CHA:一文讀懂可驗證隨機函數 VRF

可驗證的隨機數可以用來打造刺激的游戲體驗，鑄造罕見的NFT，并保障公平的結果。

原文標題：《VerifiableRandomFunction(VRF)》

撰文：Chainlink

在密碼學中，可驗證隨機函數是一種隨機數生成器，可以通過加密手段來驗證隨機性。可驗證的隨機數對許多區塊鏈應用來說都是不可或缺的要素，因為這類隨機數具有防篡改性和不可預測性，可以用來打造刺激的游戲體驗，鑄造罕見的NFT，并保障公平的結果。

本文將討論什么是可驗證隨機函數，研究隨機數在區塊鏈上的應用，以及智能合約開發者如何利用Chainlink可驗證隨機函數在dApp中獲得安全的隨機數來源。

什么是可驗證隨機函數？

可驗證隨機函數是一種加密函數，基于數據輸入生成偽隨機數并附上一份證明，任何人都可以對其進行驗證。

VRF的數據輸入通常包含一對公鑰和私鑰以及一個seed。公鑰和私鑰是生成的，而seed則是選擇的。將這些數值一起輸入VRF，用私鑰和seed來生成隨機數。然后，VRF會生成一個隨機數以及一份證明。最關鍵的一步是生成證明，因為用戶可以通過證明來驗證函數。而將私鑰保密則可以確保隨機數無法被預測。

幣安宣布新增SHIB、COMP等代幣可作為可抵押資產:金色財經報道，據幣安官方消息，將在其靈活貸款和VIP貸款服務中添加22種新的可貸資產和新的抵押資產。幣安宣布在靈活貸款服務中增加了8種新的可貸資產和8種新的抵押資產。

? 可借貸資產有AUCTION、PYR、ILV、KNC、YGG、GAS、CELO和IRIS；

? 新增可抵押資產有SHIB、COMP、IOTA、RLC、HOT、ENJ、THETA和IOST。

? 在VIP借貸服務中新增NKN、FARM、DIA、YGG、OGN、ACA等6種可借貸資產。

此外，還添加了XEM作為全倉保證金的新可借資產。新的全倉保證金貨幣對是XEM/USDT。[2023/8/4 16:18:14]

可驗證隨機函數的關鍵特質都寫在了它的名字里：?

可驗證——任何人都可以驗證VRF生成的隨機數是否有效，只需要查看證明并驗證哈希計算結果是否正確即可。只有持有VRF私鑰的人才能進行哈希運算，而任何持有公鑰的人都可以驗證哈希運算結果。?

隨機——對于不知道seed或不持有私鑰的人來說，VRF輸出的結果完全不可預測且概率均勻分布，沒有任何規律可循。VRF輸出的每個結果都擁有同樣的概率，并使用seed和私鑰，以獨特的方式生成隨機數。?

EBA草案規定擁有銀行資產儲備的歐盟穩定幣發行方將受到額外監管:金色財經報道，根據歐洲銀行管理局（EBA）周一發布的規則草案，如果歐洲穩定幣發行方的儲備中有大量衍生品或擔保債券，那么他們將面臨額外的規則。被稱為加密資產市場監管（MiCA）的新法律意味著任何被認為與金融系統過度關聯的穩定幣都面臨額外的資本要求和歐盟的集中監管。

草案表示，鑒于發行方運營的合同義務網絡，ART（資產參考代幣）或 EMT（電子貨幣代幣）發行方的財務困境可能會大大增加其他加密資產發行方或其他金融機構陷入困境的可能性。該文件指的是MiCA中規定的兩類穩定幣，其價值與法定貨幣或其他資產掛鉤。該草案補充稱，為了解決重大ART 或EMT帶來的風險增加，這些代幣的發行方必須遵守額外的義務，其監管部分或全部交給EBA。

該草案將在未來幾周內征求行業意見。[2023/7/25 15:56:07]

函數——VRF使用數學算法來生成隨機數以及證明。VRF將seed隱藏起來，以保障其不可預測性；同時，將隨機數證明公開，以供所有人查看和驗證。?

VRF的發展歷史

可驗證隨機函數這個概念是在1999年由知名計算機科學家和數學家SilvioMicali、MichaelRabin以及SalilVadhan在論文中提出的。值得一提的是，SilvioMicali后來創建了Algorand區塊鏈，Algorand在共識機制中也使用了VRF。

Secure3：ParaSpace已償還所有資金:5月19日消息，區塊鏈安全公司 Secure3 發推稱，追蹤與 ParaSpace 地址相關的交易后發現：所有資金均已償還；有一個明確的還款時間表，從 2023 年 3 月開始至 5 月結束；沒有發現任何挪用資金的證據。[2023/5/19 15:14:16]

之后，VRF技術出現了一系列關鍵突破。2005年，YevgeniyDodis和AleksandrYampolskiy使用了抗碰撞哈希函數實現了更短的證明和密鑰，因此提升了VRF的效率，并推動了這項技術的發展。2015年，DennisHofheinz和TiborJager使用橢圓曲線加密技術開發了可驗證安全性的VRF。2019年，NirBitansky提出了VRF可以用一般原語構造，而不用簡單的代數構造。如今許多VRF方案都建立在這些創新之上。

2020年，研究者提出了一種使用Lattice加密的VRF方案。這個方案的安全性足以抵御量子計算機發起的攻擊，這意味著VRF將在未來仍是一項重要技術。

VRF的應用場景

大多數RNG都無法生成可以通過加密技術進行驗證的隨機數，因此這類RNG容易受到操縱，導致其應用場景受限。VRF如果能保障隨機數的安全性，就可以解鎖一系列關鍵的用例，其中包括：?

