区块链:随机数在区块链中的应用和生成机制_区块链dapp开发费多少钱

编者按：本文来自巴比特资讯，作者：黄连金，著名区块链专家，核聚链首席科学家、美国DistributedAppsCEO、中国电子学会区块链分会专家委员、NULS顾问；向文波，Java软件工程师，Cryptotech-Writer，NULSCoreTeam成员，Odaily星球日报经授权转载。

在人们的生活中，很多场景都需要用到随机数，例如福利彩票，车牌摇号，公共用房分配等。互联网的发展，让人们对随机数的运用越来越依赖中心化系统，但是绝大多数中心化系统，生成的随机数都是伪随机数，并且存在作弊的风险。区块链的出现，让人们看到了生成更公平的随机数的可能。而随机数对于区块链本身也有着非常重要的作用，那到底随机数在区块链中有哪些应用场景？区块链又是如何产生更可靠的随机数的呢？随机数在区块链中的应用

私钥拥有加密货币的人都知道私钥的重要性，谁拥有你的私钥，谁就拥有了你的加密资产。私钥的生成都需要依赖随机数，所以能否保证随机数的不可预测和破解，关系着加密资产的安全。比特币私钥使用的是SHA-256生成的256位随机数，这个随机数的取值范围是0~22??-1。2的256次方近似于10的77次方，这是一个取值范围非常大的数，以现有的计算能力，想要暴力破解，几乎不可能。不能暴力破解，但是如果生成随机数的随机数生成器可以被操控，生成的随机数可以被预测，那你的私钥就有可能被解密，加密资产的安全就得不到保障了。竞猜类应用在竞猜应用里，需要使用随机数，来保证结果的随机性，避免人为干预，影响结果的公平性。在中心化环境下，参与竞猜的用户需要向系统提交竞猜订单，系统根据规则收集用户的信息，然后生成竞猜结果。在整个过程中，客户端不会参与竞猜结果的计算，竞猜结果本质上是由系统生成的一串随机数。当出现巨大利益诱惑时，系统可能会作弊，让自己从中得利。在去中心化环境下，没有唯一的中心，可以让所有节点共同参与随机数的生成，可以有效的保证随机数的公平性。但是在去中心化环境中，黑客可以更方便的对随机数发起攻击，从中获得利益。到目前为止，区块链随机数的安全性仍然是一个需要突破的技术问题。在2018年8月，曾火爆一时的Fomo3D游戏，就被黑客利用其随机数漏洞，在游戏中获得了巨额的利益。继Fomo3D之后，EOS上的众多热门DAPP，尤其是竞猜类游戏，如EOS.WIN、EOSDice等，也先后因随机数生成的缺陷遭到了黑客攻击。POS共识机制区块链是一种去中心化的分布式记账技术，在去中心化的环境里，要实现正确的记账，随机的选出记账人，是非常关键的。因为只有在随机的条件下，才能保证公平的分配记账权，合理分配挖矿奖励。采用POW的共识机制，是通过算力竞争，计算一个非常有难度的哈希值，来随机确定由谁来记账。采用POS的共识机制，则需要通过随机数，随机选举出一个节点来进行记账。大多数POS协议都会根据持有者的代币数量，选出一组矿工和验证者，共同完成对链上交易的验证和出块。为了能够随机的选出矿工和验证者，保证公平分配奖励，算法必须融入一些公平、无偏倚的随机数源。所以在许多POS共识机制中，随机数是一个非常关键的技术。真随机数和伪随机数

法官否决了门头沟4亿美元欺诈诉讼的集体证明:6月24日消息，一名联邦法官拒绝了已经倒闭的日本比特币交易所Mt. Gox客户申请类别认证的请求，该交易所在2014年遭遇一次重大黑客攻击后被迫破产。此举让Mt. Gox前首席执行官Mark Karpeles取得了胜利，他曾辩称，在日本实施赔偿计划比在美国提起诉讼更好。法官认为，首席原告关于4亿美元诉讼案欺诈的理论，是基于卡皮尔斯起草和传播Mt. Gox的使用条款和所谓的误解。（cointelegraph）[2021/6/24 0:02:20]

