ANK:小科普：真隨機數和偽隨機數_GALA

比特幣用戶很喜歡討論“非對稱加密”、“橢圓曲線”、“量子計算機”這類高深莫測的話題，然后再以一種非常莫名其妙的方式把幣弄丟，比如說：“隨機”。

歷史上多起各品牌的錢包用戶丟幣事件，都是因為隨機函數存在問題。

隨機很重要，對于比特幣這種密碼學電子貨幣來說，尤其重要。可惜社區內對于隨機的討論并不多，導致很多人缺乏正確的認識，因此，我們今天就和大家聊聊隨機。

Gala Games 將在本季度實施 Pay-by-Burn 計劃，平臺上用 GALA 購買時會自動銷毀該部分 GALA:1月13日消息，Gala Games 區塊鏈總裁 Jason Brink 在 Discord 中分享平臺范圍內 Pay-by-Burn 計劃，2023 年第一季度當在 Gala 上有一個購買活動時，用于此次購買的 GALA 將被銷毀。

Gala Games 表示，用戶仍然可以通過 ETH 或者信用卡進行購買，不過所有用于購買數字資產的 GALA 都將被銷毀。這項更改還需要幾天的時間才能完全實施，下周結束時，在 Gala 平臺范圍內的任何購買都將自動銷毀。GALA 銷毀后，會有一筆相同數量的代幣添加到釋放池中，以通過常態分布中的 Founders Nodes 重新分配。[2023/1/13 11:09:59]

說到隨機，有兩個必須要搞清楚的概念：“真隨機數生成器”（TRNG）和偽隨機數生成器（PRNG）。

加密交易網絡Apifiny Group將集成托管服務Fireblocks:9月10日消息，Apifiny Group正在將其加密交易網絡接入托管服務Fireblocks，以幫助其客戶更輕松地轉移數字資產。Apifiny首席營銷官Maggie Ng表示，其平臺為機構客戶從大約20家加密貨幣交易所獲得流動性。通過加入Fireblocks的數字資產轉移網絡，消除在用戶轉移資產時輸入大量復雜秘鑰的痛點，因為Fireblocks允許其客戶在交易所之間轉移資產，而無需切換到外部錢包，最新的舉措將大大改善資產轉移的體驗。（CoinDesk）[2022/9/10 13:21:06]

大部分計算機程序和語言中的隨機函數，都是偽隨機數生成器，它們都是由確定的算法，通過一個“種子”（比如“時間”），來產生“看起來隨機”的結果。

Ankr Network推出Ankr2.0，包括ANKR Token質押:8月10日消息，加密基礎設施提供商AnkrNetwork在推特宣布推出Ankr2.0，更新內容包括將于周四啟動的ANKRToken質押。允許其用戶通過Ankr網絡在區塊鏈上操作完整的存檔節點，并賺取支付給節點運營者的部分費用。在Ankr網絡之上構建的開發人員需要將100000個ANKR（目前價值約3200美元）自押（self-stake）到節點，然后才能為遠程過程調用（RPC）流量提供服務。

Token持有者可以通過質押ANKR來支持單個節點提供者。根據計劃，70%的Token分配給節點，其中49%分配給個人質押者，51%分配給節點提供者。其余30%的Token交給AnkrTreasury，由AnkrDAO控制，由ANKRToken持有者管理。[2022/8/10 12:14:54]

毫無疑問，任何人只要知道算法和種子，或者之前已經產生了的隨機數，都可能獲得接下來隨機數序列的信息。因為它們的可預測性，在密碼學上并不安全，所以我們稱其為“偽隨機”。這種隨機數，用來讓游戲里的小人跑跑路沒多大問題，如果用來生成比特幣私鑰，那可就太不安全了。

再說說真隨機數生成器，中文維基中，將“硬件隨機數生成器”（HRNG）等同于真隨機數生成器，這其實并不十分準確，嚴格意義上的真隨機可能僅存在于量子力學之中，我們當前所想要的（或者所能要的），并不是這種隨機。

我們其實想要一種不可預測的、統計意義上的、密碼學安全的隨機數，只要能做到這一點的隨機數生成器，都可以稱其為真隨機數生成器。這種真隨機，并不一定非得是特殊設計的硬件，Linux操作系統內核中的隨機數生成器（/dev/random），維護了一個熵池（搜集硬件噪聲，如：鍵盤、鼠標操作、網絡信號強度變化等），使得它能夠提供最大可能的隨機數據熵，因此同樣是高品質的真隨機數生成器。

不過/dev/random是阻塞的，也就是說，如果熵池空了，對于/dev/random的讀操作將被掛起，直到收集到足夠的環境噪聲為止。

因此，在開發程序時，我們應使用/dev/urandom，作為/dev/random的一個副本，它不會阻塞，但其輸出的熵可能會小于/dev/random。

好了，在說了這么多之后，在我們開發比特幣應用時，應該使用何種隨機數生成器來生成私鑰呢？

答案很簡單：urandom。永遠只用urandom。

不要使用任何第三方的隨機數解決方案，哪怕是一些高級的安全庫，所提供的聲稱“非常安全”的隨機函數。因為它們都是用戶態的密碼學隨機數生成器，而urandom是內核態的隨機數生成器，內核有權訪問裸設備的熵，內核可以確保，不在應用程序間，共享相同的狀態。

歷史上，無數次隨機數失敗案例，大多出現在用戶態的隨機數生成器，而且，用戶態的隨機數生成器幾乎總是要依賴于，內核態的隨機數生成器（如果不依賴，那風險則更大），除了沒準兒能簡化您的某些開發工作，絲毫看不出任何額外的好處，反而增加了因引入第三方代碼，所可能導致的潛在安全風險。

因此，開發者在需要密碼學安全的隨機數時，應使用urandom。

最后，

有小朋友問，你們的BITHD硬件錢包生成的是真隨機數嗎？

這里回答一下：當然是啦～

BITHD的芯片是有硬件隨機數發生器的，它會通過獲取物理噪聲源來生成真隨機數，這個是不可預測，不可探測的，是真正的隨機源。

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