CHA:一文读懂可验证随机函数-ODAILY

在密码学中，可验证随机函数是一种随机数生成器，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可或缺的要素，因为这类随机数具有防篡改性和不可预测性，可以用来打造刺激的游戏体验，铸造罕见的NFT，并保障公平的结果。

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如何利用Chainlink可验证随机函数在dApp中获得安全的随机数来源。

什么是可验证随机函数？

可验证随机函数是一种加密函数，基于数据输入生成伪随机数并附上一份证明，任何人都可以对其进行验证。

VRF的数据输入通常包含一对公钥和私钥以及一个seed。公钥和私钥是生成的，而seed则是选择的。将这些数值一起输入VRF，用私钥和seed来生成随机数。然后，VRF会生成一个随机数以及一份证明。最关键的一步是生成证明，因为用户可以通过证明来验证函数。而将私钥保密则可以确保随机数无法被预测。

瑞士托管报告：只有五分之一的数字资产托管人支持证券:金色财经报道，瑞士区块链联合会发布了一份关于数字资产托管行业的报告。在接受调查的34家机构中，只有五分之一支持数字证券托管。这可能是因为大多数公司主要服务于加密货币领域。超过四分之一的人拥有传统金融(TradFi)背景。报告作者Alexander Brunner表示，托管对于促进机构采用至关重要。在这种情况下，安全地管理私钥至关重要。数字证券发行人欧洲投资银行（EIB）表示，迫切需要传统托管机构也支持数字资产。[2023/7/5 22:18:06]

可验证随机函数的关键特质都写在了它的名字里：

可验证——任何人都可以验证VRF生成的随机数是否有效，只需要查看证明并验证哈希计算结果是否正确即可。只有持有VRF私钥的人才能进行哈希运算，而任何持有公钥的人都可以验证哈希运算结果。

随机——对于不知道seed或不持有私钥的人来说，VRF输出的结果完全不可预测且概率均匀分布，没有任何规律可循。VRF输出的每个结果都拥有同样的概率，并使用seed和私钥，以独特的方式生成随机数。

函数——VRF使用数学算法来生成随机数以及证明。VRF将seed隐藏起来，以保障其不可预测性；同时，将随机数证明公开，以供所有人查看和验证。

受现货比特币交易所交易基金新闻的推动，Coinbase股价上涨12%:金色财经报道，美国东部时间中午，Coinbase的股票价格上涨了12%以上，受到加密货币交易所正在与Fidelity和其他发行人合作推出现货比特币交易所交易基金的头条新闻的推动。这些涨幅推动了更广泛的反弹，推动该股自今年年初以来上涨了138%以上。周一的涨幅超过了整个加密货币市场，截至撰写本文时，比特币交易仅上涨1.37%。[2023/7/4 22:15:46]

VRF的发展历史

可验证随机函数这个概念是在1999年由知名计算机科学家和数学家SilvioMicali、MichaelRabin以及SalilVadhan在论文中提出的。值得一提的是，SilvioMicali后来创建了Algorand区块链，Algorand在共识机制中也使用了VRF。

之后，VRF技术出现了一系列关键突破。2005年，YevgeniyDodis和AleksandrYampolskiy使用了抗碰撞哈希函数实现了更短的证明和密钥，因此提升了VRF的效率，并推动了这项技术的发展。2015年，DennisHofheinz和TiborJager使用椭圆曲线加密技术开发了可验证安全性的VRF。2019年，NirBitansky提出了VRF可以用一般原语构造，而不用简单的代数构造。如今许多VRF方案都建立在这些创新之上。

Gitcoin宣布Alpha轮融资将于1月17日举行:1月11日消息，Gitcoin官方宣布，Gitcoin Alpha轮二次方融资将于2023年1月17日至1月31日举行，本轮将支持200名致力于开源软件、以太坊基础设施和气候解决方案的受资助者，总匹配资金为100万美元。

据悉，在Alpha测试轮，捐助者可在其参与的每一轮中申领一个POAP，收集到所有POAP的用户将有资格参与抽奖，赢得Schelling Point VIP礼包，包括150美元的Gitcoin产品。此外，2023年Gitcoin将过渡到基于区块链的赠款协议，允许任何人启动二次方融资赠款项目。该协议将使资助者能够随时建立一个赠款项目，为那些可以跨不同轮次申请的受资助者和希望提供小额资金的捐助者增加灵活性。[2023/1/11 11:06:06]

2020年，研究者提出了一种使用Lattice加密的VRF方案。这个方案的安全性足以抵御量子计算机发起的攻击，这意味着VRF将在未来仍是一项重要技术。

VRF的应用场景

大多数RNG都无法生成可以通过加密技术进行验证的随机数，因此这类RNG容易受到操纵，导致其应用场景受限。VRF如果能保障随机数的安全性，就可以解锁一系列关键的用例，其中包括：

