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作者：kokii.eth

Intro

Web3重塑了数据价值，但漫衍式结构的区块链是一个封锁简直定性系统，智能合约没有实现外部 API 挪用的功效，从而降生了预言机这个机制用来辅助智能合约获取外部数据。

链下数据上链自己并不难题，难的是通过手艺和机制设计生产信托，预言机问题就是需要解决从数据源四处置到喂价的信托问题。

成为民众认可的预言机的一个基本条件是去中央化，即是否允许单点故障和数据验证。链下去中央化的常用解决方案是使用多个数据节点形成去中央预言机网络，每个节点都市网络数据，杀青共识后输入到区块链上的智能合约。

当前预言机的主要用法是为DeFi提供Price Feed（喂价），平安实时准确地更新基础资产的价钱。凭证DefiLlama数据， Chainlink是市场上最大的预言机解决方案之一，在撰写本文时担保的总价值约为$11B，占整个市场的46%。

随着区块链的生长，对链下数据的需求越来越强烈，单纯为DeFi喂价已经无法知足开发者的需求。现实天下和Web2中的绝大多数数据都无法果然接见，但却是构建Web3创新应用场景（信用借贷, 社交, DID, KYC/AML, etc.）所必须的。因此新一代预言机需要使智能合约能够以隐私珍爱的方式支持涉及敏感数据的庞大用例。

DECO是Chainlink在这个偏向的解决方案，行使零知识证实手艺，让用户可以向智能合约天生链下隐私数据证实，而不向民众或预言机节点自己透露数据。DECO可以接入现有API，纵然需要终端用户验证（例如获取银行账户余额需要登录），也无需API数据提供商做任何修改。现在已举行到alpha阶段，正与多个相助同伴一起测试观点验证。

1. Background

这里提供关于TLS和ZKP的需要靠山，DECO确立在这些协议之上。

1.1 TLS

TLS（Transport Layer Security, 传输层平安性）是一个壮大的、普遍部署的平安性协议，前身是SSL，旨在促进互联网通讯的私密性和数据平安性，位于应用程序协议层和 TCP/IP 层之间，主要用例是对 web 应用程序和服务器之间的通讯举行加密。

通过 HTTP 举行的通讯都是以纯文本形式举行的，容易被窃听，改动和冒充。使用 TLS 后，用户发送到网站（单击、填写表格等）的HTTP数据和网站发送给用户的 HTTP 数据都被加密，吸收者必须使用密钥来解密加密的数据。HTTPS 是在 HTTP 协议基础上实行 TLS 加密，是网站的尺度做法，网站需要在其源服务器上安装 TLS 证书，浏览器会将所有非 HTTPS 网站符号为不平安。

TLS的基本思绪是接纳公钥加密法，网站果然共享的 TLS/SSL 证书包罗公钥，而私钥安装在源服务器上，并由网站所有。客户端先向服务器端索要数字证书公钥，然后用公钥加密信息，服务器收到密文后，用自己的私钥解密。

这里有一个问题，公钥加密盘算量太大，为了削减会话耗用的时间，每一次会话客户端和服务器端都天生一个"会话密钥"（session key），用它来加密信息。由于"会话密钥"是对称加密，以是运算速率异常快，而服务器公钥只用于加密"会话密钥"自己，这样就削减了加密运算的消耗时间。

因此TLS协议主要可以分为两个层：

1. 做对称加密传输的纪录协议 (record protocol)：协议主体，对数据传输举行保密性和完整性珍爱

TLS的加密套件（CipherSuite）是4个算法的组合：

1. 认证 (Authentication) ：判断身份的真实性，主流的有 RSA/DSA/ECDSA

2. 密钥交流 (Key exchange) ：通讯双方协商用于加密的密钥，主流的有 ECDHE

3. 加密 (Encryption) ：用于通讯的对称加密，趋势是使用GCM

4. MAC (Message Authentication Code，新闻认证码) ：用于验证数据完整性以及数据是否被改动，主流有 SHA256/SHA384/SHA1等

TLS异常壮大，但有一个限制：不允许用户向第三方证实他所接见的数据确实是来自某个特定的网站，由于数据传输使用的是对称加密，用户和服务器一样有能力对数据举行署名。直观的例子是，有许多网站的服务器内都存有Alice的身份信息，可以轻松验证Alice已经跨越18岁，但Alice很难向Bob证实这点。Alice可以从网站上截图，但截图很容易伪造，纵然截图能被证实是真实的，也会泄露信息——Alice简直切出生日期，而不仅仅是她已跨越18岁这个事实。

预言机需要去中央化（不依赖单点例如网站服务器）证实链下隐私数据的出处（Provenance），并在不泄露隐私的条件下供智能合约使用。零知识证实可以辅助实现这些功效。

1.2 ZKP

零知识证实（Zero Knowledge Proof, ZKP）在区块链受到普遍关注，主要应用为ZK-Rollup（为了提高扩容效率在算法设计上做了不少妥协，不 zk 的 Validity Proof）与隐私手艺 (真正的 zk)。零知识证实允许Prover向Verifier证实其拥有一个解（Witness）能够解决某个盘算问题（Statement），而无需透露任何关于该解（Witness）的分外信息。

一个典型的ZK系统可以分为前端和后端。

1. 前端：编译器，将需要验证的Statement写成领域特定语言（DSL），再编译为ZK友好的名堂，例如算数电路；

2. 后端：证实系统，检查电路准确性的交互式论证系统，例如Marlin, Plonky2, Halo2；

在区块链这样的开放系统上组织交互提问的流程很庞大，证实需要任何人都能随时举行验证，因此区块链应用上的ZK系统通常是非交互式的，交互式可以使用Fiat–Shamir-heuristic转换为非交互式。

