一文读懂可验证随机函数 VRF

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。

韩国加密借贷平台Delio：与Haru Invest事件无关，平台服务正常运行:6月13日消息，韩国加密管理和借贷平台Delio首席执行官Jeong Sang-ho表示，数字资产管理平台Haru Invest服务合作伙伴的名字没有被公开，所以不知道这个合作方是否是和我们有往来的公司，但我们与Haru Invest暂停存提款事件无关，Delio平台服务正常运行。

此前消息，Haru Invest表示，因服务合作伙伴问题已暂停存提款请求。[2023/6/13 21:33:46]

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。?

Genesis指控Roger Ver应赔偿2090万美元:金色财经报道，上周申请破产保护的加密贷款机构 Genesis Global Capital 的一个部门声称，长期的区块链行业资深人士和比特币现金 ( BCH ) 支持者 Roger Ver未能结算加密货币期权交易。GGC 国际有限公司对 Ver 的指控包含在 1 月 23 日提交给纽约县法院的一份文件中。

根据 Genesis网站，GGC International Limited 是一家英属维尔京群岛公司，由 Genesis Global Capital 全资拥有，从事现货交易活动并通过数字资产衍生品对冲风险敞口。根据备案文件，GGC 寻求“因被告未能结算 2022 年 12 月 30 日到期的加密货币期权交易而造成的金钱损失，金额将在审判中确定，但不少于 2090 万美元。”[2023/1/25 11:28:57]

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。

俄罗斯央行和财政部达成协议，允许使用加密货币进行跨境结算:9月22日消息，俄罗斯财政部副部长Alexei Moiseev表示，政府部门已与中央银行“总体上”就一项允许居民使用加密货币进行跨境支付的规则达成一致。据报道，拟议的政策变更旨在允许俄罗斯国民使用数字钱包。

据悉，2020年，该国通过立法禁止使用包括比特币 ( BTC ) 在内的加密货币进行支付。Vladimir Putin总统还在7月签署了一项法案，禁止将数字金融资产作为支付手段。5月，贸易部长Denis Manturov建议俄罗斯“尽早”将加密支付合法化。（Kommersant）[2022/9/23 7:15:20]

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。

Meebits系列NFT24小时交易额为658万美元:金色财经消息，据NFTGo.io数据显示，Meebits系列NFT总市值达8.29亿美元，在所有NFT项目总市值排名中位列第7；其24小时交易额为658.46万美元，增幅达4.11%。截止发稿时，该系列NFT当前地板价为4.23ETH。[2022/5/29 3:48:14]

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。?

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。?

数据：dYdX 24小时交易量为7.83亿美元:5月1日消息，据官方消息，dYdX昨日共完成147000笔交易，24小时交易量为7.83亿美元。[2022/5/1 2:44:03]

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。

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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