随机数分为真随机数和伪随机数。真随机数数列是完全不可预测的，只存在真实的物理世界中，例如放射性衰变、电子设备噪音、宇宙射线的触发时间等，我们可以通过采集这些数据，获得真随机数数列。伪随机数是通过获得的真随机数数列，使用随机数算法计算得来的。只要获得随机数种子，就能得到相同的伪随机数数列。所以真随机数只存在真实的物理世界中，计算机中的绝大多数随机数都是伪随机数。想保证伪随机数的安全，就需要有效的随机数种子和安全的随机数生成器。区块链随机数的生成方式

债权人可以要求门头沟将最多90%的BTC赔偿给债权人:1月17日消息，彭博社报道称，债权人将能够要求门头沟将最多90%的所剩BTC赔偿给债权人。此外，CoinLab表示，投资人不是一定得提前接受这笔款项，可以等待针对门头沟的诉讼和解。如果大量索赔获得的BTC流入市场，可能会带来币价波动。（Coindesk）[2021/1/17 16:22:13]

区块链是去中心化的系统，理论上，产生的随机数比中心化系统会更公平，但是在去中心化环境里，如果有巨额利益，更容易遭到黑客攻击，所以为了保证区块链随机数的安全性，诞生了各种不同的随机数生成机制。VRFVRF是一种可验证的随机数生成方式。目前主要是基于POS共识算法的区块链项目在使用，包括Algorand、Cardano。在Algorand、Cardano中，VRF是产生随机数的关键。VRF可以根据任意的一个输入，输出一个随机数。在VRF中特别设计了一个非交互的零知识证明过程，可以用来验证随机数的正确性，以及某随机数是由某节点生成的。VRF中主要包含四个环节：生成公私钥对生成随机数输出计算零知识证明验证随机数输出

门头沟清算赔偿方案再次推迟至10月15日:据官网消息，原本计划于7月1日提交的门头沟MT.Gox交易平台清算赔偿方案再次推迟三个多月，最新的提交时间为2020年10月15日。

此前消息，已经破产的比特币交易所Mt.Gox（门头沟）召开债权人年度大会前夕，其向债权人提供的文件泄漏出未来如何偿付债务的更多信息。文件显示，债权人可以对其收到的补偿形式作出选择，或者选择收到法币，或者选择收到法币与比特币、比特币现金混合的补偿。[2020/6/30]

生成随机数的节点将自己的私钥，作为生成随机数的输入的一部分，然后在本地输出随机数和零知识证明。其他节点可以利用生成随机数的节点的公钥、输入、输出，验证随机数和生成者身份的真假。

