在密碼學中,可驗證隨機函數是一種隨機數生成器,可以通過加密手段來驗證隨機性。可驗證的隨機數對許多區塊鏈應用來說都是不可或缺的要素,因為這類隨機數具有防篡改性和不可預測性,可以用來打造刺激的游戲體驗,鑄造罕見的NFT,并保障公平的結果。
本文將討論什么是可驗證隨機函數,研究隨機數在區塊鏈上的應用,以及智能合約開發者如何利用Chainlink可驗證隨機函數在dApp中獲得安全的隨機數來源。
什么是可驗證隨機函數?
可驗證隨機函數是一種加密函數,基于數據輸入生成偽隨機數并附上一份證明,任何人都可以對其進行驗證。
VRF的數據輸入通常包含一對公鑰和私鑰以及一個seed。公鑰和私鑰是生成的,而seed則是選擇的。將這些數值一起輸入VRF,用私鑰和seed來生成隨機數。然后,VRF會生成一個隨機數以及一份證明。最關鍵的一步是生成證明,因為用戶可以通過證明來驗證函數。而將私鑰保密則可以確保隨機數無法被預測。
由Jump控制的Robinhood平臺地址目前剩余7.96億美元加密資產:6月10日消息,據0xScope監測數據顯示,由Jump控制的Robinhood平臺地址目前剩余價值7.96億美元加密資產,該地址目前持有的433,955枚ETH價值7.59億美元。此外,該地址目前剩余價值2300萬美元的SHIB、價值667萬美元的COMP、價值469萬美元的UNI,以及價值209萬美元的LINK等山寨幣。[2023/6/10 21:28:29]
可驗證隨機函數的關鍵特質都寫在了它的名字里:
可驗證——任何人都可以驗證VRF生成的隨機數是否有效,只需要查看證明并驗證哈希計算結果是否正確即可。只有持有VRF私鑰的人才能進行哈希運算,而任何持有公鑰的人都可以驗證哈希運算結果。
隨機——對于不知道seed或不持有私鑰的人來說,VRF輸出的結果完全不可預測且概率均勻分布,沒有任何規律可循。VRF輸出的每個結果都擁有同樣的概率,并使用seed和私鑰,以獨特的方式生成隨機數。
函數——VRF使用數學算法來生成隨機數以及證明。VRF將seed隱藏起來,以保障其不可預測性;同時,將隨機數證明公開,以供所有人查看和驗證。
zkSync:zkSync Era網絡優化可能會導致今日短暫停機,交易仍可提交:6月1日消息,zkSync 發推稱,zkSync Era 網絡的優化可能會導致今日短暫停機,交易仍然可以提交,但可能會遇到區塊生成方面的小延遲,預計不會產生其他影響。zkSync 將在網絡優化完成后分享更新。[2023/6/1 11:52:32]
VRF的發展歷史
可驗證隨機函數這個概念是在1999年由知名計算機科學家和數學家SilvioMicali、MichaelRabin以及SalilVadhan在論文中提出的。值得一提的是,SilvioMicali后來創建了Algorand區塊鏈,Algorand在共識機制中也使用了VRF。
之后,VRF技術出現了一系列關鍵突破。2005年,YevgeniyDodis和AleksandrYampolskiy使用了抗碰撞哈希函數實現了更短的證明和密鑰,因此提升了VRF的效率,并推動了這項技術的發展。2015年,DennisHofheinz和TiborJager使用橢圓曲線加密技術開發了可驗證安全性的VRF。2019年,NirBitansky提出了VRF可以用一般原語構造,而不用簡單的代數構造。如今許多VRF方案都建立在這些創新之上。
不丹投資部門DHI對加密業務非常感興趣:金色財經報道,不丹投資部門Druk Holding&Investments(DHI)對加密貨幣企業和業務非常感興趣,且一直在試驗與比特幣挖礦和無人機技術相關的投資。DHI首席執行官Ujjwal Deep Dahal表示,不丹正在專注于新一代產業。5月初與比特幣礦企Bitdeer之間的合作,Dahal表示:與Bitdeer合作推出0碳數字資產挖礦數據中心,是對更加互聯和可持續的國內經濟的投資,有助于確保我們走在全球創新的前沿。我們主要關注的是加密挖礦業務,這似乎是風險最小的垂直行業。HashrateIndex高管Jaran Mellerud表示,不丹有可能成為世界上最大的比特幣礦企(人均計算)。[2023/5/22 15:18:44]
2020年,研究者提出了一種使用Lattice加密的VRF方案。這個方案的安全性足以抵御量子計算機發起的攻擊,這意味著VRF將在未來仍是一項重要技術。
VRF的應用場景
大多數RNG都無法生成可以通過加密技術進行驗證的隨機數,因此這類RNG容易受到操縱,導致其應用場景受限。VRF如果能保障隨機數的安全性,就可以解鎖一系列關鍵的用例,其中包括:
今日恐慌與貪婪指數為21,等級轉為極度恐慌:金色財經報道,今日恐慌與貪婪指數為21(昨日為27),恐慌程度較昨日有所上升,等級由恐慌轉為極度恐慌。
注:恐慌指數閾值為0-100,包含指標:波動性(25%)+市場交易量(25%)+社交媒體熱度(15%)+市場調查(15%)+比特幣在整個市場中的比例(10%)+谷歌熱詞分析(10%)。[2022/9/19 7:05:29]
網絡安全——使用VRF保障域名系統消息傳輸的安全性。
零知識技術——VRF可以用來打造零知識證明和零知識數據庫。
