Tính ngẫu nhiên đề cập đến một trạng thái bất thường hoặc không thể đoán trước. Những thứ như tung đồng xu, mẫu vân tay và hình dạng bông tuyết là không thể đoán trước. Tính ngẫu nhiên có rất nhiều trong tự nhiên, nhưng không có trong môi trường máy tính. Một trong những đặc điểm nổi bật của máy tính là tính tất định, vì vậy tính ngẫu nhiên thực sự có thể không khả thi chỉ với một bộ thuật toán.
Ngoài ra, mặc dù không thể dự đoán được một sự kiện ngẫu nhiên đơn lẻ, nhưng xác suất xảy ra các kết quả khác nhau đối với các sự kiện lặp lại là có thể dự đoán được. Ví dụ, kết quả của một lần tung xúc xắc là không thể đoán trước, nhưng xác suất xuất hiện các kết quả khác nhau trong 100 lần tung xúc xắc có thể được tính gần như chính xác.
Trong vài thập kỷ qua, khi các hoạt động kinh tế, xã hội và văn hóa trở nên thường xuyên hơn trên Internet, ngày càng có nhiều lời kêu gọi mô phỏng tính không thể đoán trước của thế giới thực trực tuyến và tạo ra các kết quả không thể đoán trước cho các hệ thống kỹ thuật số. Tính không thể đoán trước đòi hỏi sự khan hiếm giả tạo, cơ chế bảo mật mạnh mẽ hơn và quy trình ra quyết định hoàn toàn trung lập.
chuỗi khốichuỗi khốitiêu đề cấp đầu tiên
Là số ngẫu nhiên thực sự ngẫu nhiên?
Đầu tiên, chúng ta cần định nghĩa thế nào là dãy số ngẫu nhiên. Để thực hiện dãy số ngẫu nhiên cần thỏa mãn các điều kiện sau:
không dự đoán được--Kết quả không thể biết trước.
chỉ--Có thể kiểm chứng——
Có thể kiểm chứng——Kết quả phải được kiểm chứng độc lập.
Làm giả bằng chứng -Quá trình tạo số ngẫu nhiên không thể bị thao túng bởi bất kỳ bên nào.
không thể sao chép——Quá trình tạo số ngẫu nhiên không thể được sao chép trừ khi dãy số ban đầu được bảo toàn.
Máy tính là một môi trường có thể dự đoán bao gồm các mạch, linh kiện, mã và thuật toán được xác định trước, do đó, trong một số điều kiện nhất định, có thể dự đoán một số ngẫu nhiên hoặc dãy số ngẫu nhiên do máy tính tạo ra. Máy tính luôn có thể tạo ra một đầu ra nhất định dựa trên đầu vào, giống như khi bạn nhập 2+2 vào máy tính, kết quả sẽ luôn là 4. Do đó, một máy tính không thể tạo ra các số thực sự ngẫu nhiên.
Để giải quyết vấn đề này, một trình tạo số ngẫu nhiên (RNG) thường sử dụng một hạt giống làm giá trị ban đầu (đầu vào) của phép tính và được sử dụng để tạo kết quả tính toán. Hạt giống có thể được tạo dựa trên bất kỳ thông tin khó sao chép nào, chẳng hạn như dữ liệu được chụp trong ảnh, thời gian trong ngày, chuyển động chuột của người dùng hoặcđèn dung nhamđường chuyển động.
tiêu đề cấp đầu tiên
Trình tạo số giả ngẫu nhiên so với trình tạo số ngẫu nhiên thực
Thông thường chúng ta có thể chia các trình tạo số ngẫu nhiên thành hai loại, đó là: trình tạo số ngẫu nhiên giả (PRNG) và trình tạo số ngẫu nhiên thực (TRNG). PRNG sử dụng các thuật toán toán học để tạo ra các giá trị ngẫu nhiên, trong khi TRNG sử dụng dữ liệu vật lý như tiếng ồn môi trường để tạo ra các số ngẫu nhiên.
