Не все генераторы случайных чисел созданы равными
12 ноября 2023 г.Стали бы вы играть в игру с несправедливой и предвзятой системой награждения внутриигровыми предметами?
Наверное, нет.
В конце концов, никто не хочет вкладывать все это время и деньги во что-то, а в итоге получать очень мало. Тем не менее, большинство из нас всегда полагают, что номера лотереи выбираются случайным образом. Или что внутриигровые предметы распределяются справедливо.
Реальность может вас удивить.
В мире технологий и блокчейна случайность играет ключевую роль в обеспечении справедливости, безопасности и непредсказуемости. Независимо от того, участвуете ли вы в онлайн-лотерее, пытаетесь получить редкие невзаимозаменяемые жетоны (NFT) или играете в игру ради редких игровых предметов, необходимость в действительно случайных числах имеет первостепенное значение.
Здесь находятся генераторы случайных чисел (ГСЧ ) вступают в игру, но не все ГСЧ одинаковы.
В этой статье мы углубимся в то, что такое ГСЧ, их типы и почему они так важны. Мы также обсудим проблемы с существующими решениями, что делает хороший ГСЧ, и познакомим вас с Randcast, революционным ГСЧ, разработанным для децентрализованного будущего.
Что такое генератор случайных чисел?
Генератор случайных чисел (ГСЧ) является фундаментальным компонентом современных вычислений и технологии блокчейн. Это инструмент, который создает последовательность чисел или значений, не соответствующую какому-либо заметному шаблону. Существует три основных типа ГСЧ:
- Генератор псевдослучайных чисел (PRNG)
- Настоящие генераторы случайных чисел (TRNG)
- Уметь генерировать числа
- Создание проверяемо случайных чисел
- Можно проверить случайность
- Имеет децентрализованный источник случайности (нет единой точки отказа).
- Способен противостоять атакам.
ГПСЧ генерируют числа, используя алгоритмы и начальное значение. Хотя они кажутся случайными, на самом деле они детерминированы и создают одну и ту же последовательность чисел, если им задано одно и то же начальное начальное число.
Представьте себе, что вы используете генератор паролей, который генерирует пароли, которые можно воссоздать, поскольку они не были сгенерированы случайным образом. В этом и заключается риск использования PRNG. Они широко используются в программных приложениях, но не подходят для приложений, требующих истинной случайности.
В эпоху искусственного интеллекта и машинного обучения, когда тысячи чисел можно прочитать и расшифровать за секунды, ГПСЧ не являются надежным источником случайных чисел.
TRNG полагаются на физические процессы, такие как электронный шум или радиоактивный распад, для генерации действительно случайных чисел. Они обеспечивают более высокий уровень непредсказуемости по сравнению с ГПСЧ, поскольку ожидается, что эти физические явления будут случайными.
Однако физические процессы, на которые полагаются TRNG, могут проявлять определенные закономерности в течение достаточно длительного периода времени, ставя под угрозу их случайность. Кроме того, TRNG ограничены в скорости, поскольку необходимо собрать достаточную энтропию, то есть физические явления должны проявиться, чтобы результат был действительно случайным. Это затрудняет масштабное применение решений TRNG.
3. Аппаратные генераторы случайных чисел (HRNG)
HRNG — это специальные аппаратные устройства, которые генерируют случайные числа на основе физических явлений внутри самого оборудования. Эти аппаратные устройства имеют постоянный доступ к физическому источнику энтропии, который генерирует статистически случайные сигналы. Они обеспечивают высокую степень безопасности и часто используются в криптографических приложениях.
Однако, как и все физические объекты, HRNG подвержены физическому распаду. По мере распада HRNG генерируемые числа перестают быть случайными. Эту ситуацию трудно обнаружить, поэтому трудно определить, когда случайность нарушена.
Зачем нам нужны генераторы случайных чисел?
Есть множество сценариев, в которых необходима случайность. От азартных игр до сетевой безопасности, появление проектов и протоколов Web3 увеличило потребность в проверяемых генераторах случайных чисел.
Давайте рассмотрим несколько случаев использования, когда ГСЧ являются обязательными, а не «желательными».
Обеспечивайте справедливое распределение NFT и выбирайте объективные результаты лотереи Казалось, прошла целая жизнь назад, когда невзаимозаменяемые токены (NFT) были очень востребованным товаром. В то время уникальные и редкие NFT продавались по заоблачным ценам. Хотя рынок NFT в настоящее время остается медвежьим, это хорошая возможность внедрить ГСЧ до следующего бычьего роста. ГСЧ обеспечивают прозрачный и доказуемый механизм распространения NFT.
Более того, уникальные характеристики NFT распределяются случайным образом с использованием ГСЧ. Это не только сохраняет ценность NFT, но и повышает доверие как среди коллекционеров, так и среди создателей. Превращение NFT в законный класс активов в глазах большинства.
