使用区块哈希作为随机源在很多场景下都能很好地发挥作用，但当涉及到很大利益的时候可能会让矿工作弊。
原文标题：《随机数与区块链》撰文：MarkusWaas翻译：登链翻译小组
当我们谈论随机数和区块链时，实际上是两个问题：
如何在智能合约中生成随机数？如何为股权证明系统产生随机数？或者更一般地说，如何在公共分布式系统中产生可信的随机数？当然这两个问题也有一些重叠的地方，一些用于第一个问题的方法也可能用于第二个问题，反之亦然。但我可以告诉你，这两个问题的最佳解决方案很可能还没有找到。事实上，这些问题真的很重要，用著名的唐纳德的话说就是：「随机数不应该用随机选择的方法生成」。
为什么这么难？嗯，这是由于随机数的性质。人们可以很容易地创造出一个看似随机的数字流，但这个数字流遵循某种已知的逻辑，从使攻击者能够预测到数字。
我们可能会天真地提出，每个节点在本地计算出一个随机数。然后在广播出这个随机数。由于每个节点都会做同样的事情，所以可以用一个函数来计算最后的随机数，这个函数将之前本地产生的所有数字作为输入，并产生一个单一的输出结果随机数，例如：v1⊕v2---⊕vn。然而，最后一个广播本地随机数的节点可以等待，直到他从其他节点收到随机数。然后，他可以通过选取一个本地随机数R以满足vx=R⊕v1⊕v2--⊕vn来产生分布式系统的任何最终随机数。显然，这样一个产生随机数的系统是有缺陷的。
声音 | Messari创始人：Ripple的技术解决方案比其他项目更接近“产品适配”:Messari创始人Ryan Selkis近日在Abra的Money 3.0播客中表示，Ripple建立了“最令人印象深刻的技术堆栈之一”。他认为，Ripple是“加密货币的杰克尔和海德（Jekyll and Hyde of crypto）”、“加密的化身”。它做了大量的工作，并且拥有一个非凡的团队。“Ripple的技术很有趣，并且在某些（绝对不可能的）情况下，该资产可能会证明其是成功的。”此外，他还认为，Ripple的技术解决方案也比加密领域的其他项目(99%)更接近“产品适配”（bitcoinexchangeguide）[2020/2/2]
我们需要更好的方式。如何解决随机数的这些问题，值得继续关注详细介绍。你也可以看看预测以太坊智能合约中的随机数。本文是讨论第一个问题的良好开端。而对于第二个问题，现在有一些有趣的想法，也有一些看似疯狂的想法，比如以太坊基金会的新想法，建立成千上万的ASIC来验证VDF。
为Solidity智能合约生成随机数
现在，大多数人都知道，当人们试图在智能合约中生成随机数时，会面临一个问题。遗憾的是没有一个万能的解决方案，让我来介绍一下现有的解决方案。
动态 | 中装建设欲应用区块链技术解决装饰装修行业供应链金融问题:据证券时报消息，中装建设(002822.SZ)区块链负责人方玉书表示，中装建设正在大力推进区块链平台研发，聚焦应用区块链技术解决装饰装修行业供应链金融问题。公司计划通过区块链技术帮助公司有效解决上下游的现金兑付压力，减少资金占用，降低资金成本，进而提升公司的毛利率和净利润率。未来，公司将通过区块链平台为同行业公司输出技术和提供服务，帮助同行业公司降低资金成本和完善管理，并由此获取相应收益，公司致力于使此项业务成为公司新的利润增长点。[2019/10/28]
简短的失败方案回顾
我们简单的看一下常见的方案，以及它们为什么不好。在这里我就不详细描述，因为已经有其他的文章描述的很好了。
使用区块变量作为随机数
block
uint256randomNumber=uint256(blockhash(blockHashesToBeUsed));blockHashesToBeUsed=0;gameWeiValues=0;if(randomNumber!=0||randomNumber%2==0){uint256winningAmount=gameWeiValues*2;msg
声音 | 腾讯金融李康宁：可利用区块链技术解决供应链金融市场诸多痛点:据中证网今日消息，腾安基金销售公司总经理、腾讯金融科技首席理财专家李康宁表示，可在传统供应链金融的基础上结合区块链技术，利用区块链技术不可篡改、去中心化的特点解决供应链金融市场各环节参与者的诸多痛点。核心企业在区块链上对其应付账款进行确权后，形成数字债权凭证，应收账款通过区块链不可篡改、双重记账的方式流转至多级，穿透覆盖至长尾端供应商，并可以在任何一个环节追溯到核心企业。有核心企业的应付账款作为信用保证，金融机构风险降低，在链条上的供给供应商就可以向金融机构发起融资需求，以改善小微企业融资难、融资贵问题。[2019/3/20]
}
randomNumber!=0的检查是必不可少的，因为Solidity只能回溯256个块。因此，如果玩家等待的时间超过256个区块，会强制为0。例如，这已经被用于黑客SmartBillions。
所以，使用未来的区块哈希，就很好吗？
这要看情况！你是否允许中奖金额高于区块奖励的注？那么就要注意矿工的操作。如果我们假设区块奖励为3个ETH，任何超过6个ETH的注实际上都会给矿工提供作弊的动机。虽然矿工不能自由选择区块的哈希值，但他可以选择不发布新发现的区块哈希值来影响随机数。
声音 | 政协委员张占斌：可借助区块链等技术解决小微企业融资难问题:据新京报消息，近日，在两会经济策沙龙之“问道民营经济”上，全国政协委员、中共中央党校（国家行政学院）马克思主义学院院长张占斌表示，要想办法解决民营企业、小微企业融资难、融资贵的问题。有些地方服务民营经济、小微企业有一些创新的办法，例如借助于互联网、大数据、区块链等技术介入金融部门的创新。[2019/3/12]
承诺模式
自1981年以来，承诺模式的第一个版本已经存在。看一下MichaelBlum的电话里翻硬币。这是一个有趣的阅读。我们可以简单地在Solidity中使用哈希来实现，这是怎样的呢？
