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区块链Oracle预言机实现教程含代码

jiezi

区块链本身是封闭的。区块链的确定性模型基于这样一个事实：在交易执行时区块链不能执行任何来自外部的逻辑，所有的外部数据只能通过交易进入到系统中。预言机 /Oracle就是通过交易为智能合约提供可信数据的服务。Oracle 虽然听起来神秘，但实现并不复杂，在这篇文章里，我们将介绍预言机的作用以及运作原理，并通过天气数据预言机 WeatherOracle 的完整实现过程，来帮助你快速掌握区块链预言机 /Oracle 的精髓。

1、为什么智能合约需要预言机 /Oracle？

在智能合约中执行的逻辑不可以执行区块链之外的任何操作，例如它不可以访问互联网上的 web 服务。外部数据进入智能合约的唯一方法是将其置入一个交易中，通过向系统发送一个新的交易来触发区块链状态的更新。

试着考虑一下，如果智能合约在执行时可以访问外部的一个 API 来获取数据，会出现什么情况？

如果今天部署这个合约，那么 API 可能会返回如下的数据：

{"foo": "bar"}

但是明天再部署时，API 可能就会返回新的数据，例如：

{"foo": "baz"}

那么可以想像，一个月以后如果有人进行以太坊区块链的同步，这个智能合约就会被执行，但是 API 的响应数据是和一个月之前不同的，这就会导致新同步的
区块链状态不同于之前已经存在的节点状态。

这就不再是完全自确定的区块链了。经历相同的同步过程，我的区块链和你的区块链却不一样！

让我们再换个说法：给定一组区块，一个节点必须能够从零开始重现区块链的最终状态，而无需互联网连接。

那么这一点对于智能合约的开发者意味着什么？Oralce（预言机），开发者必须构造一个预言机来和实现智能合约与外部世界的交互。

2、如何实现一个简单的预言机 /Oracle？

现在让我们创建一个简单的预言机 /Oracle，来将外部的天气数据传入智能合约：

在最底层的区块链平台，我们需要部署一个智能合约，这个合约有一个方法 updateWeather() 用来更新天气状态，只有在合约白名单里的地址才可以调用这个方法。updateWeather 方法接受天气数据作为参数，同时触发一个以太坊合约事件并将天气数据作为事件的参数，这样 JavaScript 应用就可以订阅这个事件并获得异步通知了。

同时我们将创建两个 nodejs 进程，其中之一就是预言机 /Oracle，它的实现逻辑就是周期性地轮询第三方天气 API 来获取天气数据，然后将天气数据提交给智能合约以便进行历史审计。

另一个 nodejs 进程则负责订阅智能合约的天气事件，然后在控制台输出事件参数。正如之前所述，每当预言机 /Oracle 调用合约的 updateWeather()方法时，都会触发天气事件。

需要指出的是，为了便于理解预言机的核心实现思路，下面的代码进行了简化，剔除了必要的错误处理，因此并不适用于生产环境。

源代码在这里：

  • 预言机合约 – https://github.com/decentorga…
  • 预言机服务 – https://github.com/decentorga…

接下来我们详细讲解这个简单的预言机的实现。

3、预言机智能合约实现

智能合约有一个公开的 oracleAddress 状态变量，用来表示允许调用智能合约的 updateWeather 方法的账户地址，我们在构造函数中对其进行赋值：

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

接下来我们要定义天气事件，这个事件将在 weatherUpdate()调用成功时触发。同样为了简化，我们让这个事件简单的附带一个表示温度的字符串参数。

event WeatherUpdate (string temperature);

最后我们要实现 updateWeather()方法。它的可见性为 public，意思是可以从外部调用这个方法：

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

请注意 require 语句。只有当调用地址（msg.sender）和白名单地址（oracleAddress）一致时才允许继续执行该方法，否则将回滚交易。

好了，就这么简单。

4、预言机服务

我们的预言机就是一个简单的 nodejs 服务。它使用 request 库来调用外部天气 API，解析 API 的响应，然后构造并提交交易给智能合约，然后等一会儿，重复上面的工作，如此
周而复始。

让我们从访问 API 开始，我们将 API 的地址放在一个环境变量里，以便在开发 / 生产环境切换时避免修改源代码：

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

下面的代码用来解析 API 的响应结果：

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

现在要做的就是构造一个调用智能合约的 updateWeather() 方法的以太坊交易。注意 account() 是一个异步方法，它的作用是载入一个以太坊账户，contract是一个 js
对象，它包含了之前部署的 WeatherOracle 智能合约的部署地址和 ABI 接口数据。这些与智能合约相关的函数都来自于著名的 web3 开发包：）

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

最后，我们只需要在指定超时后重新启动这个过程即可。wait()函数将在指定的超时时间之后解析。

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

搞定了！上面的代码实现了一个简单服务，它可以从 API 获取数据，然后再输入智能合约。

注意：

  • 当我们构造以太坊交易时，我们使用 {from:account} 来指定调用账户，account所指向的这个账户需要有一些以太币来支付交易的手续费。
  • 我们使用环境变量来配置一个私钥，用来实例化 account 对象。这个私钥必须是用来部署 WeatherOracle 智能合约时传入的那个白名单地址所对应的私钥。

5、天气事件的利用服务

这是另一个简单的 nodejs 服务。同样，contract是一个包含了合约的部署地址和 ABI 信息的 js 对象，调用 WeatherUpdate 并传入一个回调就是我们订阅天气事件的所有代码：

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");
  });
}

当这个服务运行时，随着交易成功入块上链，它将会周期性地向控制台输出数据：

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

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原文：Building your first Ethereum Oracle

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