區塊鏈:隨機數在區塊鏈中的應用_2023門羅幣cpu算力表

近日，OG無涯社區聯合創始人紅軍大叔受邀在PlatON中文Telegram群參加快閃活動，向社區成員分享了關于隨機數的小知識，我們將其分享內容奉上以餮讀者。

在參與抽獎或抽樣的過程中，我們經常聽到“隨機數”這個詞。隨機數在密碼學中有著非常基礎且重要的地位，常用于密鑰和安全參數生成。而在日常生活中，隨機數也是保障公平性的重要手段，廣泛應用于抽樣、抽簽、抽獎等場景當中。隨機數在區塊鏈中也應用廣泛，除了密鑰生成等傳統安全場景，在共識機制、零知識證明等熱門場景中也發揮著重要的作用，保護著區塊鏈的安全。

TAAL提交新專利申請 專利涉及生成高質量的隨機數:TAAL分布式信息技術公司（TAAL）宣布，其運營子公司已經向英國專利局提交了一份專利申請。TAAL認為，除了生成區塊和保護區塊鏈之外，部署在數據中心（即礦場）的計算能力還可以用于其他用途。據悉，該專利涉及生成大量高質量的隨機數。過去，由于需要隨機的環境輸入，這些隨機數的生成既繁瑣又昂貴。反過來，這些高質量的隨機數有多個用例，可用于復雜的計算應用程序，如可用于科學、醫療跟蹤研究的人工智能（AI）建模場景以及高需求的金融計算機模擬。（美通社）[2020/4/3]

首先我們來說隨機數是什么。隨機數并不是一個具體的數，而是在通過隨機數生成器產生的一個或一組數的序列。這個序列所能出現的元素來自確定的集合，每次選出的元素不可預期，但元素出現的概率恒定的（一般是等概率的）。譬如說扔一枚六面均勻的骰子，結果不可預期，但每個面的概率都是相等的，每次擲出的結果就可以作為一個隨機數生成的方法。

動態 | EOS DApp EOSPlay 遭遇新型隨機數攻擊:據慢霧區情報，EOS DApp EOSPlay 中的 DICE 游戲于昨晚遭受新型隨機數攻擊，損失數萬 EOS。目前項目方已經把游戲暫停。經過慢霧安全團隊的分析，發現攻擊者（賬號：muma******mm）可能使用下列方式達到攻擊目的。

1、攻擊者為自己和項目方租用了大量的 CPU

2、攻擊者發大量 defer 交易

3、由于以上兩點原因，導致 CPU 價格被拉高，從而導致其它用戶 CPU 不足

4、因為 CPU 不足的原因，其他用戶難以發送交易，攻擊者得以使用自己交易占滿區塊

5、根據提前構造的交易內容，攻擊者可以成功預測出區塊哈希

由于項目方采用的是使用未來區塊 id 的方式開獎，通過控制區塊內的交易內容，就能控制區塊信息，進而控制區塊 id，達到預測開獎結果的目的。慢霧安全團隊建議 DApp 開發者使用更為安全的隨機數生成方式，避免遭到隨機數攻擊。同時，特別感謝 WhaleEx 在此次分析過程中提供的幫助。[2019/9/14]

真隨機數一般來自物理世界的隨機行為，需要進行噪聲搜集，而在計算機科學中，一般使用確定性的算法來模擬隨機數的生成，也稱偽隨機數。對偽隨機數的檢測非常重要，全面、完備的檢測可以避免算法缺陷或人為后門造成的風險。目前常用的隨機數檢測標準有 NIST SP 800-20和GB/T 32915-2016 等。

金色財經現場報道 TASchain創始人吳軼群：比特幣的精髓是隨機數據力:金色財經現場報道，在2018區塊鏈產品技術峰會上，TASchain創始人吳軼群表示，比特幣的精髓是什么？就是一個隨機數據力。比特幣如果只考慮安全放棄去中心化，只會是幾個分散的云計算聯合體。而只有把去中心化放在最重要的位置，才是真正的創新。[2018/4/28]

需要補充的是，在NIST這份標準提供的參考實現中，就曾被懷疑植入過后門。

Dual_EC_DRBG，目前該推薦實現已經被刪除。而在密碼學重要會議Crypto 2020中，也有一篇對NIST CTR-DRBG這個隨機數生成器的安全分析，指出了其缺陷并給出了修復方法。而在會議接受的論文里，研究隨機性相關問題的論文多達6篇。這都說明隨機數的問題并不簡單，也馬虎不得。

隨機數與區塊鏈應用

在區塊鏈中，由于較難從物理世界中獲取隨機噪聲，生成隨機數的難度更大。

目前一般的思路是通過幾種不同策略組合使用：一是通過多方協同生成；二是通過哈希函數等隨機預言機引入隨機性；三是通過承諾-揭示協議降低參與方作弊可能；四是引入門限協議或經濟約束提高產生隨機數的成功率。

其中，安全多方計算技術是產生高質量的鏈上隨機數的重要基礎技術。

引入門限協議，通過秘密共享或門限簽名的方式，可以避免隨機數生成方案因為一個參與方沒有完整執行流程而失敗，具備一定的容錯性，提高隨機數產生的成功率。引入經濟約束，可以避免參與方通過拒絕揭示的方式影響隨機數結果，對惡意的參與方進行懲罰。

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