บทความนี้จะช่วยในการทำความเข้าใจถึงความสุ่มคืออะไร ทราบถึงประเภทต่างๆ และสำรวจความท้าทายที่มันนำเสนอในระบบบล็อกเชนและนิวเครื่องมือ 3

คำว่า "ความสุ่ม" หมายถึงความขาดรูปแบบหรือความไม่สามารถทำนายได้ ผลลัพธ์ของการโยนเหรียญ รูปแบบของลายนิ้วมือ และรูปร่างของเกล็ดหิมะถือว่าเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทำนายได้ ในขณะที่ผลลัพธ์ที่ไม่สามารถทำนายได้มีมากมายในธรรมชาติ สิ่งเดียวกันไม่สามารถพูดได้เกี่ยวกับความสุ่มที่สร้างขึ้นโดยคอมพิวเตอร์ เนื่องจากคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องมือที่กำหนดได้ อาจจะไม่สามารถสร้างจำนวนที่แท้จริงที่ไม่สามารถทำนายได้เฉพาะผ่านชุดของอัลกอริทึมของคอมพิวเตอร์

นอกจากนี้ ในขณะที่เหตุการณ์แบบสุ่มแต่ละอันถูกพิจารณาว่าไม่สามารถทำนายได้ ความถี่ของผลลัพธ์ที่แตกต่างกันในการเกิดเหตุการณ์ซ้ำซ้อนสามารถทำนายได้ ตัวอย่างเช่น ในขณะที่ผลลัพธ์ของการโยนลูกเต๋าแต่ละครั้งไม่สามารถทำนายได้ ความน่าจะเป็นของผลลัพธ์ในการโยนลูกเต๋า 100 ครั้งสามารถคำนวณได้อย่างแน่นอน

With economic, social, and cultural interactions increasingly taking place on the Internet, there has been a growing demand over the last few decades to mimic the unpredictability of the natural world and create digital systems that incorporate unpredictable outcomes. Use cases for this unpredictability include introducing artificial scarcity, building more robust security mechanisms, and facilitating credibly neutral decision-making processes.

ในบทความนี้เราจะแยกอภิปรายว่าความสุ่มคืออะไร เรียนรู้เกี่ยวกับประเภทของความสุ่ม และสำรวจความท้าทายที่ความสุ่มนำเสนอเมื่อเกี่ยวข้องกับบล็อกเชนและนิวเครือข่าย Web3

ความสุ่มสุ่มจริงๆ

ก่อนอื่นเราต้องกำหนดชุดของหลักการที่ทำให้ลำดับเป็นสุ่ม หากต้องการที่จะระบุลำดับว่าเป็นสุ่ม จะต้องมีคุณลักษณะต่อไปนี้:

• ไม่สามารถทำนายได้—ผลลัพธ์ต้องเป็นสิ่งที่ไม่สามารถทราบล่วงหน้า
• ไม่ลำเอียง - ทุกผลลัพธ์จำเป็นต้องเป็นไปได้เท่าเท่ากัน
• Provable—The result must be independently verifiable.
• ทนทานต่อการแก้ไข—กระบวนการสร้างความสุ่มต้องสามารถต้านการถูกปรับเปลี่ยนโดยองค์กรใดๆ
• Non-reproducible—The process of generating randomness cannot be reproduced unless the original sequence is preserved.

คอมพิวเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่คาดเดาได้พร้อมวงจรส่วนประกอบและชุดรหัสและอัลกอริทึมที่กําหนดไว้ทําให้การทํานายเอาต์พุตตัวเลขสุ่มหรือลําดับที่สร้างโดยคอมพิวเตอร์เป็นไปได้ภายใต้เงื่อนไขคงที่ เช่นเดียวกับเครื่องคิดเลขที่ใช้งานได้ควรสร้างเอาต์พุต 2 + 2 เป็น 4 เสมอคอมพิวเตอร์ควรสร้างเอาต์พุตที่กําหนดโดยให้อินพุตเดียวกันเสมอ ด้วยเหตุนี้คอมพิวเตอร์อาจไม่สามารถสร้างเงื่อนไขที่อาจเกิดขึ้นและตัวเลขสุ่มที่แท้จริงได้

เพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดนี้ ตัวสร้างเลขสุ่ม (RNGs) ใช้เมล็ดพันธุ์ - ค่าเริ่มต้น (อินพุต) ของการคำนวณที่ใช้สร้างเอาท์พุต สามารถสร้างเมล็ดพันธุ์ได้โดยขึ้นอยู่กับสิ่งใดซับซ้อนที่จะทำให้เกิดซ้ำได้ยาก - ข้อมูลที่จับได้จากรูปถ่าย เวลาในวัน เคลื่อนไหวของเมาส์ของผู้ใช้ หรือlava lamps.

