العقد. يحتاج مستخدمو البيانات إلى الوثوق بأن جميع الأطراف ذات الصلة لن تختار، بدافع المصالح، القيام بما يضر بسمعتها.
قد تحمل شبكة عقد أوراكل التحالف درجة معينة من المركزية، لكنها في بعض السيناريوهات قد تكون خيارًا معقولًا. وبما أن أوراكل التحالف تُدمج جهات موثوقة محددة كعقد، فقد تكون أنماط الأوراكل هذه أكثر عملية في بدايات تطور بعض الصناعات أو عندما تكون هناك احتياجات بيانات محددة.
ومع ذلك، توجد أيضًا بعض المشكلات في أوراكل التحالف:
إخفاء هوية العقد الموثوقة: يؤثر مستوى إخفاء هوية العقد على ما إذا كانت ستتعرض للابتزاز أو الرشوة، وبالتالي يؤثر على التشغيل الآمن للشبكة.
الترابط/المصلحة الذاتية للبيانات: هل البيانات التي تقدمها العقد الموثوقة لديها مصلحة ذاتية مرتبطة بها؟ قد يؤثر ذلك في مصداقية البيانات وموثوقيتها.
نطاق بيانات محدود: نظرًا لأن أوراكل التحالف (Alliance Oracle) يعتمد على جهات موثوقة محددة كعقد، فقد يكون نطاق البيانات محدودًا، وقد لا يلبّي بعض الاحتياجات الأكثر تعقيدًا.
مشروع يمثل المسار (القطاع) للأوراكل
سيوضح ما يلي باختصار المشروع الرائد في مسار الأوراكل Chainlink ومشروعًا ممثلًا في أوراكل NFT وهو Banksea.
Chainlink
يمكن تلخيص آلية عمل الأوراكل على النحو التالي: تقوم عقود المستخدم الذكية التي لديها احتياج لاستخدام البيانات (User-SC Contract) بطلب البيانات من عقد الأوراكل. بعد أن يحصل الأوراكل على البيانات من واجهات برمجة التطبيقات لمصادر البيانات الخارجية (API)، يقوم بتجميعها ومعالجتها ثم يعيد نتيجة مُرجّحة إلى عقد المستخدم الذكي.
يوجد في هذه العملية عدة أدوار رئيسية: جهة طلب البيانات (عقد المستخدم الذكي)، والأوراكل، ومصادر البيانات خارج السلسلة.
يُعد Chainlink أوراكلًا لامركزيًا، حيث يطلب العديد من العقد في شبكة عقده الموزعة البيانات من عدة مصادر بيانات خارجية بعد تلقي طلب البيانات. ثم يقوم كل عقدة بإرسال البيانات التي جمعتها إلى عقدة الأوراكل الخاصة بتجميع البيانات على السلسلة. يقوم هذا العقد الذكي بمراجعة البيانات المجمعة واستبعاد القيم غير الطبيعية، ثم يأخذ متوسطًا ويرسله إلى الجهة التي طلبت البيانات.
في Chainlink، توجد ثلاثة عقود ذكية رئيسية هي: عقد السمعة، وعقد مطابقة الطلبات، وعقد التجميع.
يُستخدم عقد السمعة (Reputation Contract) لتسجيل الأداء التاريخي لعقد الأوراكل؛ ويقوم عقد مطابقة الطلبات (Order Matching Contract) بملاءمة مخطط شبكة العقد المناسبة لجهة طلب البيانات عبر اتفاق مستوى الخدمة (SLA)، وتشمل العوامل المرجعية سمعة العقد والسعر وعدد العقد في شبكة العقد وغيرها؛ بينما يقوم عقد التجميع (Aggregation Contract) بتجميع ومعالجة البيانات التي تقدمها عقد الأوراكل وإعطاء النتيجة النهائية.
يقوم المستخدمون باختيار مستوى السعر وحجم الشبكة وسمعة العقد وغيرها من المعلمات، ثم يقومون بفلترة وتركيب مزودي خدمات عقد الأوراكل التي تلبي الاحتياجات لتحديد مقترح SLA؛ ويتم تقديم المقترح إلى عقد مطابقة الطلبات، وبعد ذلك يختار مزودو الخدمة الذين تمت تصفيتهم ما إذا كانوا سيقدمون عرضًا سعريًا. وعند تقديم العرض يجب إرفاق مبلغ ضمان/رهان (كمية معينة من رموز LINK). يُستخدم مبلغ الرهان لتجنب قيام العقد بسلوك خبيث؛ وفي حال حدوث سلوك خبيث سيتم خصم الرصيد المرهون. وبعد أن يصل عدد العقد التي قدمت عروضًا إلى الحد المطلوب، لن يتم قبول عروض جديدة من عقد إضافية، ويتم اختيار مزود الخدمة النهائي من بين العقد التي قدّمت العروض مسبقًا. أما الرهان المودع من العقد غير المختارة فسيتم إعادته.