得到随机数之后，就需要用生成的随机数来挑选参与出块的节点。最简单的方式是在全网设置一个公认的临界值M，假设某个节点生成的随机数R大于临界值M，系统就允许节点参与下一步的出块任务。但是这种方案没有办法防止女巫攻击，所以现在大部分VRF抽签方案都会基于权益进行票数分配，然后设计抽签算法，完成后续的共识过程。RandaoRandao基于区块链技术，提供开源、去中心化、可证公平的随机数生成服务。Randao的目标是满足随机数生成不可控制和不可预测的基本特性的同时，使个体可以参与随机数的生成，保证随机数具备可参与性，利用区块链透明和不可逆的特点，保证结果的可证公平性。Randao主要采用了CommitReveal和BLS。CommitReveal其缺点主要是生成随机数的速度较慢。在以太坊中，从接到随机数生成请求，到生成随机数，至少需要10个块以上的时间，目前耗时在3分钟以上；因为需要参与者多次发送交易提交数据，其生产和使用成本较高。但该方案的优势在于，其参与门槛基本为零，任何人都可以随时加入一个随机数的生成过程，在防止串谋和可证公平方面拥有一定优势。BLS签名方案是对CommitReveal的一种补充，因为生成过程在链外组织，响应速度快，通常只需要一个区块的时间就能生成随机数；消费者发起随机数生成请求，生产者在下一个块写入随机数，只需要发送两次交易就可以完成随机数的生成和调用，生产和使用成本都很低，适合用于高频，同时对防串谋要求不高的场景。阈值签名机制Dfinity是一个公链项目，目标是成为“互联网电脑”，实现软件和服务在其公有云的运转。在Dfinity中，随机数是整个共识机制正常运转的核心，其采用的阈值签名机制结合了VRF和BLS签名机制，是生成随机数的一种有效方式。阈值签名机制主要由三部分组成：输入、输出、阈值机制。输入是一组成员的私钥，输出是一个随机数。阈值机制能够保证的是，只要接收来自成员的输入数量超过设定值，就可以得到一个确定的随机数，但是在得到小于设定值的输入数量前，没有人能够预测输出的随机数是多少。输出随机数的过程中使用了VRF，阈值机制中使用了BLS签名机制。阈值签名机制结合了VRF和BLS，VRF使其生成的随机数具备了可验证性，BLS签名机制使签名过程中，没有节点可以提前预知签名结果，实现了随机数的不可操控性，并且很难串谋，是一种不错的随机数生成机制。NULSRNGNULSRNG是全球开源社区项目NULS，根据其POC共识算法，专门为DAPP设计的随机数种子生成机制。NULSRNG的实现方式是基于POC共识的两段式随机种子提交生成机制。即每个节点在出块的同时生成一个随机种子，并对该随机种子进行加密处理，将生成的密文包含在区块头中，同时获取该节点上次出块时生成的256位随机种子明文。结合区块头中的明文和密文，就可以对节点生成的随机数种子进行验证，确保不可篡改。

澳本聪否认自己的8万个比特币与Mt. Gox门头沟被盗有关:针对文件显示自己的8万个比特币资产来源于Mt. Gox 被盗资产一事，澳本聪（CSW）已否认自己与 Mt. Gox 门头沟交易平台的被盗有关。据CSW 律师公开的文件显示，1FeexV6bAHb8ybZjqQMjJrcCrHGW9sb6uF 和 12ib7dApVFvg82TXKycWBNpN8kFyiAN1dr 这两个比特币地址属于CSW，但现在私钥被盗，无法进入地址。但前Mt.Gox 的CEO Mark Karpelès发现，1Feex 地址中包含约 8 万个比特币的来源是 Mt.Gox门头沟交易平台的被盗地址。他认为这份文件表明澳本聪已经承认他与Mt.Gox 被盗有关。(U.Today)[2020/6/13]

NULSRNG基于底层共识实现，由全部共识节点参与，这样的方式增加了节点串谋的难度，采用种子密文和明文两段式提交的方式，能够实现种子可验证和不可篡改。

在NULS上开发的DAPP，可以直接利用底层提供的接口，获取随机种子，然后采用自己的随机算法，生成需要的随机数数列，不仅可以提高随机数的安全性，同时使用上也可以做到灵活方便。结语

疑似门头沟（MT.GOX）账户转出的1.6万个BTC已有4000 BTC充入了Bitflyer交易所:据区块链大数据分析平台Chaindigg的分析结果，疑似门头沟（MT.GOX）账户转出的1.6万个BTC中，已有4000 BTC于4月28日（北京时间）充入了日本Bitflyer交易所。[2018/4/28]

1、在区块链中，随机数有着非常多的应用场景，随着区块链技术的不断发展和完善，人们对区块链随机数的应用将会不断增加；2、在区块链领域中，目前已经有许多不同的随机数生成机制，它们都有着各自的特点；3、意识到随机数的重要性，越来越多的技术团队和项目方，开始研究更好的随机数生成机制，未来将会有更多完善的区块链随机数生成机制产生。参考文献：《Randao:VerifiableRandomNumberGeneration》；《Veri?ableRandomFunctions》SilvioMicali，MichaelRabiny，SalilVadhanz；《DFINITYTechnologyOverviewSeriesConsensusSystem》TimoHanke,MahnushMovahedi，DominicWilliams。

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