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可验证的随机数可以用来打造刺激的游戏体验,铸造罕有的 NFT,并保障公正的效果。

原文题目:《Verifiable Random Function (VRF)》

撰文:Chainlink

在密码学中,可验证随机函数(VRF)是一种随机数天生器(RNG),可以通过加密手段来验证随机性。可验证的随机数对许多区块链应用来说都是不能或缺的要素,由于这类随机数具有防改动性和不能展望性,可以用来打造刺激的游戏体验,铸造罕有的 NFT,并保障公正的效果。

本文将讨论什么是可验证随机函数,研究随机数在区块链上的应用,以及智能合约开发者若何行使 Chainlink 可验证随机函数(VRF)在 dApp 中获得平安的随机数泉源。

什么是可验证随机函数(VRF)?

可验证随机函数是一种加密函数,基于数据输入天生伪随机数并附上一份证实,任何人都可以对其举行验证。

VRF 的数据输入通常包罗一对公钥和私钥(也称为「verification key」和「secret key」)以及一个 seed。公钥和私钥是天生的,而 seed 则是选择的。将这些数值一起输入 VRF,用私钥和 seed 来天生随机数。然后,VRF 会天生一个随机数以及一份证实。最要害的一步是天生证实,由于用户可以通过证实来验证函数。而将私钥保密则可以确保随机数无法被展望。

可验证随机函数的要害特质都写在了它的名字里: 

VRF 的生长历史

可验证随机函数这个看法是在 1999 年由着名盘算机科学家和数学家 Silvio Micali、Michael Rabin 以及 Salil Vadhan 在论文中提出的。值得一提的是,Silvio Micali 厥后确立了 Algorand 区块链,Algorand 在共识机制中也使用了 VRF。

之后,VRF 手艺泛起了一系列要害突破。2005 年,Yevgeniy Dodis 和 Aleksandr Yampolskiy 使用了抗碰撞哈希函数实现了更短的证实和密钥,因此提升了 VRF 的效率,并推动了这项手艺的生长。2015 年,Dennis Hofheinz 和 Tibor Jager 使用椭圆曲线加密手艺开发了可验证平安性的 VRF。2019 年,Nir Bitansky 提出了 VRF 可以用一样平常原语组织,而不用简朴的代数组织。现在许多 VRF 方案都确立在这些创新之上。

2020 年,研究者提出了一种使用 Lattice 加密的 VRF 方案。这个方案的平安性足以抵御量子盘算机提议的攻击,这意味着 VRF 将在未来仍是一项主要手艺。

VRF 的应用场景

大多数 RNG 都无法天生可以通过加密手艺举行验证的随机数,因此这类 RNG 容易受到操作,导致其应用场景受限。VRF 若是能保障随机数的平安性,就可以解锁一系列要害的用例,其中包罗: 

  • 零知识手艺——VRF 可以用来打造零知识证实和零知识数据库。 

  • 非交互式抽奖系统——VRF 可以为抽奖游戏保障公正、可验证且高效的效果。 

  • 可验证的生意托管机制——VRF 可以支持自动托管服务,保障用户的匿名性。 

  • 区块链和智能合约——VRF 已经成为了去中央化协媾和应用主要的组成部门。 

区块链中的 VRF

包罗 Algorand、Cardano、Internet Computer 和 Polkadot 在内的许多 L1 区块链都在共识机制中使用了 VRF 来随机选择出块节点。

另外,区块链智能合约开发者在开发应用时也需要随机数。然而,由于区块链网络具有高确定性,链上应用往往无法获得平安的随机数天生器。使用链上区块哈希天生随机数有可能被区块链矿工 / 验证者操控,他们可以放弃对他们晦气的区块,重新「掷色子」,以改变随机数。而链下随机数则缺乏透明性,而且无法验证随机数是否公正且没有受到数据源或节点的操控。

可以行使链上天生随机数方案的破绽谋取私利

稳健的随机数天生方案意味着随机数的公正性可以获得验证,所有介入者都拥有同样的概率,而且攻击者不太可能通过展望随机数来操作智能合约。

Chainlink VRF

Chainlink VRF 是公正、可验证的 RNG,可以知足上述需求,为智能合约提供具有加密证实的平安随机数,无法被预言机节点、用户或开发团队改动。

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以太坊统计网

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视频相见:https://blog.chain.link/verifiable-random-function-vrf/

Chainlink VRF 可以为开发者带来以下利益: 

  • 不能展望性——Chainlink VRF 无法被展望。由于在请求随机数时无法得知区块数据,因此任何人都无法通过展望随机数来提高自己的乐成概率。

  • 公正性——Chainlink VRF 异常公正公正,由于随机数是平均漫衍的,所有数字都有同样的概率被选中。

  • 随机性——Chainlink VRF 的随机性可以获得验证,由于其使用区块哈希作为 seed 来天生随机数,而区块哈希无法提前预知。

  • 防改动性——Chainlink VRF 具有防改动性,任何人,包罗预言机、外部方或开发团队,都无法操作随机数天生流程。 

Chainlink VRF 是用户和区块链之间的抽象层,可以辅助智能合约开发者接见平安的随机数泉源。

Chainlink VRF 接纳了开源代码和加密手艺,天生防改动的随机数,用户可以验证随机数的真实性

Chainlink VRF 接纳了 Goldberg 的可验证随机函数(VRF),详情请查看这篇论文。Chainlink VRF 会针对每一个随机数请求天生一个或多个随机数,并附上一份随机数的加密证实。这份证实会被宣布到链上并在链上获得验证,验证通事后才会使用随机数。

Chainlink VRF 的应用场景

Chainlink VRF 现在正在为 Web3 生态中的众多应用提供平安的链上随机数泉源,其中包罗 GameFi、DeFi 以及 NFT 等项目。

Chainlink VRF 的应用场景包罗:

  • 为 NFT 分配随机属性——Chainlink VRF 可以用来铸造特殊的 NFT。好比,Axie Infinity 使用 Chainlink VRF 为每个 Origin Axie 赋予随机属性。

  • 公正地分配罕有 NFT——Chainlink VRF 可以证实 NFT 是公中分配的,且证实可以获得验证。好比,Bored Ape Yacht Club(BAYC) 使用 Chainlink VRF 向 BAYC NFT 持有者随机分配变异血清 NFT。

  • 游戏效果无法展望——开发者可以行使随机数打造出更好玩的区块链游戏。好比,Blockmine 使用 Chainlink VRF 在 Next Card 游戏中随机抽取卡牌。 

  • 公正地选出介入者——发放热门流动门票,抽取奢侈品预售的买家,以及选出热门公然发售流动的介入者。好比,Centaur 使用 Chainlink VRF 选出链上公然发售流动的介入者。

  • 随机选出中奖者——Chainlink VRF 可以让用户验证中奖者的筛选流程是否公正公正。好比,PoolTogether 是一个无损储蓄游戏,将用户存款放在一个资金池中,并天天和每周睁开抽奖,将池子的收益随机分配给中奖者。

PoolTogether 行使 Chainlink VRF 随机选出无损储蓄游戏的中奖者

总结

Chainlink VRF 是区块链行业领先的平安随机数天生器(RNG),为智能合约和链下系统提供可验证且防改动的随机数泉源。

Chainlink VRF 通过加密手艺为开发者保障随机数的平安性和可验证性,辅助他们打造出加倍开放、可接见且防改动的系统。Chainlink VRF 和智能合约将实现区块链的最终愿景,基于加密事实打造出更增壮大的算法系统,取代当前基于信托的微弱系统。

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