Lớp dưới cùng của PRNG là một tập hợp các thuật toán áp dụng sự đồng thuận toán học để tạo ra các chuỗi số ngẫu nhiên nhằm mô phỏng các số ngẫu nhiên thực. Bởi vì máy tính là hệ thống duy nhất, những con số này trông có vẻ ngẫu nhiên đối với con người, nhưng trên thực tế, chúng có thể có một số mẫu tinh vi có thể được phát hiện thông qua phân tích thống kê mở rộng.
TRNG sử dụng dữ liệu vật lý không thể đoán trước, chẳng hạn như tiếng ồn vũ trụ, sự phân rã phóng xạ của các đồng vị và tĩnh điện trong sóng vô tuyến, để tạo ra các số ngẫu nhiên dựa trên các hiện tượng tự nhiên. TRNG trích xuất các số ngẫu nhiên từ các hiện tượng vật lý, do đó sơ đồ tạo số ngẫu nhiên này được coi là mạnh mẽ và khó đoán hơn so với máy tính. Nhưng ngay cả như vậy, dữ liệu do TRNG sử dụng vẫn có thể mang tính quyết định. Nếu ai đó giám sát môi trường vật lý mà TRNG quét, họ cũng có thể bắt được tín hiệu tương tự và giải mã được dãy số ngẫu nhiên.
Xác suất các số ngẫu nhiên do TRNG tạo ra bị bẻ khóa là tương đối nhỏ, nhưng chi phí của sơ đồ này tương đối cao nên không thể áp dụng trên quy mô lớn. PRNG có một lợi thế khác so với TRNG, đó là nó có thể được sao chép. Nếu người quan sát biết điểm bắt đầu của chuỗi, anh ta có thể tái tạo cùng một chuỗi số ngẫu nhiên, do đó anh ta có thể xác minh quá trình tạo số ngẫu nhiên, điều này rất quan trọng đối với việc sử dụng số ngẫu nhiênWeb3tiêu đề cấp đầu tiên
Giá trị quan trọng của các số ngẫu nhiên đối với chuỗi khối là gì?
Các số ngẫu nhiên an toàn là nền tảng của công nghệ mã hóa chuỗi khối và các hàm băm được mã hóa là các yếu tố chính để tạo khóa riêng trong ví tiền điện tử, đảm bảo rằng không ai có thể bẻ khóa khóa riêng của ví. Số lượng tổ hợp khóa riêng có thể có trong SHA-256, hàm băm được sử dụng bởi giao thức Bitcoin, được ước tính gần bằng số lượng nguyên tử trong vũ trụ có thể quan sát được.
Sự đồng thuận phân tán bị giới hạn bởi thông lượng và độ trễ bên dưới. Thông lượng đề cập đến số lượng tin nhắn có thể được gửi trong một khoảng thời gian; độ trễ đề cập đến thời gian cần thiết để mạng gửi tin nhắn. Có hàng nghìn nút phân tán trên một chuỗi công khai để đạt được sự đồng thuận và việc mỗi nút gửi tin nhắn đến tất cả các nút khác là không thực tế. Để giảm thiểu số lượng tin nhắn cần thiết để đạt được sự đồng thuận, Bitcoin sử dụng bằng chứng công việc (PoW) làm nguồn số ngẫu nhiên xác định nút nào có thể thêm khối mới vào chuỗi khối. Những người khai thác cần giải các bài toán tính toán khó để thêm thành công các khối mới vào chuỗi khối, vì vậy xác suất nhiều nút giải quyết các bài toán tính toán cùng một lúc là rất thấp, điều này sẽ làm giảm số lượng thông báo mà mạng cần gửi để đạt được sự đồng thuận.
Các số ngẫu nhiên cũng thường được sử dụng trong các hệ thống bằng chứng cổ phần (PoS) để phân phối nhiệm vụ xác thực các nút theo cách công bằng và không thể đoán trước. Nếu kẻ tấn công ác ý có thể thao túng các số ngẫu nhiên được sử dụng trong quá trình sàng lọc, thì hắn có thể tăng cơ hội được chọn và do đó đe dọa tính bảo mật của toàn bộ mạng.
