科普：真随机数和伪随机数-ODAILY

比特币用户很喜欢讨论“非对称加密”、“椭圆曲线”、“量子计算机”这类高深莫测的话题，然后再以一种非常莫名其妙的方式把币弄丢，比如说：“随机”。

历史上多起各品牌的钱包用户丢币事件，都是因为随机函数存在问题。

欧科云链集团正式启动区块链科普行动“星途计划”:欧科云链集团于4月26日，正式宣布启动了区块链科普行动——“星途计划”，行动包括将在全国范围展开系列沙龙，加大力度推进区块链科普进机关、进国企、进校园等，联合政府部门、行业协会等共同构建起更加完善和有效的区块链科普教育生态，与此同时，直击区块链科普现存痛点，推出简单易懂的“秒懂区块链”公益短视频课。

该计划旨在全维度推动社会建立对产业更清晰的认知，与“鲲鹏计划”一道助力数字经济及区块链产业本身健康发展夯实“人才”和“产业认知”两大基础。[2021/4/26 20:59:37]

随机很重要，对于比特币这种密码学电子货币来说，尤其重要。可惜社区内对于随机的讨论并不多，导致很多人缺乏正确的认识，因此，我们今天就和大家聊聊随机。

IMF今日发布的加密货币科普视频实为两年前旧闻，且存在诸多疏漏:国际货币基金组织IMF今日在推特上发布了一条关于加密货币的科普视频，这段时长两分钟的视频最初发布于2018年6月。该视频称加密货币是“货币进化的下一步”，但没有特别提到DLT、区块链，甚至是代币名称等术语。BTC、XRP和ETH只出现在说明加密交易的图形中。尽管这段视频到目前为止已经获得了超过13.7万的点击量和2900个赞，但来自加密社区的许多反应都是批评的，他们指出了信息中的漏洞和似乎具有误导性的措辞。

Reddit用户nanooverbtc称：“他们犯了很多错误，比如把私钥称为密码。”该视频也没有讨论挖矿或加密货币供应。Kraken策略师Pierre Rochard等知名人士表示：“可证明的稀缺性是比特币有趣的原因，你忘了提这一点。”（Cointelegraph）[2020/8/24]

说到随机，有两个必须要搞清楚的概念：“真随机数生成器”和伪随机数生成器。

中科院自动化研究所将面向大中小学生开展区块链等主题的科普讲座:5月21日，新华网讯，今年，中国科学院自动化研究所将举办第十四届“自动化之光”公众科学开放日活动。届时，自动化所将面向大中小学生分别开展《脑与智能》、《区块链技术与平行智能》、《大数据时代的视觉智能》、《动画真奇妙》等4个主题报告，用实例和生动的演示深入浅出地为大家揭示智能技术的原理和奥妙。[2018/5/21]

大部分计算机程序和语言中的随机函数，都是伪随机数生成器，它们都是由确定的算法，通过一个“种子”，来产生“看起来随机”的结果。

毫无疑问，任何人只要知道算法和种子，或者之前已经产生了的随机数，都可能获得接下来随机数序列的信息。因为它们的可预测性，在密码学上并不安全，所以我们称其为“伪随机”。这种随机数，用来让游戏里的小人跑跑路没多大问题，如果用来生成比特币私钥，那可就太不安全了。

再说说真随机数生成器，中文维基中，将“硬件随机数生成器”等同于真随机数生成器，这其实并不十分准确，严格意义上的真随机可能仅存在于量子力学之中，我们当前所想要的，并不是这种随机。

我们其实想要一种不可预测的、统计意义上的、密码学安全的随机数，只要能做到这一点的随机数生成器，都可以称其为真随机数生成器。这种真随机，并不一定非得是特殊设计的硬件，Linux操作系统内核中的随机数生成器，维护了一个熵池，使得它能够提供最大可能的随机数据熵，因此同样是高品质的真随机数生成器。

不过/dev/random是阻塞的，也就是说，如果熵池空了，对于/dev/random的读操作将被挂起，直到收集到足够的环境噪声为止。

因此，在开发程序时，我们应使用/dev/urandom，作为/dev/random的一个副本，它不会阻塞，但其输出的熵可能会小于/dev/random。

好了，在说了这么多之后，在我们开发比特币应用时，应该使用何种随机数生成器来生成私钥呢？

答案很简单：urandom。永远只用urandom。

不要使用任何第三方的随机数解决方案，哪怕是一些高级的安全库，所提供的声称“非常安全”的随机函数。因为它们都是用户态的密码学随机数生成器，而urandom是内核态的随机数生成器，内核有权访问裸设备的熵，内核可以确保，不在应用程序间，共享相同的状态。

历史上，无数次随机数失败案例，大多出现在用户态的随机数生成器，而且，用户态的随机数生成器几乎总是要依赖于，内核态的随机数生成器，除了没准儿能简化您的某些开发工作，丝毫看不出任何额外的好处，反而增加了因引入第三方代码，所可能导致的潜在安全风险。

因此，开发者在需要密码学安全的随机数时，应使用urandom。

最后，有小朋友问，你们的BITHD硬件钱包生成的是真随机数吗？

这里回答一下：当然是啦～

BITHD的芯片是有硬件随机数发生器的，它会通过获取物理噪声源来生成真随机数，这个是不可预测，不可探测的，是真正的随机源。

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