ГСЧ также играют важную роль в проведении эффективных и справедливых лотерей. Каждое число имеет равные шансы быть выбранным и не зависит от прошлых результатов. Это гарантирует, что каждый участник имеет равные шансы на выигрыш, что способствует прозрачности и доверию к лотерейным розыгрышам.
Фото Pixabay: https://www.pexels.com/photo/cards- казино-шанс-чип-269630/
Непредвзятый выбор производителей блоков
Производители блоков получают вознаграждение от сети за свою работу. Таким образом, у злоумышленников появляется стимул вмешиваться в процесс выбора производителя блоков. Процессом генерации случайных чисел в некоторых сетях Blockchain можно легко манипулировать.
Например, сеть может использовать хэши блоков в качестве источника случайности. В такой ситуации злоумышленники могут удержать блокировку, что негативно влияет на безопасность сети.
ГСЧ играют важную роль в случайном выборе производителей блоков, усилении децентрализации сетей блокчейна и предотвращении потенциального вмешательства. По мере роста ценности сети использование ГСЧ в процессе выбора становится все более важным.
Подтверждаемая генерация случайных чисел гарантирует, что производство блоков останется действительно случайным процессом, предотвращая тенденции централизации.
Сделайте игры Web3 увлекательными и заслуживающими доверия Игры могут стать следующей волной, которая привлечет новых пользователей в Web3 и станет стимулом для следующего бычьего роста. Самые захватывающие игры честны и непредсказуемы. Они всегда дают каждому игроку надежду на победу, зная, что одна победа может принести ему редкий предмет, который изменит ситуацию.
RNG может сделать игры Web3 увлекательными и захватывающими. Знание того, что у каждого человека одинаковая «удача» и что именно его навыки отличают их друг от друга, побудит игроков играть усерднее в игре. Любые споры игроков по поводу игры могут быть решены прозрачным и справедливым способом.
Чем хорош генератор случайных чисел?
Генератор случайных чисел (ГСЧ) состоит из двух компонентов.
Необходимо:
У большинства пользователей не возникает проблем с поиском ГСЧ, выполняющего пункт номер 1. Однако настоящая добавленная стоимость заключается в том, чтобы хорошо выполнить пункт 2.
Отличный проверяемый генератор случайных чисел (ГСЧ) генерирует случайные числа, которые
Давайте углубимся в каждый из этих пунктов.
Может быть проверена случайность Выходные данные ГСЧ являются случайными, если каждое число, выдаваемое ГСЧ, статистически независимо от других, гарантируя, что выбор одного случайного числа не повлияет на распределение вероятностей последующих выборов. Проще говоря, каждое число имеет равные шансы быть выбранным.
Более того, любой может доказать, что случайные числа, сгенерированные ГСЧ, верны. Это можно сделать, проверив правильность вывода хэша. Доказательство можно рассчитать, чтобы обеспечить его проверяемость, и это является ключом к разрешению споров. Это гарантирует, что выходные данные ГСЧ останутся согласованными и надежными в сценариях, где требуется несколько случайных выборов.
Имеет децентрализованный источник случайности (нет единой точки отказа)
В основе конструкции хорошего ГСЧ лежит децентрализация. У него нет единой точки отказа, что обеспечивает его высокую устойчивость к манипуляциям. То есть выходные данные ГСЧ проверяются сетью узлов, а не одним источником.
Распределяя процесс генерации по нескольким узлам в децентрализованной сети, становится практически невозможным оказание какого-либо отдельного объекта неправомерного влияния, что гарантирует целостность сгенерированных случайных чисел.
Способен противостоять атакам ГСЧ всегда открыты для атак со стороны злоумышленников, которые хотят манипулировать результатами в свою пользу. Хороший ГСЧ создан, чтобы противостоять атакам, направленным на предсказание или контроль сгенерированных чисел.
Надежные криптографические алгоритмы и безопасные протоколы используются для защиты целостности ГСЧ, что делает его надежным источником случайных данных для широкого спектра случаев использования.
Последствия отказа от использования ГСЧ
Теперь мы установили стандарты хорошего ГСЧ. Но что, если хороших ГСЧ мало? Что, если игры, сети Blockchain и децентрализованные приложения (DApps) не видят необходимости в RNG и, следовательно, не используют их?
Во-первых, безопасность сети будет поставлена под угрозу. Если валидаторы знают, что процесс выбора производителя блоков не является случайным, они могут манипулировать результатами, которые принесут пользу только им самим.
Нарушение целостности сети и предоставление контроля над сетью этим злоумышленникам.
Во-вторых, отсутствие использования ГСЧ в играх и распределении NFT означает, что редкие внутриигровые предметы и уникальные NFT будут распределяться по определенному шаблону. Игроки, которые знают об этой закономерности, будут постоянно получать преимущества, которые намного перевешивают их навыки и время, которое они тратят на игру.