Vì chuỗi khối mở và minh bạch nên tất cả những người tham gia có thể thấy tất cả các đầu vào và đầu ra, do đó cũng có thể dự đoán các số được tạo ngẫu nhiên. Ví dụ: một số kế hoạch tạo số ngẫu nhiên trên chuỗi (chẳng hạn như tạo số ngẫu nhiên dựa trên giá trị băm khối) có lỗ hổng bảo mật rõ ràng. Nếu một người khai thác hoặc người xác thực muốn thao túng số ngẫu nhiên, anh ta có thể chọn không xuất bản các khối không tốt cho mình, do đó ảnh hưởng đến việc tạo số ngẫu nhiên. Làm điều này về cơ bản tương đương với việc gieo lại xúc xắc cho đến khi kết quả cuối cùng có lợi cho bạn.
tiêu đề cấp đầu tiên
Số ngẫu nhiên cho Web3
Khi nói đến trò chơi blockchain,NFTsiêu dữ liệusiêu dữ liệuĐặt đạo cụ trong trò chơi; thêm các biến vào thuật toán trong nghệ thuật tạo hình; tạo nội dung rương kho báu; đúc NFT; phát phần thưởng cho người chiến thắng; xác thực vé sự kiện; hoặc thường xuyên bầu chọn thành viên cho ủy ban quản trị DAO.
Chi tiết video:https://youtu.be/DvBVlOLpPNg
Các hệ thống này có giá trị thực tiễn rất lớn, nếu kết quả bị thao túng do sơ hở trong sơ đồ số ngẫu nhiên, một số người tham gia sẽ bị đối xử bất công do thông tin bất đối xứng. Điều này thường dẫn đến một vòng luẩn quẩn, cuối cùng dẫn đến sự sụp đổ hoàn toàn của các cơ chế kinh tế và trò chơi cơ bản của các hoạt động kinh tế và điều phối xã hội.
quản trị phi tập trungquản trị phi tập trungChức năng ngẫu nhiên có thể kiểm chứng Chainlink (VRF)
Chainlink VRF
Chức năng ngẫu nhiên có thể kiểm chứng Chainlink (VRF)Mô tả hình ảnh
Chainlink VRF sử dụng công nghệ mã hóa và điện toán ngoài chuỗi để tạo nguồn số ngẫu nhiên chống giả mạo.
hợp đồng thông minhhợp đồng thông minhCung cấp một số ngẫu nhiên có thể kiểm chứng.
Chainlink VRF có những phẩm chất sau khiến nó trở thành tiêu chuẩn ngành:
không dự đoán được--Bất kỳ ai cũng không thể dự đoán nonce do Chainlink VRF tạo ra, vì dữ liệu khối không được biết tại thời điểm nonce được yêu cầu.
công bằng và chính đáng--Có thể kiểm chứng——
Có thể kiểm chứng——Người dùng có thể xác minh chứng chỉ mã hóa của Chainlink VRF trên chuỗi để đảm bảo tính bảo mật khi truy cập các ứng dụng Chainlink VRF.
Làm giả bằng chứng -Không ai, kể cả nhà tiên tri, bên ngoài hoặc nhóm phát triển có thể thao túng quá trình tạo số ngẫu nhiên. Nếu quy trình VRF bị thao túng, các nút sẽ không thể tạo bằng chứng mật mã hợp lệ và do đó hợp đồng thông minh sẽ không chấp nhận đầu vào nonce.
Công khai và minh bạch--Vì mã này là mã nguồn mở nên người dùng có thể xác minh quy trình tạo số ngẫu nhiên.
Chainlink VRF không chỉ có các đặc điểm trên mà còn thiết lập một loạt cơ chế bảo mật dựa trên phản hồi của người dùngtiếp tục cải thiệnNếu bạn là nhà phát triển và muốn nhanh chóng kết nối hợp đồng thông minh với
Nếu bạn là nhà phát triển và muốn nhanh chóng kết nối hợp đồng thông minh vớiChainlink VRFvà tham gia với chúng tôi tạitài liệu dành cho nhà phát triểnvà tham gia với chúng tôi tạiDiscordtiêu đề cấp đầu tiênđâyliên hệ chúng tôi.
