chainLink

简介

Chainlink 是一个去中心化的预言机网络，它旨在将现实世界的数据引入区块链，解决区块链智能合约无法访问外部数据的限制。通过 Chainlink，智能合约可以安全可靠地与外部数据源、API 和传统支付系统进行交互，从而拓展其应用场景。以下是对 Chainlink 的详细介绍：

什么是 Chainlink？

Chainlink 是一个去中心化的预言机网络，通过安全、可靠的方式将链下数据提供给链上智能合约。它的主要目标是解决区块链与外部世界之间的数据孤岛问题，使得智能合约能够实现更多实际应用场景。

主要特性

1. 去中心化预言机
   • Chainlink 采用去中心化的预言机网络，避免了单点故障，提供更高的安全性和可靠性。
2. 数据验证
   • 通过多个独立的预言机节点对数据进行验证，确保数据的准确性和可信度。
3. 灵活的合约接口
   • 提供标准化的接口，方便开发者将预言机集成到各种智能合约中。
4. 安全性
   • 采用密码学签名和加密技术，确保数据传输的安全性。

核心组件

1. Chainlink 节点
   • 预言机节点运行 Chainlink 软件，连接到外部数据源和区块链，负责数据的获取和传输。
2. Chainlink 合约
   • 部署在区块链上的智能合约，包括请求合约（Requesting Contract）、聚合合约（Aggregating Contract）和服务合约（Service Contract）。
3. 外部适配器
   • 外部适配器是 Chainlink 节点与外部数据源之间的桥梁，允许节点访问各种 API 和数据源。

工作流程

1. 创建请求
   • 智能合约创建数据请求，发送给 Chainlink 网络。
2. 分配任务
   • Chainlink 网络将请求分配给多个独立的预言机节点，确保任务的去中心化处理。
3. 数据获取
   • 预言机节点从外部数据源获取数据，并对数据进行验证。
4. 数据聚合
   • 多个预言机节点返回的数据被聚合合约收集，聚合合约计算出最终的可信数据，并将其返回给智能合约。

应用场景

1. 去中心化金融（DeFi）
   • Chainlink 可以为 DeFi 应用提供实时的市场数据、价格信息等，确保金融合约的准确执行。
2. 保险
   • 通过预言机获取天气、交通等数据，自动执行保险合约，如天气保险、航班延误保险等。
3. 游戏
   • 提供随机数生成服务，确保区块链游戏中的公平性和透明性。
4. 供应链管理
   • 追踪和验证供应链中的各种数据，如物品来源、运输状态等，提升供应链的透明度和效率。

如何使用 Chainlink

1. 部署 Chainlink 合约
   • 开发者在区块链上部署 Chainlink 合约，并配置预言机节点和数据源。
2. 集成到智能合约
   • 使用 Chainlink 提供的标准接口，将预言机数据集成到智能合约中，实现数据的自动获取和更新。
3. 运行 Chainlink 节点
   • 运行 Chainlink 节点，配置外部适配器，连接到外部数据源，提供数据服务。

实际应用

Chainlink 的实际例子展示了其在不同应用场景中的广泛使用，以下是一些典型的实际应用：

1. 去中心化金融（DeFi）

Aave 和 Synthetix 是 DeFi 领域的两个主要项目，它们都使用 Chainlink 预言机来获取实时的市场价格数据。

• Aave：Aave 是一个去中心化借贷平台，用户可以在平台上存款并借款。Aave 使用 Chainlink 的预言机来获取贷款和抵押品的实时价格数据，以确保贷款的安全性和透明度。

• Synthetix：Synthetix 是一个去中心化的合成资产发行平台。它使用 Chainlink 预言机来获取各种资产的价格数据，包括加密货币、外汇和商品，以确保平台上合成资产的准确定价。

2. 保险

Arbol 和 Etherisc 是使用 Chainlink 实现自动化保险理赔的两个项目。

• Arbol：Arbol 是一个去中心化保险平台，主要为农民提供天气保险。它使用 Chainlink 预言机获取气象数据，当天气条件触发保险合约时，自动执行赔付。

• Etherisc：Etherisc 是一个去中心化保险协议，提供航班延误保险。它使用 Chainlink 预言机获取航班状态数据，当航班延误达到一定条件时，自动触发理赔。

