CHA:一文读懂可验证随机函数 VRF_SAFEONE CHAIN

原文标题：《Verifiable Random Function (VRF)》

撰文：Chainlink

在密码学中，可验证随机函数（VRF）是一种随机数生成器（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（VRF）在 dApp 中获得安全的随机数来源。

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（也称为「verification key」和「secret key」）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。

Ziliqa：已注意到导致出块缓慢的网络问题，将启动自动恢复过程:6月4日消息，Layer 1 区块链 Ziliqa 发推表示，已注意到目前影响网络的问题，导致出块缓慢，这对网络上智能合约的执行产生了影响，核心团队正在努力解决此问题，并将很快启动自动恢复过程，希望可以恢复完全功能，在恢复后将提供更新并根据需要概述任何后续步骤。[2023/6/4 21:14:56]

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。?

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 Silvio Micali、Michael Rabin 以及 Salil Vadhan 在论文中提出的。值得一提的是，Silvio Micali 后来创建了 Algorand 区块链，Algorand 在共识机制中也使用了 VRF。

a16z crypto推出新OP Stack rollup客户端:金色财经报道，a16z crypto工程师ncitron.eth发推称，推出用Rust编写的OP Stack rollup客户端“Magi”，“Magi”执行（op-node）相同的核心功能，并与执行节点（如op-geth）一起工作以同步到任何OP Stack链，包括Optimism和Base。作为一个独立的实现，Magi旨在增强整个OP Stack生态系统的安全性和活跃性。

“Magi”正在开发中，可能需要数月的时间才能成为op-node的可行替代方案。[2023/4/20 14:14:36]

之后，VRF 技术出现了一系列关键突破。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，Dennis Hofheinz 和 Tibor Jager 使用椭圆曲线加密技术开发了可验证安全性的 VRF。2019 年，Nir Bitansky 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。

以太坊开发人员就下一次升级中可以包含的内容达成一致:金色财经报道，以太坊开发人员决定考虑将八项以太坊改进提案(EIP) 纳入该网络即将推出的名为“上海”的硬分叉中。硬分叉升级将解锁Beacon Chain质押的ETH取款，并且可能包括解决可扩展性问题的提案和其他旨在改进以太坊虚拟机的提案。但具体时间，目前还没有达成共识。

让 EIP“考虑纳入”(CFI) 意味着开发人员将致力于制定这些提案，并将通过开发人员网络 (devnets) 的测试运行它们。然而，不能保证所有这些提议最终都会被纳入上海。[2022/11/25 8:06:10]

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。

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：?

网络安全——使用 VRF 保障域名系统（DNS）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。?

美联储缩表将“全速前进”:8月30日消息，美联储在本周将加大缩表的力度，这意味着美联储将开始抛售近三年前开始积累的国库券。根据其缩表计划，美联储将把每月到期不续的国债和抵押贷款支持证券（mbs）额度上限分别提高到600亿美元和350亿美元，同时在息票到期额度低于每月上限时，使用3260亿美元的国库券持仓来补充。由于到期息票规模低于新的月度限额，9月份将首次减持国库券。美联储的投资组合中有436亿美元的国债将于9月到期，这意味着美联储还需要减持164亿美元的国库券。10月份再减持136亿美元。这将是2023年9月之前最大规模的减持。[2022/8/30 12:56:43]

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。?

包括 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。

Optimism Token合约疑似正进行测试，OP空投申领或将于明日开启:5月27日消息，加密KOL Olimpio Crypto在社交媒体发文表示，在Etherscan观察到有用户通过Optimism官方发布的OP合约地址，申领了Token空投，或为官方测试行为。OlimpioCrypto表示，代码中显示的空投结束区块高度1685140271时间约为2023年5月28日6：30(UTC+8)，其智能合约代码经反编译后得出，OP Token空投申领的开启时间或为明日。[2022/5/27 3:45:21]

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。

Chainlink VRF 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。

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

Chainlink VRF 可以为开发者带来以下好处：?

不可预测性——Chainlink VRF 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——Chainlink VRF 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——Chainlink VRF 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——Chainlink VRF 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。?

Chainlink VRF 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。

Chainlink VRF 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

Chainlink VRF 采用了 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。

Chainlink VRF 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。

Chainlink VRF 的应用场景包括：

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

公平地分配罕见 NFT——Chainlink VRF 可以证明 NFT 是公平分配的，且证明可以得到验证。比如，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 Chainlink VRF 在 Next Card 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 Chainlink VRF 选出链上公开发售活动的参与者。

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 Chainlink VRF 随机选出无损储蓄游戏的中奖者

Chainlink VRF 是区块链行业领先的安全随机数生成器（RNG），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。

Chainlink VRF 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。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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