BTC/HKD+1.15%
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SOL/HKD+6.61%
XRP/HKD+4.62%
DOGE/US+5.11%隨機數是一個非常重要的密碼學概念，近日MYKEY研究部門負責人姚翔老師做客PlatON社區，參加社區快閃活動，為社區講解隨機數定義與區塊鏈中隨機數方案及相關應用。
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。
濟南公交全部線路支持數字人民幣支付:7月2日消息，7月1日起，濟南公交全面支持數字人民幣支付功能，乘客可開通數字人民幣各類錢包，在乘坐濟南公交所屬線路（不含定制公交）的公交車時使用數字人民幣付款碼支付乘車。為方便市民使用數字人民幣支付乘車，濟南公交積極研究和加快探索數字人民幣在公交場景的應用，前期已在B52路和BRT5路兩條公交線路上進行了試點應用。[2023/7/3 22:13:55]
然而，在實際的應用當中，由于對隨機數的理解不到位，實現不嚴謹，引發了大量的安全風險事件。索尼、YubiKey等知名企業都曾出現過隨機數生成器的嚴重缺陷，不得不緊急進行固件更新，雖然沒有造成毀滅性后果，但造成的損失也難以評估。而在區塊鏈上，由于開獎隨機數可被預測，在近兩年里直接造成了成百上千萬資產的損失，可以說“歷史總在重演”。
比特幣和以太坊巨鯨在三筆大規模轉移中共轉移7.43億美元加密貨幣:2月5日消息，比特幣排名第65錢包地址于本周五轉移13,369枚BTC，約合3.11億美元。另一以太坊巨鯨轉移186,009枚ETH，約合3.09億美元。幾個小時后，Whale Alert追蹤到另一比特幣巨鯨從加密貨幣交易所Gate.io向一個未知錢包轉移5,278枚BTC，價約合1.23億美元。[2023/2/5 11:48:24]
看上去簡單的隨機數如此重要，又引發這么多問題。研究和開發人員必須理解它的原理和細節，才能避免在應用過程中犯錯。
Revolut將推出\"精簡版\"應用程序，具有即時跨境轉賬等功能:金色財經報道，倫敦數字銀行Revolut將在未來幾個月內推出其應用程序的輕量級版本，具有即時跨境轉賬等功能。它也在深入研究加密貨幣，并正在努力為美國客戶增加其加密貨幣產品，同時開發一個非托管的DeFi錢包。（the block）[2022/11/17 13:17:58]
那么，什么是隨機數？怎樣判斷隨機數的質量呢？在區塊鏈中一般生成隨機數的方法又有哪些？
什么是隨機數？
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。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。
比特幣全網未確認交易數量為4694筆:金色財經報道，BTC.com數據顯示，目前比特幣全網未確認交易數量為4894筆，全網算力為270.39 EH/s，24小時交易速率為3.54交易/s，目前全網難度為36.76 T，預測下次難度上調2.72%至37.76 T，距離調整還剩9天20小時。[2022/11/11 12:46:22]
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NISTSP800-20和GB/T32915-2016等。
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。而在即將召開的密碼學重要會議Crypto2020中，也有一篇對NISTCTR-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
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。
多方協同產生指的是隨機數的生成依賴多個參與方的輸入，這樣隨機數就較難被單方操縱。
由于每個輸入方的輸入可能具有很強的規律性，隨機性不足。需要使用隨機化的函數，例如哈希函數對輸入進行處理。可以將所有參與方的輸入作為函數的輸入參數，輸出的結果作為隨機數。
承諾-揭示協議主要是為了避免參與方作惡，參與方需要先將自己想輸入的結果做一個承諾，一般也是通過哈希函數完成。承諾發布之后，參與方的輸入就不能再修改了，但需要注意的是，他仍然可以選擇不把承諾揭示。
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。
安全多方計算技術正是產生高質量的鏈上隨機數的重要基礎技術。運用安全多方計算技術，可以讓多方不可抵賴地協同生成隨機數。PlatON基于安全多方計算技術可以更好地為鏈上隨機數提供解決方案。
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