一文读懂链下数据和计算
什么是链下数据？链下数据，有时也被称为“现实世界的数据”，指存在于区块链以外的数据，比如体育比赛分数、天气数据、金融市场数据以及其他区块链上的数据。区块链本质上是与世隔绝的系统，因此将区块链连接至链下数据就好像将计算机连接至互联网一样，两者都是将孤立的系统连通到现实世界。区块链在访问链下数据时必须要维持同样高的安全水平，这也使Chainlink的信任最小化服务成为了行业标准。
另一个提升区块链性能的链下方案就是链下计算。链下计算包括可验证的随机数、交易排序服务以及智能合约自动化服务。链下计算就是在区块链以外的环境中执行计算。预言机网络可以提供信任最小化的链下计算，以此扩展区块链的功能，这也被称为“预言机运算”。为区块链提供链下计算就像是将笔记本电脑连接至AWS云服务，能够极大提高运算能力，并打造出高性能和高成本效益的应用。
链下数据和计算为何对Web3生态来说如此重要？90%的智能合约用例都需要访问链下数据，其中包括许多去中心化金融（DeFi）应用、参数型保险以及动态NFT。链下计算可以帮助这些应用扩展规模，并同时保障成本效益和隐私。另外，链下计算还可以实现自动化和随机数等高级功能。链下数据和链下计算结合在一起，将助力开发者打造出功能丰富且可扩展的混合型智能合约，为数百万乃至数十亿用户解决现实世界的问题。
本文将讨论预言机如何为区块链接入链下数据和计算资源，分析链下和链上数据的区别，梳理链下资源的价值，并研究Chainlink为什么是连通链上链下的顶尖解决方案。
去中心化预言机网络连通链上和链下资源
一旦区块链接入链下资源，智能合约的运算能力和数据量就会大幅提升。当然，我们也可以使用中心化的Web2链下服务，但这样做可能导致单点故障，并且会降低区块链的安全保障。
要将区块链接入链下数据，开发者就需要解决“预言机问题”。预言机问题指区块链无法在访问外部资源的同时保障安全性和防篡改性。Chainlink通过建立去中心化的预言机网络（DON）来解决预言机问题，作为安全的中间件，将区块链连接至链下资源。Chainlink网络是行业领先的预言机网络，为Web3生态保障了数百亿美元的价值。
去中心化的预言机网络能够提高区块链和智能合约的数据可用性和运算能力，并同时保障信任最小化和安全性。去中心化的预言机网络可以实现混合型智能合约，因此能够提升区块链的性能、功能和互操作性。混合型智能合约将区块链信任最小化的属性与功能丰富的链下计算资源和数据相结合，可以突破链上系统的限制，打造出更高级的应用和用例。
链上VS链下
区块链是不可篡改的账本，由全节点网络保障安全，具有极高的确定性和安全性，并且无法被操控。虽然这个机制为区块链带来了极高的安全性和确定性，但也意味着区块链需要在隐私、速度和去中心化三个维度做出权衡。然而，一旦区块链能够接入链下系统，能力就会大幅提升。将计算转移到链下可以大幅降低成本并提高吞吐量，而且还可以基于真实世界中的数据在链上执行交易。
链上数据
链上数据指在区块链网络中原生的数据。其中包括账户地址、地址中的余额以及智能合约状态。
链上数据包括：
- 账户——区块链账户是单独的地址，可以发送并接收交易。
- 余额——某一账户中拥有的原生通证数量，比如在比特币区块链上有10个比特币，或者在以太坊上有10个以太币。
- 智能合约——指储存在区块链全局状态中的分布式计算程序，比如ERC20通证合约或者自动做市商(AMM)应用。
链下数据
链下数据指区块链以外的数据。将区块链接入现实世界可以跨越各个行业实现一系列丰富的智能合约应用场景。
Chainlink去中心化的预言机网络可以为区块链智能合约输入丰富的链下数据，并同时保障安全性和可靠性：
- 金融数据——Chainlink Price Feeds可以为DeFi经济提供非常可靠且精准的喂价，涵盖去中心化的stablecoin和借贷协议等各种应用场景。
- 天气数据——Chainlink Data Feeds可以向天气预测市场、对冲交易市场以及动态NFT输入降雨量和气温等天气数据。比如，Arbol可以使用Chainlink Data Feeds来获取天气数据，并将参数型农作物保险赔偿金发放给发展中国家的农民。
- 体育、供应链和经济数据——Data Feeds还可以为链上提供各种类型的数据，比如体育比赛统计数据、供应链数据、选举结果以及通胀率等。
- 储备金数据——Chainlink储备金证明可以提供锚定法币的stablecoin或跨链资产的储备金证明，帮助DeFi应用规避储备金不足所带来的风险。
- 身份数据——Chainlink预言机可以使用电子签名、证书以及域名为去中心化应用验证用户身份，并同时保护用户隐私。
- Any API——Chainlink Any API可以让开发者使用现有Chainlink节点访问任何外部数据源，并实现向后兼容。