ستقوم العقد التي تم اختيارها بجمع البيانات خارج السلسلة (off-chain)، وفي النهاية ستقوم بتقديم البيانات المستلمة من عدة مصادر بيانات إلى عقد التجميع. بعد ذلك تتم معالجة البيانات بواسطة عقد التجميع عبر أنواع مختلفة من المعالجة، مثل استبعاد البيانات التي تنحرف بوضوح عن غيرها وإجراء حسابات مرجّحة. يستخدم عقد المستخدم الذكي رموز LINK لدفع الرسوم إلى مزودي خدمة العقد الذين يقدمون البيانات.
أثناء عملية تقديم خدمة من خلال العقد، يقوم عقد السمعة بتسجيل أداء العقد. ويتضمن ذلك بشكل أساسي: إجمالي عدد الطلبات المُسندة (سواء كانت استجابات تم تنفيذها أم لم تُنفذ)؛ إجمالي عدد الطلبات التي تم إنجازها، ومعدل النجاح في الإنجاز؛ إجمالي عدد الطلبات المقبولة، وعدد الطلبات التي تم قبولها من قبل العقد، ودقة التنفيذ؛ متوسط زمن الاستجابة؛ مبلغ الرهن وعدد الغرامات وغيرها.
Banksea
تُعد أوراكل NFT بنية تحتية مهمة لقطاع NFTFi، إذ توفر مرجعًا لتسعير وتقييم NFTs في السوق، وتدعم لاحقًا تقديم الخدمات المالية ذات الصلة.
من السيناريوهات التطبيقية الأكثر شيوعًا الاقتراض مقابل رهن NFT. وبفضل بيانات الأوراكل الخاصة بـ NFT، يمكن لمقدمي خدمة الإقراض تحديد مبلغ الاقتراض الذي يمكن للمقترض الحصول عليه، وعند تغير أسعار السوق يمكنهم تحديد ما إذا كانت NFTs المرهونة تحتاج إلى التصفية، وذلك لوقف الخسائر في الوقت المناسب.
وفقًا للورقة البيضاء الرسمية لـ Banksea، فإن Banksea هو أوراكل NFT لامركزي يدمج وظائف مثل تحليل بيانات NFTs وتقييم NFTs وتقييم المخاطر الشامل لـ NFTs وغيرها.
يتكوّن Banksea NFT Oracle من مُجمّع بيانات ووحدة تحليل بالذكاء الاصطناعي وواجهة مستخدم. يقوم مُجمّع البيانات بجمع البيانات الأولية ومعالجتها، بما في ذلك بيانات السلسلة (on-chain) وأنشطة التداول في أسواق NFTs وآراء المستخدمين على وسائل التواصل الاجتماعي وغيرها؛ كما يولّد تحليل الذكاء الاصطناعي عبر نماذج ذكاء اصطناعي بيانات مثل التقييمات الخاصة بـ NFT و”متوسط السعر خلال 24 ساعة“ وسعر الأرض (floor price) وتقييم المخاطر وغيرها ليتم توفيرها لعقود ذكية؛ ويمكن لواجهة المستخدم (Oracle Contract / Banksea API) إخراج هذه التقييمات إلى الخارج.
في المراحل المبكرة، لم تحظَ الأوراكل باهتمام واسع نظرًا لافتقارها إلى سيناريوهات تطبيق فعلية.
ومع ذلك، مع ازدياد تطبيق العقود الذكية، مثل DeFi وNFTFi وغيرها، ازدهرت مختلف التطبيقات، وتزايدت الحاجة إلى التفاعل بين البلوك تشين والعالم الحقيقي. تدريجيًا أصبحت الأوراكل جزءًا لا غنى عنه من البنية التحتية.
على الرغم من أن الأوراكل المركزية منخفضة التكلفة ومرتفعة الكفاءة، فإن تصميمها يتعارض مع مفهوم اللامركزية، ولا تزال تواجه دائمًا تساؤلات حول الموثوقية والأمان. بالمقابل، رغم أن الأوراكل اللامركزية أقل كفاءة قليلًا، فإنها تستطيع تجنب مخاطر نقطة الفشل الواحدة بشكل فعّال، كما أن تنافس وتوازن عقد الشبكة يقلل أيضًا من السلوك الخبيث.
في النهاية، الهدف الأساسي للأوراكل هو حل مشكلات الثقة والأمان. اللامركزية هي أحد الحلول الممكنة؛ وربما تظهر في المستقبل منتجات مبتكرة أخرى. فلنترقب.