區塊鏈:HPB專欄 | HPB硬件隨機數—去中心化應用的安全基石

隨機性的需求和應用在日常生活中隨處可見，如游戲、彩票、抽樣、公平分配等。

格但斯克大學的MarcinPawlowski教授指出：“世界上每一個電子設備都需要隨機性，而且非常需要隨機性。在任何需要安全通信的場景，都必須生成和依賴加密密鑰。這些加密密鑰必須是隨機產生的，確保沒有人可以輕易猜到它……如果有人能預測出這些數字，意味著你的所有通信信息都將不再安全。”?

在我們的日常生活中，隨機數是任何公平和安全系統的重要媒介。

隨機數的風險?

事實上，隨機數的概念不難理解。這是一個基于概率隨機生成的數字。從統計學上講，隨機數沒有可預測的模式或規律性，這就是它們不可預測和具備機密性的原因。

為了產生隨機數，人們發明了各種方法：使用骰子、輪盤賭、拋硬幣等統計方法；使用計算機語言；使用量子力學原理等等。?

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目前，獲得隨機數的方法主要有兩種。一種方法是只使用計算機軟件。例如，通過在以太坊上創建智能合約或通過多方利益相關者參與獲得隨機數。另一種方法是使用硬件，即直接通過硬件獲取物理屬性來生成隨機數。然而，這兩種方法都有其局限性：基于軟件的方法不可靠且易于被操縱，而基于硬件的方法則使隨機數無法驗證。

從技術上講，只有第二種方法產生真隨機數。計算機生成的數字被認為是“偽隨機”的，因為知道程序如何進行計算，攻擊者就可以輕易地預測這些“隨機”出現的數字。

目前，許多現有的隨機數生成器實際上只生產偽隨機數，它的值可被計算機程序預測，這些系統被稱為中心化隨機數生成系統。這種隨機數序列是危險性非常高，攻擊者可以很容易地改變隨機數的生成算法。也就是說，并非所有的偽隨機數都是加密安全的。

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與偽隨機數對應的是真隨機數，它可以從物理系統中獲得，例如通過激光中的光學噪聲、原子中的放射性衰變和硬件系統等。從物理系統中提取的真隨機數本質上是不可驗證的，缺乏公平性。美國國家標準與技術研究所的Beacon提供了一個例子，即使獲得了從宇宙輻射中取樣的熵，人們仍然可以比其他人早先知道最新的隨機數，并且有能力選擇和干擾現有的隨機數。?

HPB去中心化硬件隨機數

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現有的隨機數生成器雖然很好地規避了在隨機性、不可控性和不可預測性等方面潛在的問題，但仍然存在安全性和可驗證公平性的不足。

因此，人們希望找到一個公平性好的隨機數生成器和生成機制。而恰好區塊鏈為生成可驗證的、公平的隨機數提供了分布式的網絡，除了滿足隨機數的基本統計要求外，公有區塊鏈上搭建的隨機數生成器生成的隨機數還同時具備了不可預測、不可控、不可篡改和公平可驗證的優點。

作為一個結合了軟硬件終極速度和安全性的創新區塊鏈項目，HPB芯鏈提出了一種分布式和可驗證的硬件隨機數解決方案，并精心設計了參與者的激勵機制，確保隨機數的公平可驗證。

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HPB芯鏈首次實現了區塊鏈軟硬件的完美結合，HPB的硬件隨機數生成器則通過HPB區塊鏈加速引擎從物理過程中生成隨機數。具體過程為，HRNG在BOE的模數轉換器中檢測到電壓的微小變化，這個不斷變化的電壓值作為隨機數種子，被提交到到每個新的HPB區塊中，經過高性能節點的共識算法計算得出最終的隨機數。

這與通常在計算機程序中實現的偽隨機數生成范式形成了對比。HPB的硬件隨機數基于HPB硬件BOE節點在HPB主網上生成的共識，它是一個100%的硬件隨機數，非常接近真隨機數。

同時，HPB的硬件隨機數生成器具有內置的激勵機制，以防止合謀和攻擊。更具體地說，在HPB的隨機數生成中，所有節點都是隨機數的生產者，而智能合約和外部API調用則是隨機數的消費者。為了保證隨機數的公平性，這種多方利益相關者的參與確保了鏈上驗證，以防止隨機數被操縱或篡改。此外，內置的激勵機制，允許隨機數生成者和消費者通過幫助維持隨機數服務，獲得相應的獎勵。

去中心化應用的安全基石

HPB硬件隨機數不僅具有傳統硬件隨機數不可控、不可預測的優點，而且具有去中心化激勵、跨鏈、分布式服務、透明性和可驗證性等特點。

HPB合伙人Jason在最近的一次社區AMA中介紹說，“HPB的硬件隨機數是去中心化應用的安全基石，可被應用于多種去中心化業務，包括DeFi、鏈上游戲、鏈上彩票等。現在已經有一些去中心化應用采用了HPB的硬件隨機數生成器來獲得更安全可信的隨機源。例如，DeFi明星項目NestProtocol已經完成了在HPB主網上的部署。此外，我們也在探索HPB硬件隨機數在互聯網產品中的整合應用。”?

另外，據媒體報道，最近一個名為Randomhub的區塊鏈項目宣布與HPB芯鏈達成合作，將合作共同為去中心化應用提供隨機數服務。Randomhub將使用HPB的硬件隨機數生成器為去中心化應用提供安全可信的隨機源。?

致力于區塊鏈創新，HPB芯鏈主網上線三周年

7月23日，中國最大的移動支付業務支付寶母公司螞蟻集團旗下的螞蟻鏈正式發布上線螞蟻鏈，號稱“全球首個結合內置軟件和專用硬件加速器的區塊鏈解決方案”。

然而眾所周知的是，早在2017年，HPB芯鏈創始人汪曉明就已經提出并設計了“全球首個軟硬件結合的區塊鏈解決方案”。2018年，HPB芯鏈發布了區塊鏈加速引擎（BlockchainOffloadEngine，簡稱BOE)，這是世界上第一個獨立研發的硬件加速程序，能夠有效地整合軟件和硬件的性能，為區塊鏈應用賦能。項目同時還發布了HPB硬件隨機數生成器等區塊鏈產品。?

HPB芯鏈是一個快速發展且引領區塊鏈行業創新的區塊鏈項目，項目結合區塊鏈軟硬件，有效地提升了區塊鏈的應用性能和安全性。芯鏈在最近的社區AMA中也反復提到，接下來將重點發力HPB硬件隨機數的商業應用和DeFi的生態建設，在HPB芯鏈主網上線三周年之際，祝福HPB芯鏈硬性與韌性共長，在區塊鏈技術創新的長跑中再接再厲，為社區帶來更多的驚喜！

來源：金色財經

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