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區塊鏈:科普:真隨機數和偽隨機數-ODAILY_DOM

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Time:1900/1/1 0:00:00

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。

IMF今日發布的加密貨幣科普視頻實為兩年前舊聞,且存在諸多疏漏:國際貨幣基金組織IMF今日在推特上發布了一條關于加密貨幣的科普視頻,這段時長兩分鐘的視頻最初發布于2018年6月。該視頻稱加密貨幣是“貨幣進化的下一步”,但沒有特別提到DLT、區塊鏈,甚至是代幣名稱等術語。BTC、XRP和ETH只出現在說明加密交易的圖形中。盡管這段視頻到目前為止已經獲得了超過13.7萬的點擊量和2900個贊,但來自加密社區的許多反應都是批評的,他們指出了信息中的漏洞和似乎具有誤導性的措辭。

Reddit用戶nanooverbtc稱:“他們犯了很多錯誤,比如把私鑰稱為密碼。”該視頻也沒有討論挖礦或加密貨幣供應。Kraken策略師Pierre Rochard等知名人士表示:“可證明的稀缺性是比特幣有趣的原因,你忘了提這一點。”(Cointelegraph)[2020/8/24]

說到隨機,有兩個必須要搞清楚的概念:“真隨機數生成器”和偽隨機數生成器。

動態 | 人民日報官方微博科普區塊鏈 強調區塊鏈不等于比特幣:人民日報官方微博今早發表9圖科普區塊鏈。其中涉及區塊鏈的特點有:1、安全;2、不可篡改;3、可訪問;4、無第三方。區塊鏈對未來的影響:1、不需繁瑣個人證明;2、看病避免反復檢查;3、旅行消費更加便捷;4、交易無需第三方。同時強調,區塊鏈不等于比特幣。比特幣只是區塊鏈技術的一種應用,區塊鏈還有醫療衛生、食品安全、版權保護等諸多應用領域。[2019/10/28]

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”,來產生“看起來隨機”的結果。

聲音 | ETC Labs主管:科普教育是未來幾年公鏈面臨的巨大挑戰:ETCLabs主管Darin Kotalik認為,科普教育是未來幾年公鏈面臨的巨大挑戰,人們必須要對區塊鏈有基本的認識,分清楚公鏈和私鏈的區別。[2019/8/25]

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”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,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,維護了一個熵池,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,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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