Почувствовав, что игра сфальсифицирована, честные игроки со временем потеряют интерес и покинут игру. Вскоре игра пойдет по нисходящей спирали, когда игроки уйдут, а ценность внутриигровых предметов упадет, что приведет к еще большему количеству выходов из игры.
Наконец, отказ от использования ГСЧ остановит развитие автономных миров — концепции, в которой игры полностью децентрализованы и принадлежат самим игрокам. В автономном мире игры основаны на технологии блокчейн, и каждая внутриигровая транзакция может быть проверена в цепочке.
Вместо того, чтобы доверять компании, разработавшей игру, как мы видим в играх Web2, игроки в автономном мире доверяют базовой технологии Blockchain.
Однако если результаты игр, основанные на случайности, окажутся предвзятыми, сообщество потеряет доверие к технологии Blockchain.
Генерация случайных чисел полностью в цепочке
Теперь, когда мы знаем, к чему приводит отказ от использования поддающегося проверке ГСЧ, давайте рассмотрим преимущества ARPA Randcast, проверяемый ГСЧ, полностью работающий в цепочке.
Randcast – это проверяемая служба генерации случайных чисел в сети, а также простой в использовании SDK для смарт-контрактов, который можно напрямую интегрировать для создания DApp или Web3-игры, требующей случайности.
Готовые функции, которые он предоставляет, включают, помимо прочего, бросок кубиков, перетасовку массивов, определение атрибутов игровых предметов с помощью вероятности, создание случайных внутриигровых карт или подземелий, а также управление вероятностными результатами лотереи.
Большинство ГСЧ, особенно в Web3, находятся вне сети, а это означает, что источник данных непрозрачен и может быть скомпрометирован без нашего ведома. Используя Randcast, весь процесс полностью выполняется в цепочке: от запрос на исполнение.
Подход к децентрализации и доступности выделяется как один из наиболее важных аспектов. Randcast использует пороговую сеть и обеспечивает резервный механизм для всех способных групп, что значительно снижает риск единой точки отказа - проблемы, с которой другие ГСЧ в Web3 продолжают сталкиваться сегодня.
Такой подход обеспечивает непрерывную доступность услуги и повышает безопасность за счет распределения обработки по нескольким узлам. Кроме того, автоматизированные функции Randcast, такие как автоматический расчет обратного расчета газа и проведение совокупных проверок баланса в полете, избавляют пользователя от необходимости управлять этими аспектами.
Эти факторы делают систему более доступной для пользователей, которые могут не обладать высокими техническими навыками. В целом, эти функции делают Randcast более надежным, удобным и децентрализованным решением по сравнению с более популярными альтернативами, такими как Chainlink VRF.
Более того, результаты Randcast могут быть проверены как случайные. Randcast использует сеть ARPA при обработке случайных запросов. Сеть ARPA состоит из множества узлов, которые выполняют задачи пороговой сигнатуры BLS, которые являются проверяемо случайными.
Благодаря лежащим в основе криптографическим примитивам случайное число вряд ли будет подделано или изменено. Randcast получит запрос случайности, узлы сети ARPA сгенерируют случайность, а контракт адаптера проверит случайность.
Полное описание Randcast можно найти в документации.
Создавайте автономные миры будущего с помощью Randcast
Основную роль случайности в современном технологическом ландшафте нельзя недооценивать, особенно в сферах блокчейна и игр. Случайность обеспечивает справедливость, безопасность и непредсказуемость.
По мере того, как мы продвигаемся дальше в децентрализованное будущее, очень важно, чтобы наши системы и приложения имели доступ к поддающейся проверке генерации случайных чисел, чего нелегко достичь с помощью традиционных ГСЧ.
Randcast с его ончейн-подходом не только решает общие проблемы, с которыми сталкиваются другие ГСЧ, но и расширяет границы возможного. Он использует возможности децентрализации, делая процесс прозрачным и устойчивым к манипуляциям.
Таким образом, он становится основой доверия для децентрализованных приложений, особенно в мире, где доверие становится все более редким.
На заре автономных миров, где игроки не просто играют, но и доверяют базовой технологии блокчейна в каждом своем шаге, крайне важно, чтобы основа была построена на прозрачности, доверии и поддающейся проверке случайности.
Randcast — это значительный шаг в этом направлении, предвещающий будущее, в котором технологии будут служить не просто развлечением или безопасностью, но и обеспечением справедливости и доверия на каждом шагу.
Для тех, кто создает децентрализованные приложения завтрашнего дня, Randcast предлагает маяк доверия. Это не просто инструмент, а видение будущего, в котором гарантирована справедливость и непредсказуемость, где игры, лотереи и транзакции блокчейна настолько случайны, насколько это задумано природой.
Оригинал