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以太坊高度数据

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2. How DECO works

DECO在HTTPS/TLS协议基础上举行了扩展，使得服务器端无需修改就能使用。

DECO的焦点头脑是在Prover (用户或运行DECO Prover的Dapp)，Verifier (运行DECO Verifier的Chainlink预言机)，Server (数据提供商) 之间构建一个新颖的三方握手协议。

详细来说，DECO协议由三个阶段组成：

1. 三方握手，Prover，Verifier和Server确立特殊名堂的会话密钥，保证数据不能伪造；

2. 查询执行，Prover使用带有她的私有参数 θs（例如账号密码，API key）的Query，向Server查询数据 ；

3. 证实天生，Prover证实响应知足所需条件。

2.1 Three-party handshake

注：以下说明基于AES-CBC-HMAC加密算法，TLS 1.3 只保留了更平安的AEAD作为加密算法，使用一个密钥用作加密和MAC，不需要MAC密钥。但由于TLS 1.3 的密钥自力性，同样也可以构建一个庞漂亮类似的三方握手协议。

Prover P 不能在获取MAC密钥后再作出准许，否则他就可以伪造或改动数据，因此三方握手的头脑是将Prover P 和Verifier V 配相助为TLS客户端，与TLS server S 确立一个共享MAC密钥。MAC密钥 k 在客户端侧被切分，Prover持有 kp，Verifier持有 kv，k=kp+kv。同时， P 还持有用于对称加密算法的加密密钥 k^{Enc}。若是Verifier不作恶，三方握手协议就能确保数据是不能伪造的。

2.2 Query execution

在握手之后， 由于MAC密钥是隐秘共享的，P 和 V 执行一个交互式协议（两方平安盘算），并使用私有参数 θs 来构建一个加密查询的TLS新闻 Query Q。然后 P 作为一个尺度的TLS客户端将 Q 发送给 S，这个历程中只有 P 与 S 通讯，其发送的任何查询都无法泄露给 V 。

在从 S 收到响应 R 后，P 通过向 V 发送密文 Rˆ 准许会话，并收到 V 的 kv ，验证响应 R 的真实性。

2.3 Proof generation

接下来，P 需要证实密文 Rˆ 对应的明文 R 知足某些属性，若是不需要隐私可以直接展现加密密钥  k^{Enc}，在需要隐私的情形下需要使用零知识证实。

若是明文由几个数据块组成 R=(B1,...,Bn)， DECO使用选择性果然（Selective Opening）来天生零知识证实：

• 只展现特定的数据行：在不展现其他数据块的条件下，证实 R 的第 i 个数据块是 Bi

• 隐藏包罗隐私数据的数据行：证实 R_{-i} 和 R 相等，除了 Bi 被删除

然而，许多时刻 Verifier 需要验证所展现的子字符串是否泛起在准确的上下文中，上面提到方式不足以提供上下文的完整性珍爱。为了填补这一点，DECO行使了一种名为零知识两阶段剖析（Two-stage Parsing）的手艺：Prover在内陆剖析其会话数据，确定能说服Verifier的最小子字符串，再向Verifier发送数据。由此实现了隐私性。

精练的非交互式（NIZK）零知识证着实盘算和内存方面通常在Prover侧具有很高的开销。由于DECO举行的ZKP的Verifier是指定的（Chainlink的预言机），因此可以使用更高效的交互式零知识证实，例如更小的内存使用，制止可信设置，廉价的盘算等。

现在的Alpha Test中DECO依旧是使用Dapp在充当Prover，在未来的迭代中，设计Prover可以由终端用户内陆部署（例如手机），或在可信执行环境（TEE）中部署。

3. Application

DECO可以验证用户链下身份信息的有用性，同时还能保障数据隐私，从而解锁许多Web3创新应用场景，从经济到社交。

• 自托管社交恢复/执法身份证实（你是谁）：使用DECO，行使已经拥有成熟身份验证机制的机构网站（银行，社交媒体）充当社交恢复其中一个守护人。

• 信用借贷/资金证实（你有若干钱） ：Teller是一个DeFi信用借贷协议，使用DECO协议证实用户在链下银行账户中的资产余额跨越了贷款所要求的动态最低门槛。

• 粉丝证实/交互证实（你与谁互动过）：Clique是一个社交预言机，正在开发一种解决方案，提供对跨种种社交媒体平台（例如使用Twitter API）的链下用户影响力、忠诚度和孝顺的深度剖析。

• 数字身份/社交身份证实（你拥有某个线上账户）：PhotoChromic是一个数字身份解决方案，使用DECO将Web3用户与其Twitter或Discord社交账户绑定，并在历程中不露出底层小我私人身份数据，使应用能够过滤出真实的用户。

• DAO的抗女巫攻击，SBT，KYC/AML，etc.

4. Other Players

• Axiom为Uniswap TWAP构建ZK预言机，接纳完全来自链上的可验证数据源，更类似于Indexing（eg. Hyper Oracle）；和DECO更像是互补而非竞争关系：越来越多的经济流动会发生在链上，纯链上预言机是一个偏向；越来越多的链下数据需要上链，链下隐私预言机也是一个偏向。

• Empiric Network 行使zk盘算将整个预言机放在链上，没有数据必须流过的链下基础设施，和DECO不是一个偏向上。

5. Conclusion

Chainlink作为当前预言机的绝对龙头，通过DECO预言机，海量链下私有数据将能在隐私珍爱的条件下被链上智能合约挪用，可以解锁从金融到身份到社交等诸多应用场景。潜在的隐患是Prover的证实天生速率，和Verifier的中央化问题。

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