本文來自微信公眾號(hào)“公鏈聯(lián)盟”。
在人們的生活中，很多場(chǎng)景都需要用到隨機(jī)數(shù)，例如福利彩票，車牌搖號(hào)，公共用房分配等?；ヂ?lián)網(wǎng)的發(fā)展，讓人們對(duì)隨機(jī)數(shù)的運(yùn)用越來越依賴中心化系統(tǒng)，但是絕大多數(shù)中心化系統(tǒng)，生成的隨機(jī)數(shù)都是偽隨機(jī)數(shù)，并且存在作弊的風(fēng)險(xiǎn)。
區(qū)塊鏈的出現(xiàn)，讓人們看到了生成更公平的隨機(jī)數(shù)的可能。而隨機(jī)數(shù)對(duì)于區(qū)塊鏈本身也有著非常重要的作用，那到底隨機(jī)數(shù)在區(qū)塊鏈中有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？區(qū)塊鏈又是如何產(chǎn)生更可靠的隨機(jī)數(shù)的呢？
隨機(jī)數(shù)在區(qū)塊鏈中的應(yīng)用
競(jìng)猜類應(yīng)用
在競(jìng)猜應(yīng)用里，需要使用隨機(jī)數(shù)，來保證結(jié)果的隨機(jī)性，避免人為干預(yù)，影響結(jié)果的公平性。
在中心化環(huán)境下，參與競(jìng)猜的用戶需要向系統(tǒng)提交競(jìng)猜訂單，系統(tǒng)根據(jù)規(guī)則收集用戶的信息，然后生成競(jìng)猜結(jié)果。在整個(gè)過程中，客戶端不會(huì)參與競(jìng)猜結(jié)果的計(jì)算，競(jìng)猜結(jié)果本質(zhì)上是由系統(tǒng)生成的一串隨機(jī)數(shù)。當(dāng)出現(xiàn)巨大利益誘惑時(shí)，系統(tǒng)可能會(huì)作弊，讓自己從中得利。
在去中心化環(huán)境下，沒有唯一的中心，可以讓所有節(jié)點(diǎn)共同參與隨機(jī)數(shù)的生成，
可以有效的保證隨機(jī)數(shù)的公平性。但是在去中心化環(huán)境中，黑客可以更方便的對(duì)隨機(jī)數(shù)發(fā)起攻擊，從中獲得利益。到目前為止，區(qū)塊鏈隨機(jī)數(shù)的安全性仍然是一個(gè)需要突破的技術(shù)問題。
POS共識(shí)機(jī)制
區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N去中心化的分布式記賬技術(shù)，在去中心化的環(huán)境里，要實(shí)現(xiàn)正確的記賬，隨機(jī)的選出記賬人，是非常關(guān)鍵的。因?yàn)橹挥性陔S機(jī)的條件下，才能保證公平的分配記賬權(quán)，合理分配挖礦獎(jiǎng)勵(lì)。
采用POW的共識(shí)機(jī)制，是通過算力競(jìng)爭，計(jì)算一個(gè)非常有難度的哈希值，來隨機(jī)確定由誰來記賬。采用POS的共識(shí)機(jī)制，則需要通過隨機(jī)數(shù)，隨機(jī)選舉出一個(gè)節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行記賬。
大多數(shù)POS協(xié)議都會(huì)根據(jù)持有者的代幣數(shù)量，選出一組礦工和驗(yàn)證者，共同完成對(duì)鏈上交易的驗(yàn)證和出塊。為了能夠隨機(jī)的選出礦工和驗(yàn)證者，保證公平分配獎(jiǎng)勵(lì)，算法必須融入一些公平、無偏倚的隨機(jī)數(shù)源。所以在許多POS共識(shí)機(jī)制中，隨機(jī)數(shù)是一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)。
真隨機(jī)數(shù)和偽隨機(jī)數(shù)
隨機(jī)數(shù)分為真隨機(jī)數(shù)和偽隨機(jī)數(shù)。真隨機(jī)數(shù)數(shù)列是完全不可預(yù)測(cè)的，只存在真實(shí)的物理世界中，例如放射性衰變、電子設(shè)備噪音、宇宙射線的觸發(fā)時(shí)間等，我們可以通過采集這些數(shù)據(jù)，獲得真隨機(jī)數(shù)數(shù)列。偽隨機(jī)數(shù)是通過獲得的真隨機(jī)數(shù)數(shù)列（通常稱作隨機(jī)數(shù)種子），使用隨機(jī)數(shù)算法計(jì)算得來的。只要獲得隨機(jī)數(shù)種子，就能得到相同的偽隨機(jī)數(shù)數(shù)列。
所以真隨機(jī)數(shù)只存在真實(shí)的物理世界中，計(jì)算機(jī)中的絕大多數(shù)隨機(jī)數(shù)都是偽隨機(jī)數(shù)。想保證偽隨機(jī)數(shù)的安全，就需要有效的隨機(jī)數(shù)種子和安全的隨機(jī)數(shù)生成器。