目前Chainlink在链上一共有20多亿个数据点，Chainlink Data Feeds和其他Chainlink信任最小化服务为区块链生态中数百个项目提供服务，其中包括Aave、Compound、dYdX、Liquity和Synthetix等行业领先的协议。
链上计算
区块链执行着特殊的计算任务，并针对交易达成强大的共识。区块链的强项是验证所有权、执行不可篡改的智能合约并提供单一事实来源。而它的弱点则是功能没有链下系统那么丰富。
链上计算包括：
- 验证所有权——当用户从账户发起一笔交易时，区块链会查看私钥签名是否与公钥匹配。
- 执行智能合约——当智能合约函数接收指令时（比如在某一去中心化交易平台交易通证），区块链会计算这笔交易并执行状态变更。
- 添加新区块——节点通常负责将新区块添加到区块链上，而其他节点则会重新执行一遍区块中的所有交易，以进行验证。
链下计算
使用预言机网络在链下执行信任最小化的计算，由于成本、可扩展性以及其他原因而无法或不适合在链上执行的计算就可以转移到链下执行，并将计算结果传回到链上。
Chainlink网络可以执行的链下计算包括：
- 可验证的随机数——Chainlink VRF可以创建随机数以及加密证明，并上传至链上进行验证。这个功能可以为链上游戏实现随机的游戏体验，还可以实现可验证公平性的NFT铸造体验。
- 智能合约自动化——Chainlink Automation是去中心化的交易执行服务，可以自动触发关键的智能合约功能，比如执行清算、rebase通证以及结算限价单交易等。这个功能可以将一部分智能合约放到链下执行，并在条件达成时自动调用链上函数。
- 链下报告——Chainlink Data Feed中的多个节点可以采用链下报告（OCR）协议，在链下将各自响应的数据聚合成一份预言机报告，这样做可以提高成本效益，扩大节点委员会的规模，并且在区块链网络极度拥堵期间提高可靠性。
链下数据和链下计算的优势
链下资源可以解锁更多高级的智能合约功能，并让开发者能够开发出功能丰富的应用。
链下数据的优势
如果区块链无法访问链下资源，功能就会仅限于创建和转移通证。将区块链网络接入链下数据，将使开发者能够开发出功能更高级的应用，比如参数型保险、预测市场和stablecoin等。
为区块链接入现实世界的数据将催生出各种高级的用例：
- 对冲金融风险——交易者可以用金融市场数据在预测市场中对冲风险。
- 参数型保险——参数型保险可以规避现实世界中的财务风险。比如，农民可以利用天气数据来购买链上参数型农作物保险，以此来减少干旱天气带来的经济损失。
- 供应链追踪——协议可以采用RFID、物联网传感器以及清关数据来验证供应链中货物的位置。
- 身份验证——应用可以使用安全的数据库来交叉验证电子签名或生物特征数据，以验证用户身份。
- 可持续发展——可以用物联网传感器和卫星图像来衡量温室气体排放水平和林地复育项目进展。这些数据还可以上传到链上，以支持各种智能合约应用场景，比如碳信用验证。
- 储备金验证——用户可以验证stablecoin和跨链资产的储备金，以验证通证的抵押率是否充足。
链下数据的优势
接入链下数据可以减轻区块链节点的工作量，因此开发者可以打造出无法在链上实现的应用场景。
去中心化的预言机网络可以提供信任最小化的链下计算，为区块链网络带来以下价值：
- 隐私保障——在链下执行计算可以保护用户身份信息等数据的隐私，并确保这类隐私数据不会发布在公链账本中。
- 速度和可扩展性——在链下可以执行高速运算，并且运算结果会在链上记录，因此开发者可以打造高速且可扩展的dApp。
- 成本效益——先在链下聚合数据，再通过一笔交易将数据上传至链上，这样可以大幅降低成本。
- 灵活性——链下计算为用户提供了选择的空间，用户可以在安全和性能之间做出权衡，还可以定制化去中心化水平、加密经济安全性以及其他安全参数。
Chainlink去中心化预言机网络的链下资源
Chainlink网络是行业领先的解决方案，可以将区块链接入链下数据和链下计算资源。Chainlink生态中的各项服务正在为十几条区块链上数百个高级智能合约提供支持，并为整个Web3经济保障了数百亿美元的价值。
在下面这个视频中，你可以了解到Chainlink如何通过链下数据和链下计算为去中心化应用实现独一无二的功能。
各位开发者可以立刻集成Chainlink信任最小化的服务，并访问链下数据和计算资源。大家可以使用Chainlink Data Feeds来访问优质可靠的链下数据；使用Chainlink VRF来获得通过加密技术保障安全且不可篡改的随机数；使用Chainlink Automation来触发智能合约功能，并同时保障去中心化水平、成本效益和安全性；并使用Chainlink储备金证明来自动审计储备资产。
这些服务结合在一起，将帮助开发者打造出功能丰富、成本低廉且可扩展的应用，并实现可以与区块链媲美的安全保障。如果你想在你的以太坊或Solana dApp中集成链下计算服务，请查看Chainlink文档，加入Discord群组或联系Chainlink专家。