我们用开头所说的天真想法：
每个节点在本地计算一个随机数。它进一步广播这个随机数。由于每个节点都会做同样的事情，所以可以使用一个函数计算最终的随机数，该函数将之前本地产生的数字作为输入，并产生一个单一的输出，例如，v?⊕v?---⊕v?。
现在，在承诺模式下，一个节点将不广播随机数，而是先计算该数的哈希值。这个哈希将是随机数值的承诺。然后它就会广播承诺哈希。这有什么用？
动态 | 澳大利亚运用区块链技术解决残疾公民保险问题:据coindesk消息，澳大利亚联邦科学机构正与澳大利亚联邦银行合作，测试一项旨在让残疾公民更容易支付保险金的区块链申请。其目标是在该国的国家伤残保险计划(NDIS)中引入一个编号为区块链的智能合同令牌，以便参与者和服务提供商能够根据预先定义的条件执行支付，比如谁可以在什么截止日期前花掉某些资金。[2018/10/9]
承诺，顾名思义，一个节点之后再提交原始随机数值，因为不可能找到碰撞。因此，在揭示阶段，一个节点不能再改变其秘密原始随机数值。当然，每个节点只有在收到所有其他节点的承诺后，才开始揭示阶段。程序是这样的：
所有参与者，P1...Pn，每人产生一个秘密随机值Vi。Pi计算其秘密随机值的承诺哈希值：Ci=H(Vi)。每个Pi先发送Ci。在收到所有的Ci后，每个Pi发送Vi。所有参与者可以通过检查Ci==H(Vi)来验证接收的秘密随机值。当所有的Vi都被揭示和验证后，随机数生成的结果将是R=V1⊕V2⊕...⊕Vn。(XOR)如果有一个参与者没有透露他的Vi，他就自动输了。
听起来好得不像真的？你是对的。这只适用于两个节点，例如，在一个有银行和单个玩家的中。我已经在Solidity和AWSLambda中实现了一个概念验证的原型。
让我们看看为什么这只对两个节点有效。
我们面临最后一个节点Pi揭示随机数值的问题，因为它可以比其他人更早地用它秘密值计算最后的R，这就是最后揭示者问题。它揭示的Vi可能无法再影响R，然而，它可能选择不揭示该值，使所有其他各方除了中止随机数生成外没有其他选择。如在两个用户的情况下，不揭示的节点可能会输掉这场局。不过，在东方参与情况下是不够的。由于多个用户参与，只有一个不暴露方会有损失，所以攻击者可能会做以下事情：
创建很多数量的实体，并与所有实体一起参与注。在揭示阶段，保留他最后一个实体的秘密随机值。等到其他每个实体都揭示出它们的随机值，然后计算出最终结果。如果计算出一个积极的结果，则选择揭示最后一个实体的秘密值。否则，就不透露最后的数值。必须中止，玩家将获得退款。攻击者只输了一个实体的注。多方参与承诺模式
多方环境的修改相当简单，但也有一些重大的缺点。
修改：除承诺外，每个参与者还附上抵押品。揭晓阶段结束后，将向每一个揭晓实体退还抵押款。如果参与者不披露自己的秘密值，他们不仅输掉了局，还输掉了自己的抵押品。在这种情况下，所有不披露实体的质押物被所有披露的实体瓜分，或者选择销毁。
影响：不幸的是，所需的抵押规模可能高得离谱。给定1万名参与者的抽奖，每人票费4美元，参与者在退还参与者的抵押金总额近4亿美元。
另外，也可以将质押物烧掉。对于我们的彩票例子来说，燃烧抵押品将必要的抵押规模降低到39992美元，这对于大多数实际使用案例来说还是太高了。
有一个类似的实现，但迄今尚未在实践中使用。在ETH2.0中，Randao也将作为基础随机信标，上面有VDF。我们可以在后面的文章中详细讨论ETH2.0中的用法。
结论
我们已经研究了Solidity中多方随机数的两种方法。虽然blockhash如果使用得当，在很多场景下都能很好地发挥作用，但当涉及到很大利益的时候，它的表现就不尽如人意了，这会让矿工作弊。其次，承诺模式对于双人方案非常有用。不幸的是，对于大多数现实世界使用案例的多人情况来说，承诺模式是不够的。那我们能做什么？一种选择可能是使用预言机，我们可以在后面相关博文中讨论。
参考链接
预测以太坊智能合约中的随机数:https://blog.positive.com/predicting-random-numbers-in-ethereum-smart-contracts-e5358c6b8620
黑客SmartBillions:https://www.reddit.com/r/ethereum/comments/74d3dc/smartbillions_lottery_contract_just_got_hacked/
电话里翻硬币:https://www.cs.cmu.edu/~mblum/research/pdf/coin/
类似的实现:https://github.com/randao/randao
来源链接：soliditydeveloper.com
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以太坊
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开放的分布式区块链应用平台，通过其专属加密货币Ether以太币提供去中心化的虚拟机，处理点对点合约。允许任何人建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用，没有任何欺诈、审查、第三方监管。以太坊的概念首次在2013至2014年由维塔利克·布特林VitalikButerin受比特币启发后提出，旨在共同构建一个更全球化、更自由、更可靠的互联网。以太坊EthereumETHERC20ERC-20ERC20ERC721ERC-721以太坊2.0查看更多
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