3. 游戏和娱乐

Axie Infinity 是一个基于区块链的游戏，它使用 Chainlink 提供的随机数生成服务。

• Axie Infinity：Axie Infinity 是一个受宝可梦启发的数字宠物游戏，玩家可以在游戏中战斗、收集和繁殖宠物。游戏使用 Chainlink 的随机数生成（VRF）来确保宠物繁殖和战斗结果的公平性和不可预测性。

4. 供应链管理

Morpheus.Network 是一个供应链管理平台，使用 Chainlink 提供的预言机服务来追踪和验证供应链中的关键数据。

• Morpheus.Network：Morpheus.Network 通过区块链技术和物联网设备追踪货物的运输状态，并使用 Chainlink 预言机获取各种外部数据，如位置、温度和湿度。这些数据被用于自动化供应链流程，提高透明度和效率。

5. 企业解决方案

Google Cloud 和 Oracle 都与 Chainlink 合作，将其预言机服务集成到企业级解决方案中。

• Google Cloud：Google Cloud 使用 Chainlink 预言机来将其云服务数据连接到区块链应用中。例如，可以通过 Chainlink 获取 Google BigQuery 数据库中的数据，并将其用于智能合约。

• Oracle：Oracle 提供的区块链平台集成了 Chainlink 预言机，使企业能够将其 ERP 系统中的数据与区块链应用无缝连接。

6. NFT 和数字艺术

OpenSea 和 Rarible 是两个主要的 NFT 市场，它们使用 Chainlink 预言机来验证和显示 NFT 的所有权和交易历史。

• OpenSea：OpenSea 是一个去中心化的数字市场，用户可以在上面买卖 NFT。它使用 Chainlink 预言机来确保交易数据的准确性和所有权的真实性。

• Rarible：Rarible 是一个用户生成内容的平台，允许创作者发行和出售 NFT。它使用 Chainlink 预言机来提供 NFT 定价和交易数据，确保市场的透明度和公平性。

使用步骤

使用 Chainlink 预言机涉及几个关键步骤，从设置开发环境到集成预言机服务和部署智能合约。以下是详细的步骤指南：

1. 设置开发环境

安装 Node.js 和 npm

确保你的系统上安装了 Node.js 和 npm，这是 JavaScript 的运行时和包管理工具。你可以从 Node.js 官网 下载并安装。

安装 Truffle 框架

Truffle 是一个流行的以太坊开发框架。可以使用 npm 来安装：

npm install -g truffle

安装 Ganache

Ganache 是一个用于本地开发和测试的以太坊区块链模拟器。可以从 Truffle Suite 官网 下载并安装。

2. 创建 Truffle 项目

初始化项目

在你的工作目录中，运行以下命令来初始化一个新的 Truffle 项目：

mkdir ChainlinkProject
cd ChainlinkProject
truffle init

安装 Chainlink 合约

在项目目录中，安装 Chainlink 合约：

npm install @chainlink/contracts

3. 编写智能合约

创建一个新的 Solidity 文件（例如 PriceConsumerV3.sol），并编写智能合约代码：

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.6.7;

import "@chainlink/contracts/src/v0.6/interfaces/AggregatorV3Interface.sol";

contract PriceConsumerV3 {
    AggregatorV3Interface public priceFeed;

    constructor() public {
        priceFeed = AggregatorV3Interface(0x8A753747A1Fa494EC906cE90E9f37563A8AF630e);
    }

    function getLatestPrice() public view returns (int) {
        (,int price,,,) = priceFeed.latestRoundData();
        return price;
    }
}

4. 编写迁移脚本

在 migrations 文件夹中，创建一个新的迁移脚本（例如 2_deploy_contracts.js）：

const PriceConsumerV3 = artifacts.require("PriceConsumerV3");

module.exports = function(deployer) {
  deployer.deploy(PriceConsumerV3);
};