數據：區塊鏈風投總融資超過2021年總額:金色財經報道，根據Research數據，11月份的風投資金下降了4.8%，總額為8.404億美元，低于10月份的8.43億美元。盡管自5月以來加密風險投資有所放緩，但今年的總融資已超過2021年的數字。風險投資數據庫顯示，2022年共籌集了361億美元，而今年還剩下不到兩周的時間。相比之下，2021年的籌資總額為303億美元。（cointelegraph）[2022/12/22 21:59:39]

網絡安全——使用VRF保障域名系統消息傳輸的安全性。?

零知識技術——VRF可以用來打造零知識證明和零知識數據庫。?

非交互式抽獎系統——VRF可以為抽獎游戲保障公平、可驗證且高效的結果。?

可驗證的交易托管機制——VRF可以支持自動托管服務，保障用戶的匿名性。?

區塊鏈和智能合約——VRF已經成為了去中心化協議和應用重要的組成部分。?

區塊鏈中的VRF

包括Algorand、Cardano、InternetComputer和Polkadot在內的許多L1區塊鏈都在共識機制中使用了VRF來隨機選擇出塊節點。

英國《金融時報》推出加密金融板塊:7月22日消息，英國《金融時報》推出了Cryptofinance板塊，這是一個集合加密貨幣報道的新的數字中心和每周通訊，旨在揭示數字資產行業以及創新如何影響主流金融。（Finance Feeds）[2022/7/22 2:31:08]

另外，區塊鏈智能合約開發者在開發應用時也需要隨機數。然而，由于區塊鏈網絡具有高確定性，鏈上應用往往無法獲得安全的隨機數生成器。使用鏈上區塊哈希生成隨機數有可能被區塊鏈礦工/驗證者操控，他們可以放棄對他們不利的區塊，重新「擲色子」，以改變隨機數。而鏈下隨機數則缺乏透明性，而且無法驗證隨機數是否公正且沒有受到數據源或節點的操控。

可以利用鏈上生成隨機數方案的漏洞謀取私利

穩健的隨機數生成方案意味著隨機數的公平性可以得到驗證，所有參與者都擁有同樣的概率，并且攻擊者不太可能通過預測隨機數來操縱智能合約。

ChainlinkVRF

ChainlinkVRF是公平、可驗證的RNG，可以滿足上述需求，為智能合約提供具有加密證明的安全隨機數，無法被預言機節點、用戶或開發團隊篡改。

視頻相見：https://blog.chain.link/verifiable-random-function-vrf/

ChainlinkVRF可以為開發者帶來以下好處：?

不可預測性——ChainlinkVRF無法被預測。由于在請求隨機數時無法得知區塊數據，因此任何人都無法通過預測隨機數來提高自己的成功概率。

公平性——ChainlinkVRF非常公平公正，因為隨機數是均勻分布的，所有數字都有同樣的概率被選中。

隨機性——ChainlinkVRF的隨機性可以得到驗證，因為其使用區塊哈希作為seed來生成隨機數，而區塊哈希無法提前預知。

防篡改性——ChainlinkVRF具有防篡改性，任何人，包括預言機、外部方或開發團隊，都無法操縱隨機數生成流程。?

ChainlinkVRF是用戶和區塊鏈之間的抽象層，可以幫助智能合約開發者訪問安全的隨機數來源。

ChainlinkVRF采用了開源代碼和加密技術，生成防篡改的隨機數，用戶可以驗證隨機數的真實性

ChainlinkVRF采用了Goldberg的可驗證隨機函數，詳情請查看這篇論文。ChainlinkVRF會針對每一個隨機數請求生成一個或多個隨機數，并附上一份隨機數的加密證明。這份證明會被發布到鏈上并在鏈上得到驗證，驗證通過后才會使用隨機數。

ChainlinkVRF的應用場景

ChainlinkVRF目前正在為Web3生態中的眾多應用提供安全的鏈上隨機數來源，其中包括GameFi、DeFi以及NFT等項目。

ChainlinkVRF的應用場景包括：

為NFT分配隨機屬性——ChainlinkVRF可以用來鑄造特殊的NFT。比如，AxieInfinity使用ChainlinkVRF為每個OriginAxie賦予隨機屬性。

公平地分配罕見NFT——ChainlinkVRF可以證明NFT是公平分配的，且證明可以得到驗證。比如，BoredApeYachtClub?使用ChainlinkVRF向BAYCNFT持有者隨機分配變異血清NFT。

游戲結果無法預測——開發者可以利用隨機數打造出更好玩的區塊鏈游戲。比如，Blockmine使用ChainlinkVRF在NextCard游戲中隨機抽取卡牌。?

公平地選出參與者——發放熱門活動門票，抽取奢侈品預售的買家，以及選出熱門公開發售活動的參與者。比如，Centaur使用ChainlinkVRF選出鏈上公開發售活動的參與者。

隨機選出中獎者——ChainlinkVRF可以讓用戶驗證中獎者的篩選流程是否公平公正。比如，PoolTogether是一個無損儲蓄游戲，將用戶存款放在一個資金池中，并每天和每周展開抽獎，將池子的收益隨機分配給中獎者。

PoolTogether利用ChainlinkVRF隨機選出無損儲蓄游戲的中獎者

總結

ChainlinkVRF是區塊鏈行業領先的安全隨機數生成器，為智能合約和鏈下系統提供可驗證且防篡改的隨機數來源。

ChainlinkVRF通過加密技術為開發者保障隨機數的安全性和可驗證性，幫助他們打造出更加開放、可訪問且防篡改的系統。ChainlinkVRF和智能合約將實現區塊鏈的最終愿景，基于加密事實打造出更加強大的算法系統，取代當前基于信任的薄弱系統。

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