ApeCoin DAO特别委员会候选人首轮投票结束:12月22日消息，Animoca Brands总裁Yat Siu表示，ApeCoin DAO特别委员会候选人首轮投票已结束并选出了5位提名者，分别是@veratheape、@degentraland、@nftgerry、@Herb_Castillo 和 @BoredApeG，第二轮投票将从12月23日开始，12月28日结束，最终将选择三人正式成为ApeCoin DAO特别委员会委员。[2022/12/22 22:00:49]

网络安全——使用VRF保障域名系统消息传输的安全性。

零知识技术——VRF可以用来打造零知识证明和零知识数据库。

非交互式抽奖系统——VRF可以为抽奖游戏保障公平、可验证且高效的结果。

可验证的交易托管机制——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已经成为了去中心化协议和应用重要的组成部分。

区块链中的VRF

包括Algorand、Cardano、InternetComputer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。

俄罗斯最古老的监狱中发现了加密矿场:金色财经消息，建于1771年位于莫斯科中部Tverskoy区的Butyrskaya（也称Butyrka）监狱的一名官员正在接受调查，原因是他可能滥用职权建立了一个加密矿场，矿机是在监狱的精神病诊所发现的，到目前为止，调查人员已经确定，该官员及其尚未确定身份的同伙于2021年11月安装了矿机。这些矿机一直在提取加密货币，直到今年2月。（news.bitcoin）[2022/5/23 3:34:56]

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安全的随机数生成器。使用链上区块哈希生成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不利的区块，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。

可以利用链上生成随机数方案的漏洞谋取私利。

稳健的随机数生成方案意味着随机数的公平性可以得到验证，所有参与者都拥有同样的概率，并且攻击者不太可能通过预测随机数来操纵智能合约。

ChainlinkVRF

ChainlinkVRF是公平、可验证的RNG，可以满足上述需求，为智能合约提供具有加密证明的安全随机数，无法被预言机节点、用户或开发团队篡改。

ChainlinkVRF可以为开发者带来以下好处：

不可预测性——ChainlinkVRF无法被预测。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预测随机数来提高自己的成功概率。

公平性——ChainlinkVRF非常公平公正，因为随机数是均匀分布的，所有数字都有同样的概率被选中。

随机性——ChainlinkVRF的随机性可以得到验证，因为其使用区块哈希作为seed来生成随机数，而区块哈希无法提前预知。

防篡改性——ChainlinkVRF具有防篡改性，任何人，包括预言机、外部方或开发团队，都无法操纵随机数生成流程。

ChainlinkVRF是用户和区块链之间的抽象层，可以帮助智能合约开发者访问安全的随机数来源。

ChainlinkVRF采用了开源代码和加密技术，生成防篡改的随机数，用户可以验证随机数的真实性。

ChainlinkVRF采用了Goldberg的可验证随机函数，详情请查看这篇论文。ChainlinkVRF会针对每一个随机数请求生成一个或多个随机数，并附上一份随机数的加密证明。这份证明会被发布到链上并在链上得到验证，验证通过后才会使用随机数。

ChainlinkVRF的应用场景

ChainlinkVRF目前正在为Web3生态中的众多应用提供安全的链上随机数来源，其中包括GameFi、DeFi以及NFT等项目。

ChainlinkVRF的应用场景包括：

为NFT分配随机属性——ChainlinkVRF可以用来铸造特殊的NFT。比如，AxieInfinity使用ChainlinkVRF为每个OriginAxie赋予随机属性。

公平地分配罕见NFT——ChainlinkVRF可以证明NFT是公平分配的，且证明可以得到验证。比如，BoredApeYachtClub使用ChainlinkVRF向BAYCNFT持有者随机分配变异血清NFT。

游戏结果无法预测——开发者可以利用随机数打造出更好玩的区块链游戏。比如，Blockmine使用ChainlinkVRF在NextCard游戏中随机抽取卡牌。

公平地选出参与者——发放热门活动门票，抽取奢侈品预售的买家，以及选出热门公开发售活动的参与者。比如，Centaur使用ChainlinkVRF选出链上公开发售活动的参与者。

随机选出中奖者——ChainlinkVRF可以让用户验证中奖者的筛选流程是否公平公正。比如，PoolTogether是一个无损储蓄游戏，将用户存款放在一个资金池中，并每天和每周展开抽奖，将池子的收益随机分配给中奖者。

PoolTogether利用ChainlinkVRF随机选出无损储蓄游戏的中奖者。

总结

ChainlinkVRF是区块链行业领先的安全随机数生成器，为智能合约和链下系统提供可验证且防篡改的随机数来源。

ChainlinkVRF通过加密技术为开发者保障随机数的安全性和可验证性，帮助他们打造出更加开放、可访问且防篡改的系统。ChainlinkVRF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加强大的算法系统，取代当前基于信任的薄弱系统。

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扩展阅读

《一文读懂智能合约》

《一文读懂区块链预言机》

《Solidity语言的随机数生成》

《如何在NFT中获得随机数》

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