一個(gè)NEO鏈上安全隨機(jī)數(shù)的解決方案是什么

本篇文章為大家展示了一個(gè)NEO鏈上安全隨機(jī)數(shù)的解決方案是什么，內(nèi)容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

0x00 困境

鏈上安全隨機(jī)數(shù)生成應(yīng)該算是一個(gè)比較蛋疼的問題，哪怕你的系統(tǒng)再牛逼，合約程序困在小小的虛擬機(jī)里，哪怕天大的本事也施展不開。 更悲催的是，交易執(zhí)行的時(shí)候，是在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都執(zhí)行一遍，那就意味著，要想保證同一個(gè)交易在所有節(jié)點(diǎn)執(zhí)行結(jié)果都一致， 那么交易獲取的隨機(jī)數(shù)也就必須一致。目前來看，當(dāng)交易執(zhí)行的時(shí)候，合約所能獲取到的數(shù)據(jù)無非是

• （1）已有的鏈上數(shù)據(jù)。

• （2）通過調(diào)用別的合約獲取返回值。

• （3）交易傳遞的參數(shù)。

對于第一種數(shù)據(jù)來源，已有的鏈上數(shù)據(jù)都是公開的，隨機(jī)數(shù)獲取算法也是公開的，無論怎么搞，通過鏈上數(shù)據(jù)獲取的隨機(jī)數(shù)結(jié)果怎么看都不怎么靠譜， 用戶在交易發(fā)布之前，稍微分析甚至不需要分析就能猜到自己可能獲取到的隨機(jī)數(shù)值范圍。

如果通過調(diào)用別的合約來獲取返回值，這就進(jìn)入了死循環(huán)————?jiǎng)e的合約的隨機(jī)數(shù)哪里來的？

最后一種，交易傳參，這就更不能用于隨機(jī)數(shù)生成了，本來隨機(jī)數(shù)是要讓用戶交易執(zhí)行之前完全不可預(yù)測的，現(xiàn)在直接跟用戶輸入相關(guān)的話倒不如直接讓用戶自己設(shè)置自己的隨機(jī)數(shù)來的直接。

0x01 共識(shí)前的共識(shí)

研究過NEO共識(shí)的同學(xué)應(yīng)該都知道，NEO共識(shí)協(xié)議采用的是dBFT，這種共識(shí)協(xié)議不需要靠計(jì)算量證明，也不需要大家提供股權(quán)證明，簡直是綠色環(huán)保節(jié)能減排居家旅行必備的良心共識(shí)協(xié)議。 仔細(xì)看看，這個(gè)共識(shí)協(xié)議有一個(gè)很奇怪的特性，就是在真正的對區(qū)塊進(jìn)行打包共識(shí)之前，有一個(gè)產(chǎn)生議長的共識(shí)過程， 只有在議長確定之后，才會(huì)由議長發(fā)起一輪共識(shí)。這就意味著，在所有的節(jié)點(diǎn)中， 議長節(jié)點(diǎn)是第一個(gè)對新一個(gè)區(qū)塊中所有的交易進(jìn)行驗(yàn)證執(zhí)行的節(jié)點(diǎn)。議長之前沒有節(jié)點(diǎn)執(zhí)行交易，議長之后大家數(shù)據(jù)必須跟議長一致，否則就會(huì)重新選舉議長。放在我們隨機(jī)數(shù)場景里。議長節(jié)點(diǎn)執(zhí)行之前沒有隨機(jī)數(shù)，議長節(jié)點(diǎn)執(zhí)行后，所有的節(jié)點(diǎn)的隨機(jī)數(shù)必須和議長使用的 隨機(jī)數(shù)一致。那這就很明確了，在新的區(qū)塊生成之前，隨機(jī)數(shù)不能存在，而新區(qū)塊生成的開天辟地第一步就是議長節(jié)點(diǎn)發(fā)起共識(shí)。同時(shí)，我們也知道，其實(shí)議長也確實(shí)在新區(qū)快生成的時(shí)候，本地生成了一個(gè)新的隨機(jī)數(shù)---nonce。

0x02 無法使用的最可靠的隨機(jī)數(shù)

然而，現(xiàn)實(shí)是，由于交易在虛擬機(jī)里執(zhí)行，像是被困在了一個(gè)盒子里，能調(diào)用的只有system和runtime幾個(gè)庫提供的少的可憐的接口，而這個(gè)nonce隨機(jī)數(shù)更是不在可用資源列表里，所以以上分析基本又成了廢話。

0x03 議長的可信問題

在現(xiàn)有的dBFT協(xié)議中，議長其實(shí)是不需要可信的，因?yàn)橐粋€(gè)不可信的議長并不會(huì)對系統(tǒng)造成任何的干擾，整個(gè)系統(tǒng)除了依賴系統(tǒng)發(fā)起共識(shí)之外，議長并沒有什么剩余價(jià)值，即便是那個(gè)隨機(jī)數(shù)nonce雖然依賴議長生成，但是也并不會(huì)對系統(tǒng)安全造成影響。但是如果依賴那個(gè)nonce來 最為種子生成隨機(jī)數(shù)，那么就相當(dāng)于給了議長一定的權(quán)力，至少議長就可以干擾隨機(jī)數(shù)的生成了。所以這個(gè)系統(tǒng)還是有問題的，那就是議長的可信度。

0x04 共識(shí)前的共識(shí)前的共識(shí)

擺脫議長可信問題的解決方案是，在選舉議長的時(shí)候增加議員節(jié)點(diǎn)間通信，每個(gè)議員都廣播自己本地生成的隨機(jī)數(shù)，然后把所有議員的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行哈希來產(chǎn)生分布式的隨機(jī)數(shù)，這樣就可以不依賴某個(gè)幾點(diǎn)來產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)了。

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