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技术前沿:随机数在区块链领域的应用场景是什么

作者:高分资讯来源:高分资讯 数字货币 2020年08月06日

来自MYKEY、DeBank、IRISnet和魔术圈的区块链技术爱好者分享区块链领域的随机数生成方案和应用场景。

2020年7月30日下午,第三届“上海积木链前沿技术研讨会”如期举行。会议围绕“随机数和区块链”发起了四场高质量的分享会。MYKEY的姚翔、DeBank的洪波、IRISnet的胡志伟、魔术圈的曲明分享了他们的成果,从理论到实践介绍了随机数生成的技术方案和随机数应用场景的要求。

技术前沿:随机数在区块链领域有哪些应用场景?

随机数的理论基础来自MYKEY的姚翔,他做了一个开场白,介绍了随机数的一般知识。随机数的概念在日常生活中经常被提及,但我们讨论的“随机数”一般是在统计学中定义的。

随机数的定义如下:从已知集合中选择元素,如果选择结果不可预测,但元素的出现概率是确定的,则该过程被认为是随机的;如果集合是自然数的连续集合,可以认为这个过程选择的元素是随机数。随机数可根据NIST 800-90A设计,由NIST SP 800-22或GB/T 32915-2016检测。必须检测随机数,一是避免算法本身可能存在的缺陷,二是防止设计者植入后门(参见Dual_EC_DRGB事件);在任何情况下,随机数都可以被操纵,这将导致许多安全问题。

目前,随机数已经广泛应用于不同的场景,大致可以分为两种类型。一种是强调安全性的场景,包括密钥生成、椭圆曲线签名中的随机数生成和PoS算法中的节点选择;另一种是强调公平的场景,如随机抽样、抽奖、抽奖等。与两者相比,前者要求更高的安全性,而后者更注重工程实用性和实施成本。最后,姚翔介绍了区块链随机数生成的总体思路,主要采用了几种不同的策略:第一,多方协同生成;第二种是通过随机预测机器如散列函数引入随机性;第三是通过承诺-披露协议减少参与者作弊的可能性;第四,引入门限协议或经济约束来提高随机数生成的成功率。

DeBank共享Fairdice的——Fair Dice IRISnet红波随机数生成实用方案。公平骰子是一种在状态方程上广泛使用的随机数生成方案。作为一名设计师,洪波提到用户“随意感”是非常重要的,同时项目方也要确保“安全性”。在区块链游戏中,用户和游戏提供商通过协议生成随机数,随机数被用作决定游戏结果的标准。协议已经优化多次,最早的过程比较复杂,但是交互次数太多,导致用户体验差。优化后,只需要简单的交互,简要描述如下。

在用户选择开始游戏后,服务器生成秘密种子、其对应的散列和对应的签名,并将散列和签名发送回用户。用户直接上传自己的种子和服务器的哈希签名,最后服务器上传种子来计算随机数。为了确保用户不会替换服务器的散列,经销商需要对其进行签名,然后检查链上的签名。

洪波提到,该方案的安全性已经过应用验证。然而,在实际应用中,当许多项目方重用该方案时,由于不了解原理,他们擅自修改协议的参数或流程,导致协议受到攻击,造成巨大的经济损失。同时,还有内部人员盗窃和攻击的风险。

最后,洪波和大家讨论了签名重放和分叉安全性。

IRISnet研究总监胡志伟介绍了目前IRIS公共链的随机数生成方案。

现在IRISnet有两种随机数生成方案,一种是链上随机数方案,目前也在主网上实现,另一种是引入链外随机数方案,即将链上随机数和链外oracle随机数方案结合起来。这种分享主要介绍前者。

IRISnet目前的随机数生成器主要使用区块链生成的多个指标作为“种子”来计算随机数,增加了随机性,使得这个随机数公开透明,便于验证。随机数“种子”包括:前一个块的哈希,哈希本身具有一定的不可预测性;当前块的时间戳:块的时间戳采用BFT时间,即根据校验者的权重计算出中间值,因此计算出的分布式时间戳在一定程度上也是不可预测的;发起随机数请求的链地址预期每个帐户生成的随机数是不同的。

就攻击成本和收益的比率而言,链上的随机数是不经济的,因为它需要攻击公共链的共识,这需要很高的成本。

听众与演讲者就参数的选择和确定时间的算法进行交流。胡志伟说,目前正在优化和发展引入链外随机数的方案。谢谢你的建议,团队也会研究这些问题。

随机数在数字证券中的应用前景最后,魔术圈首席执行官曲明分享了随机数在数字证券中的相关应用。他首先与大家分享了在数字证券领域遇到的一些技术问题,比如如何用Token来表达现实世界中证券带来的权益,比如是否有分红权、优先股、是否受到限制等。以及如何在STO流程中满足监管要求并实现合规发行,以及基于Captable的管理和发行机制。

从2020年的实际情况来看,数字证券的发展势头非常迅猛,从6月3日目前的市值超过1亿美元,到7月20日达到3亿美元。魔术圈还认为,STO和DeFi的整合可能会扩大DeFi的可扩展性。

曲明认为,随机数在STO过程中的应用主要体现在新的销售过程中,而传统的销售是通过早期的鸟价实现促销的。然而,一家研究机构的论文表明,早期鸟类价格的折扣价与筹资总额之间没有完全的相关性。引入随机数的概念后,投资者可以折价或以高于一般价格的价格获得数字证券,希望促进数字证券的发行,刺激投资者的购买欲望。在这个过程中,有必要生成被整个网络识别的公平链随机数。

如何生成这样一个随机数,如何证明它的可信度,它是否具有时效性和实时性,攻击发生的代价是什么,现有的法律机制是否有仲裁机制等。都是需要讨论的问题。

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由区块链技术发烧友在上海发起的“上海积木链前沿技术研讨会”,以线下主题分享和讨论的形式,定期讨论技术难点、技术如何服务于应用等行业问题。目前,已举办了三个系列的活动,并与50多名从业人员分享了10个专题。如果您想了解更多有关该活动的信息或注册后续活动,您可以单击此处。

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