อย่างไรก็ตาม แม้กระทั้งกระบวนการสร้างเลขสุ่มจะยากที่จะทำซ้ำ นั่นไม่ได้หมายความว่าการทำซ้ำมันเป็นไปไม่ได้ทางเทคนิค หากใช้วิธีการสร้างเมล็ดพันธุ์ที่ยากที่จะทำซ้ำหลายวิธี ผลลัพธ์สามารถถือว่าเป็นไปได้ในระดับที่เป็นที่น่าเชื่อถือ แม้ว่าสมมติฐานที่เป็นไปได้คือเมล็ดพันธุ์เหล่านั้นอาจถูกเปิดเผยได้ในระยะเวลาใดๆ แต่หากใช้วิธีคณิตศาสตร์เดียวกันเมื่อสร้างเมล็ดพันธุ์ที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์จะไม่เป็นจริงๆ สุ่ม คำถามก็กลายเป็น การสุ่มแบบใดถึงจะถือได้ว่าเป็นจริงๆ

Pseudorandom RNGs vs. True RNGs

โดยทั่วไปแล้ว เราสามารถแบ่งเจนเนอเรเตอร์เลขสุ่มเป็นสองประเภท: จีเอ็นเอ แบบเจนเนอเรเตอร์เลขสุ่มเทียบเท่า (PRNGs) และ จีเอ็นเอ แบบเจนเนอเรเตอร์เลขสุ่มแท้ (TRNGs) PRNGs ใช้อัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์เป็นวิธีในการสร้างค่าสุ่ม ในขณะที่ TRNGs ใช้วิธีทางกายภาพ เช่น ภัยอากาศ

PRNGs เป็นชุดของอัลกอริทึมที่ใช้สูตรคณิตศาสตร์ในการสร้างลำดับสุ่มที่คล้ายกับตัวเลขสุ่มจริง ๆ ซึ่งเมื่อคอมพิวเตอร์เป็นระบบที่แตกต่างกัน ตัวเลขอาจดูเหมือนสุ่มต่อผู้สังเกตมนุษย์ แต่อาจมีรูปแบบที่เป็นธรรมชาติที่สามารถเปิดเผยผ่านการวิเคราะห์สถิติอย่างละเอียด

TRNGs ใช้แหล่งทางกายภาพที่คาดเดาไม่ได้เช่นเสียงจักรวาลการสลายตัวของกัมมันตภาพรังสีของไอโซโทปหรือคงที่ในคลื่นอากาศเพื่อสร้างตัวเลขสุ่มตามปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เนื่องจาก TRNGs "แยก" การสุ่มจากปรากฏการณ์ทางกายภาพจึงถือว่าทําให้เกิดการสุ่มที่แข็งแกร่ง (คาดเดาไม่ได้) มากกว่าคอมพิวเตอร์ ถึงกระนั้นข้อมูลที่ TRNGs ใช้อาจเป็นตัวกําหนด หากมีคนแทรกตัวเองระหว่าง TRNG และปรากฏการณ์ที่กําลังสแกนพวกเขาสามารถรับสัญญาณเดียวกันและรู้ว่าลําดับของตัวเลขคืออะไร

ในขณะที่ TRNGs สามารถสร้างลำดับสุ่มที่มีโอกาสต่ำที่จะเปิดเผยว่ามีรูปแบบที่เห็นได้ แต่มันมีความสูญเสียทางค่าใช้จ่ายมากกว่า PRNGs ซึ่งทำให้มันไม่practical สำหรับ use cases ทั่วไป PRNGs ยังมีประโยชน์สำคัญอีกอย่างที่เปรียบเทียบกับ TRNGs—reproducibility ผู้สังเกตจะสามารถทำซ้ำลำดับเดียวกันของตัวเลขได้หากพวกเขาทราบจุดเริ่มต้นของลำดับ ทำให้การตรวจสอบกระบวนการสร้างตัวเลขสุ่มเป็นไปได้—ด้านที่เป็นประโยชน์สำหรับWeb3แอปพลิเคชันที่รวมความบุคคล