5. 配置 Truffle 网络

在 truffle-config.js 中，配置你想要使用的网络，例如本地的 Ganache 网络或测试网（如 Rinkeby）：

module.exports = {
  networks: {
    development: {
      host: "127.0.0.1",
      port: 7545,
      network_id: "*" // Match any network id
    },
    rinkeby: {
      provider: () => new HDWalletProvider(mnemonic, `https://rinkeby.infura.io/v3/YOUR_INFURA_PROJECT_ID`),
      network_id: 4,       // Rinkeby's id
      gas: 4500000,        // Rinkeby has a lower block limit than mainnet
      gasPrice: 10000000000
    }
  },
  compilers: {
    solc: {
      version: "0.6.7",
    }
  }
};

6. 部署智能合约

在命令行中运行以下命令来部署你的智能合约：

truffle migrate --network development

或者使用测试网：

truffle migrate --network rinkeby

7. 与智能合约交互

使用 Truffle 控制台

你可以通过 Truffle 控制台与已部署的智能合约进行交互：

truffle console --network development

获取最新价格

在 Truffle 控制台中，执行以下命令获取最新价格：

let instance = await PriceConsumerV3.deployed();
let price = await instance.getLatestPrice();
price.toString();

8. 前端集成

使用 Web3.js

在你的前端应用中，使用 Web3.js 与智能合约进行交互。确保在项目中安装 Web3.js：

npm install web3

前端示例代码

在你的前端应用中，编写 JavaScript 代码来与合约交互：

const Web3 = require('web3');
const web3 = new Web3(Web3.givenProvider || "ws://localhost:7545");
const contractABI = [ /* ABI from compiled contract */ ];
const contractAddress = '0x...'; // Deployed contract address

const priceConsumer = new web3.eth.Contract(contractABI, contractAddress);

async function getLatestPrice() {
    let price = await priceConsumer.methods.getLatestPrice().call();
    console.log("Latest price: ", price);
}

getLatestPrice();

9. 测试和审计

在部署到生产环境之前，务必进行全面的测试和审计，确保智能合约的安全性和可靠性。可以使用 Truffle 的测试功能来编写和运行测试用例。

迁移脚本

1. 每一个合约都需要有一个迁移文件吗？

不一定每一个合约都需要单独的迁移文件，但每一个合约都需要在某个迁移文件中被部署。一个迁移文件可以部署一个或多个合约，具体取决于你的项目需求和合约之间的关系。

• 单合约项目：如果你的项目只有一个合约，那么你只需要一个迁移文件来部署这个合约。
• 多合约项目：如果你的项目包含多个合约，你可以在一个迁移文件中部署多个合约，或者为每个合约创建单独的迁移文件。这取决于合约之间是否有依赖关系以及你如何组织迁移过程。

2. 迁移文件是不是一个模版，只需要修改 artifacts.require("PriceConsumerV3") 中的 PriceConsumerV3？

是的，迁移文件的基本结构是一个模版。你只需要根据需要修改 artifacts.require 中的合约名称，以及相应的部署逻辑。以下是迁移文件的基本模版，你可以根据项目需求进行修改：

const ContractName = artifacts.require("ContractName");

module.exports = function(deployer) {
  deployer.deploy(ContractName);
};

示例

假设你有两个合约 PriceConsumerV3 和 AnotherContract，你可以在一个迁移文件中部署它们：

const PriceConsumerV3 = artifacts.require("PriceConsumerV3");
const AnotherContract = artifacts.require("AnotherContract");

module.exports = function(deployer) {
  deployer.deploy(PriceConsumerV3);
  deployer.deploy(AnotherContract);
};

或者为每个合约创建单独的迁移文件：

2_deploy_priceConsumerV3.js

const PriceConsumerV3 = artifacts.require("PriceConsumerV3");

module.exports = function(deployer) {
  deployer.deploy(PriceConsumerV3);
};

3_deploy_anotherContract.js

const AnotherContract = artifacts.require("AnotherContract");

module.exports = function(deployer) {
  deployer.deploy(AnotherContract);
};

完整的迁移文件模版

const ContractName = artifacts.require("ContractName");

module.exports = function(deployer) {
  // 如果合约有构造函数参数，可以在这里传递
  // deployer.deploy(ContractName, arg1, arg2, ...);

  deployer.deploy(ContractName);
};

部署带有构造函数参数的合约

如果合约的构造函数需要参数，你可以在 deployer.deploy 方法中传递这些参数：

const ContractName = artifacts.require("ContractName");

module.exports = function(deployer) {
  const arg1 = "value1";
  const arg2 = 1234;
  deployer.deploy(ContractName, arg1, arg2);
};