非交互式抽獎系統——VRF可以為抽獎游戲保障公平、可驗證且高效的結果。
可驗證的交易托管機制——VRF可以支持自動托管服務,保障用戶的匿名性。
區塊鏈和智能合約——VRF已經成為了去中心化協議和應用重要的組成部分。
區塊鏈中的VRF
包括Algorand、Cardano、InternetComputer和Polkadot在內的許多L1區塊鏈都在共識機制中使用了VRF來隨機選擇出塊節點。
Warp 2.0首個穩定版本即將進行審計,可將Solidity語言轉換為StarkNet Cairo:6月16日消息,以太坊客戶端Nethermind首席技術官Greg Vardy發推表示,Warp 2.0 的首個穩定版本即將進行審計。Warp 2比Warp 1好幾個數量級。Warp為 StarkNet帶來了Solidity,使得將以太坊智能合約轉換為StarkNet Cairo合約成為可能。[2022/6/16 4:32:16]
另外,區塊鏈智能合約開發者在開發應用時也需要隨機數。然而,由于區塊鏈網絡具有高確定性,鏈上應用往往無法獲得安全的隨機數生成器。使用鏈上區塊哈希生成隨機數有可能被區塊鏈礦工/驗證者操控,他們可以放棄對他們不利的區塊,重新“擲色子”,以改變隨機數。而鏈下隨機數則缺乏透明性,而且無法驗證隨機數是否公正且沒有受到數據源或節點的操控。
可以利用鏈上生成隨機數方案的漏洞謀取私利。
穩健的隨機數生成方案意味著隨機數的公平性可以得到驗證,所有參與者都擁有同樣的概率,并且攻擊者不太可能通過預測隨機數來操縱智能合約。
ChainlinkVRF
ChainlinkVRF是公平、可驗證的RNG,可以滿足上述需求,為智能合約提供具有加密證明的安全隨機數,無法被預言機節點、用戶或開發團隊篡改。
ChainlinkVRF可以為開發者帶來以下好處:
不可預測性——ChainlinkVRF無法被預測。由于在請求隨機數時無法得知區塊數據,因此任何人都無法通過預測隨機數來提高自己的成功概率。
公平性——ChainlinkVRF非常公平公正,因為隨機數是均勻分布的,所有數字都有同樣的概率被選中。
隨機性——ChainlinkVRF的隨機性可以得到驗證,因為其使用區塊哈希作為seed來生成隨機數,而區塊哈希無法提前預知。
防篡改性——ChainlinkVRF具有防篡改性,任何人,包括預言機、外部方或開發團隊,都無法操縱隨機數生成流程。
ChainlinkVRF是用戶和區塊鏈之間的抽象層,可以幫助智能合約開發者訪問安全的隨機數來源。
ChainlinkVRF采用了開源代碼和加密技術,生成防篡改的隨機數,用戶可以驗證隨機數的真實性。
ChainlinkVRF采用了Goldberg的可驗證隨機函數,詳情請查看這篇論文。ChainlinkVRF會針對每一個隨機數請求生成一個或多個隨機數,并附上一份隨機數的加密證明。這份證明會被發布到鏈上并在鏈上得到驗證,驗證通過后才會使用隨機數。
ChainlinkVRF的應用場景
ChainlinkVRF目前正在為Web3生態中的眾多應用提供安全的鏈上隨機數來源,其中包括GameFi、DeFi以及NFT等項目。
ChainlinkVRF的應用場景包括:
為NFT分配隨機屬性——ChainlinkVRF可以用來鑄造特殊的NFT。比如,AxieInfinity使用ChainlinkVRF為每個OriginAxie賦予隨機屬性。
公平地分配罕見NFT——ChainlinkVRF可以證明NFT是公平分配的,且證明可以得到驗證。比如,BoredApeYachtClub使用ChainlinkVRF向BAYCNFT持有者隨機分配變異血清NFT。
游戲結果無法預測——開發者可以利用隨機數打造出更好玩的區塊鏈游戲。比如,Blockmine使用ChainlinkVRF在NextCard游戲中隨機抽取卡牌。
公平地選出參與者——發放熱門活動門票,抽取奢侈品預售的買家,以及選出熱門公開發售活動的參與者。比如,Centaur使用ChainlinkVRF選出鏈上公開發售活動的參與者。
隨機選出中獎者——ChainlinkVRF可以讓用戶驗證中獎者的篩選流程是否公平公正。比如,PoolTogether是一個無損儲蓄游戲,將用戶存款放在一個資金池中,并每天和每周展開抽獎,將池子的收益隨機分配給中獎者。
PoolTogether利用ChainlinkVRF隨機選出無損儲蓄游戲的中獎者。
總結
ChainlinkVRF是區塊鏈行業領先的安全隨機數生成器,為智能合約和鏈下系統提供可驗證且防篡改的隨機數來源。
ChainlinkVRF通過加密技術為開發者保障隨機數的安全性和可驗證性,幫助他們打造出更加開放、可訪問且防篡改的系統。ChainlinkVRF和智能合約將實現區塊鏈的最終愿景,基于加密事實打造出更加強大的算法系統,取代當前基于信任的薄弱系統。
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擴展閱讀
《一文讀懂智能合約》
《一文讀懂區塊鏈預言機》
《Solidity語言的隨機數生成》
《如何在NFT中獲得隨機數》
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