ทำไมความสุ่มสำคัญสำหรับบล็อกเชน

ความสุ่มแบบปลอดภัยเป็นพื้นฐานของการใช้การเข้ารหัสในบล็อกเชน ส่วนประกอบสำคัญในการสร้างกุญแจส่วนตัวสำหรับกระเป๋าเงินคริปโต ฟังก์ชันแฮชที่ใช้ในโปรโตคอลบิตคอยน ให้แน่ใจว่ามันมีความยากมากที่จะเดาได้ว่ากุญแจส่วนตัวของกระเป๋าเงินที่เฉพาะเจาของคืออะไร โดยตามการประเมินบางอย่าง จำนวนการสร้างกุญแจส่วนตัวที่เป็นไปได้ใน SHA-256—ฟังก์ชันแฮชที่ใช้ในโปรโตคอลบิตคอยน—เข้าใกล้กับจำนวนโมเลกุลที่ปรากฏในจักรวาลที่สามารถสังเกตได้

ฉันทามติแบบกระจายถูกจํากัดโดยพื้นฐานโดยจํานวนข้อความที่สามารถส่งได้ภายในระยะเวลาหนึ่ง (ปริมาณการประมวลผล) และเวลาที่ใช้ในการส่งข้อความผ่านเครือข่าย (เวลาแฝง) ในบล็อกเชนสาธารณะที่มีผู้เข้าร่วมแบบกระจายหลายพันคนจําเป็นต้องตกลงกันทุกโหนดที่ต้องการส่งข้อความไปยังโหนดอื่น ๆ ทั้งหมดจะไม่สามารถใช้งานได้จริง เพื่อจํากัดจํานวนข้อความที่ต้องส่งเพื่อให้บรรลุฉันทามติ Bitcoin ใช้ Proof of Work (PoW) เป็นแหล่งสุ่มที่กําหนดว่าบล็อกใดจะถูกเพิ่มลงในบล็อกเชน เนื่องจากนักขุดปริศนาการคํานวณกําลังแข่งขันกันเพื่อให้เสร็จสมบูรณ์เพื่อเพิ่มบล็อกลงในบล็อกเชนได้สําเร็จนั้นยากที่จะแก้ไขความน่าจะเป็นที่หลายโหนดจะไขปริศนาในเวลาเดียวกันนั้นต่ําจํากัดจํานวนข้อความที่จําเป็นสําหรับเครือข่ายเพื่อให้บรรลุฉันทามติ

การสุ่มมักใช้ในระบบ Proof-of-Stake (PoS) เพื่อสนับสนุนการกระจายความรับผิดชอบของผู้ตรวจสอบที่ยุติธรรมและคาดเดาไม่ได้ หากผู้ประสงค์ร้ายสามารถมีอิทธิพลต่อแหล่งที่มาของการสุ่มที่ใช้ในกระบวนการคัดเลือกพวกเขาสามารถเพิ่มโอกาสในการถูกเลือกและประนีประนอมความปลอดภัยของเครือข่าย

เนื่องจากความโปร่งใสของบล็อกเชนอินพุตและเอาต์พุตทั้งหมดจึงถูกเปิดเผยต่อผู้เข้าร่วมระบบซึ่งอาจทําให้ลําดับที่สร้างขึ้นแบบสุ่มสามารถคาดการณ์ได้ ตัวอย่างเช่น วิธีการบางอย่างสําหรับการสร้างหมายเลขสุ่มแบบ on-chain เช่น การแฮชบล็อก มีช่องโหว่ด้านความปลอดภัยที่ใช้ประโยชน์ได้ง่าย หากนักขุด / ผู้ตรวจสอบมีความสนใจในผลลัพธ์เฉพาะที่ตัดสินโดยค่าหรือลําดับแบบสุ่มผู้ผลิตบล็อกสามารถมีอิทธิพลต่อการสร้างลําดับแบบสุ่มโดยไม่เผยแพร่บล็อกที่จะทําให้เสียเปรียบโดยพื้นฐานแล้วจะสุ่มลูกเต๋าใหม่จนกว่าผลลัพธ์ที่ดีสําหรับพวกเขาจะปรากฏขึ้น

ในทางกลับกัน โซลูชัน RNG แบบ off-chain เป็นโปร่งใส ต้องการผู้ใช้มั่นใจว่าผู้ให้บริการข้อมูลที่มีจุดศูนย์กลางจะไม่เพิ่งผลลัพธ์เพื่อประโยชน์ของตนเอง โดยไม่มีทางสำหรับผู้ใช้ที่จะระบุความแตกต่างระหว่างความสุ่มแท้หรือที่ถูกจัดการ ทั้งสองโซลูชันกลายเป็นเรื่องที่น่ากังวลขึ้นอย่างมากเมื่อมูลค่าที่ถูกป้องกันโดยโซลูชัน RNG เพิ่มขึ้น