迁移文件总结

• 单合约部署：一个迁移文件即可。
• 多合约部署：可以在一个迁移文件中部署多个合约，或者为每个合约创建单独的迁移文件。
• 模版结构：迁移文件的基本结构是固定的，只需要根据合约名称和部署逻辑进行调整。
• 构造函数参数：如果合约需要构造函数参数，可以在 deployer.deploy 方法中传递。

通过上述说明，你可以灵活地创建和管理迁移文件，根据项目需求组织合约的部署过程。

Chainlink VRF

Chainlink VRF（Verifiable Random Function）是一种提供可验证随机数的服务，广泛用于需要随机性和安全性的区块链应用中，如去中心化游戏、抽奖和彩票等。使用 Chainlink VRF，可以确保随机数生成是公平和透明的，因为其生成过程是可验证的。

使用步骤

以下是使用 Chainlink VRF 生成随机数的基本步骤：

1. 安装依赖

确保你已经安装了 Chainlink 合约库。

npm install @chainlink/contracts

2. 创建智能合约

编写一个使用 Chainlink VRF 的智能合约。例如，我们创建一个叫 RandomNumberConsumer 的合约。

// SPDX-License-Identifier: MIT
pragma solidity ^0.6.6;

import "@chainlink/contracts/src/v0.6/VRFConsumerBase.sol";

contract RandomNumberConsumer is VRFConsumerBase {
    bytes32 internal keyHash;
    uint256 internal fee;
    uint256 public randomResult;

    constructor() 
        VRFConsumerBase(
            0x6168499c0cFfCaCD319c818142124B7A15E857ab, // VRF Coordinator
            0x01BE23585060835E02B77ef475b0Cc51aA1e0709  // LINK Token
        ) public
    {
        keyHash = 0x2ed0feb3e7fd2022120aa84fab1945545a9f2ffc9076fd6156fa96eaff4c1311;
        fee = 0.1 * 10 ** 18; // 0.1 LINK
    }

    function getRandomNumber() public returns (bytes32 requestId) {
        require(LINK.balanceOf(address(this)) >= fee, "Not enough LINK - fill contract with faucet");
        return requestRandomness(keyHash, fee);
    }

    function fulfillRandomness(bytes32 requestId, uint256 randomness) internal override {
        randomResult = randomness;
    }
}

3. 部署智能合约

使用 Truffle 或 Hardhat 部署合约。以下是使用 Truffle 部署合约的步骤：

1. 创建一个迁移文件 2_deploy_contracts.js。

const RandomNumberConsumer = artifacts.require("RandomNumberConsumer");

module.exports = function(deployer) {
  deployer.deploy(RandomNumberConsumer);
};

2. 在命令行中运行迁移命令：

truffle migrate --network <network_name>

确保你在 truffle-config.js 中配置了相应的网络信息，如 Rinkeby 测试网。

4. 与合约交互

你可以使用 JavaScript 与部署的合约交互。以下是一个简单的例子：

const Web3 = require('web3');
const { abi } = require('./build/contracts/RandomNumberConsumer.json');

const web3 = new Web3('https://rinkeby.infura.io/v3/YOUR_INFURA_PROJECT_ID');

const contractAddress = 'DEPLOYED_CONTRACT_ADDRESS';
const contract = new web3.eth.Contract(abi, contractAddress);

async function requestRandomNumber() {
  const accounts = await web3.eth.getAccounts();
  const tx = await contract.methods.getRandomNumber().send({ from: accounts[0] });
  console.log(tx);
}

async function getRandomResult() {
  const result = await contract.methods.randomResult().call();
  console.log("Random Result: ", result);
}

// Request a new random number
requestRandomNumber().then(() => {
  // Wait for the randomness to be fulfilled and then get the result
  setTimeout(() => {
    getRandomResult();
  }, 180000); // Wait for 3 minutes
});

总结

使用 Chainlink VRF 提供可验证的随机数需要以下几个步骤：

1. 安装 Chainlink 合约库。
2. 编写使用 Chainlink VRF 的智能合约。
3. 部署智能合约。
4. 与合约交互，获取随机数。

通过这些步骤，你可以在去中心化应用中安全、透明地使用随机数。