ความสุ่มสุดโปรดใน Web3

เมื่อคนพูดถึงการเล่นเกมบนบล็อกเชน NFTโปรเจกต์ หรือศิลปะดิจิทัล พวกเขาอาจจะไม่สนใจความสำคัญของความสุ่มเพื่อกำหนดผลลัพธ์ ไม่ว่าจะเป็นการกำหนดตำแหน่งของทรัพยากรในเกมเมตาเวิร์สการเพิ่มความหลากหลายในอัลกอริทึมศิลปะสร้างสรรพสิ่งของในกล่องลูท การประทับตรา NFTs การแจกของรางวัลให้ผู้ชนะ การตรวจสอบตั๋วเข้างาน หรือการกำหนดเวลาเพื่อกำหนดว่าผู้เข้าร่วม DAO ใครถูกเลือกสำหรับบทบาทการปกครองที่เฉพาะเจาะจง เว็บ3 ต้องการแหล่งที่มาที่ปลอดภัยของความสุ่มสุ่มเพื่อสร้างผลลัพธ์ที่เป็นธรรมและที่ไม่สามารถคาดเดาได้

https://youtu.be/DvBVlOLpPNg

เนื่องจากระบบเหล่านี้สามารถสะสมมูลค่าจริงจากโลกได้มากมาย ผลลัพธ์ที่สามารถใช้ประโยชน์จากการแก้ปัญหาความสุ่มสุดยอดที่ไม่เหมาะสมสามารถนำไปสู่ความไมมเสมอและการได้รับประโยชน์อย่างไม่เชอบด้วยสำหรับกลุ่มหนึ่งของผู้เข้าร่วม สถานการณ์เหล่านี้มักสร้างลูปตอบรับที่เป็นลบซึ่งนำไปสู่ความไมมเสมอของอำนาจในการตอบสนองและส่งผลให้กิจกรรมเศรษฐกิจและกลไกทฤษีเกมที่ออกแบบเพื่อส่งเสริมกิจกรรมเศรษฐกิจและการประสานงานทางสังคม ล้มเหลวอย่างสมบูรณ์

การเข้าถึงแหล่งที่มาของความสุ่มที่ป้องกันการแก้ไข ไม่คาดคิด และสามารถตรวจสอบได้โดยผู้ร่วมสนับสนุนทั้งหมดไม่ใช่เรื่องง่าย อย่างไรก็ตามความปรารถนาสำหรับความยุติธรรมและความโปร่งใสในอุตสาหกรรม Web3 ได้ปลดล็อกการใช้งานและโปรโตคอลหลายรายการที่โดดเด่นเมื่อเทียบกับ Web2 แขนงที่สามารถเข้าถึงแหล่งที่มาของความสุ่มที่เป็นเพียงแหล่งที่มาที่เป็นธรรมและไม่โดนผลกระทบในลักษณะที่สามารถตรวจสอบได้เปิดโอกาสให้มีกรณีการใช้งานใหม่ๆ ในการเล่นเกมบล็อกเชน การซื้อขาย NFTs การปกครองแบบกระจาย, สื่อสังคม Web3, การระดมทุนและกุศล, โทเค็นสังคม และอื่น ๆ

Chainlink VRF

Chainlink Verifiable Random Function (VRF) เป็นโซลูชัน RNG มาตรฐานอุตสาหกรรมที่ช่วยให้สัญญาอัจฉริยะและระบบนอกเครือข่ายสามารถเข้าถึงแหล่งที่มาของการสุ่มที่ตรวจสอบได้โดยใช้การคํานวณนอกเครือข่ายและการเข้ารหัส VRF รวมข้อมูลบล็อกที่ยังไม่ทราบเมื่อมีการร้องขอด้วยคีย์ส่วนตัวที่มุ่งมั่นล่วงหน้าของโหนด Oracle เพื่อสร้างทั้งหมายเลขสุ่มและหลักฐานการเข้ารหัส แอปพลิเคชันที่ใช้จะยอมรับการป้อนหมายเลขสุ่มก็ต่อเมื่อมีหลักฐานการเข้ารหัสที่ถูกต้องและสามารถสร้างหลักฐานการเข้ารหัสได้ก็ต่อเมื่อกระบวนการ VRF ป้องกันการงัดแงะ

Chainlink VRF ใช้การคำนวณและการใช้กฎระเบียบนอกเครื่องและการใช้เทคโนโลยีรหัสลับเพื่อสร้างแหล่งกำหนดสุ่มที่ไม่สามารถแก้ไขได้

ตั้งแต่เริ่มใช้งาน, Chainlink VRF ได้ทำการปฏิบัติตามคำขอมากกว่า 6.5 ล้านคำขอสำหรับตัวเลขสุ่มที่เป็นธรรมและไม่มีสไบอิก และในปัจจุบันให้ความสุ่มที่สามารถตรวจสอบได้ถึงกว่า 3,400 ราย สมาร์ทคอนแทร็คทั่วไปบนเครือข่ายบล็อกเชนหลายระบบรวมถึง Avalanche, BNB Chain, Ethereum, และ Polygon

Chainlink VRF มีคุณสมบัติสำคัญหลายอย่างที่ทำให้มันกลายเป็นมาตรฐานของอุตสาหกรรม เช่น:

• ไม่สามารถทำนายได้ - ไม่มีใครสามารถทำนายความสุ่มสุดท้ายที่สร้างโดย Chainlink VRF เนื่องจากข้อมูลบล็อกไม่ทราบในขณะที่มีคำขอความสุ่ม
• เป็นธรรม— จำนวนสุ่มที่สร้างขึ้นจะขึ้นอยู่กับการกระจายที่เท่าเทียมซึ่งหมายความว่าทุกตัวเลขในช่วงมีโอกาสเท่ากันที่จะถูกเลือก
• Verifiable—ผู้ใช้สามารถทำการตรวจสอบความ完整ของแอปพลิเคชันได้โดยการพึ่งพาข้อมูลสุ่มจาก Chainlink VRF ผ่านการตรวจสอบบนเชนของพิสูจน์คริปโต
• Tamper-proof—No one—not the oracle, external entities, or the development team—can tamper with the random number generation process. If the VRF process is tampered with, the node cannot produce a valid cryptographic proof, and the smart contract won’t accept the random number input.
• โปร่งใส - ด้วยรหัสเปิดเป็น open-source ผู้ใช้สามารถตรวจสอบกระบวนการของการเรียกความสุ่ม

ด้วยคุณลักษณะที่ไม่เหมือนใครเหล่านี้ มีจำนวนมากของเทคนิคการรักษาความปลอดภัยที่ซึ่งมีอยู่ในระบบปรับปรุงอย่างต่อเนื่องโดยอิงจากความคิดเห็นจากผู้ใช้ แอปพลิเคชันที่ขับเคลื่อนด้วย Chainlink VRF สามารถสร้างผลลัพธ์ที่ถูกพิสูจน์ได้อย่างเป็นธรรม และไม่สามารถคาดเดาได้ผ่าน RNG ที่ไม่สามารถถูกแก้ไข และปลดล็อคคุณลักษณะและประสบการณ์ที่น่าสนใจและน่าตื่นเตื่น

If you’re a developer and want to quickly get your application connected to Chainlink VRF, ไปเยือน เอกสารสำหรับนักพัฒนาและเข้าร่วมการอภิปรายทางเทคนิคในDiscord. หากคุณต้องการกำหนดการสนทนาเพื่อพูดคุยเกี่ยวกับการรวมองค์กรมากขึ้นในระดับลึกมากขึ้น กรุณาติดต่อที่นี่.

ข้อความปฏิเสธความรับผิดชอบ：

1. บทความนี้ถูกพิมพ์ใหม่จาก [Gate]. สิทธิ์ในการคัดลอกทั้งหมดเป็นของผู้เขียนต้นฉบับ [Gate**]. ถ้ามีการท้าทานในการถอดถอนนี้ กรุณาติดต่อ Gate Learnทีม และพวกเขาจะจัดการกับมันอย่างรวดเร็ว
2. คำประกาศความรับผิด: มุมมองและความคิดเห็นที่แสดงในบทความนี้เป็นเพียงของผู้เขียนเท่านั้น และไม่เป็นการให้คำแนะนำในการลงทุนใด ๆ
3. การแปลบทความเป็นภาษาอื่น ๆ โดยทีม Gate Learn ถูกดำเนินการ นอกจากนี้ หากไม่ได้ระบุไว้ การคัดลอก การแจกจ่าย หรือการลอกเลียนแบบบทความที่ถูกแปลนั้นถูกห้าม