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    作为PoS链,随机性很重要。博卡的随机性是如何产生的?为什么要选择这个方案?本章维基中给出了解释。

    波尔卡多维基是一份博卡官方文件,目前正在由波尔卡世界翻译和连载。

    随机性

    在区块链的权利证明中,随机性对于验证者责任的公平和不可预测的分配非常重要。

    计算机不擅长随机数,因为它们是确定性设备(相同的输入总是产生相同的输出)。通常人们在电脑上(比如游戏应用中)所说的“随机数”,其实是伪随机的。也就是说,它们依赖于足够多的用户或者其他Oracle  (Oracle)提供的随机种子,比如气象站的大气噪声,你的心律,甚至熔岩灯,从中可以产生一系列看似随机的数字。但是给定相同的种子,总是会产生相同的序列。

    然而,这些输入将根据时间和空间而变化,并且不可能将相同的结果输入到特定全球区块链的所有节点。如果节点获得不同的输入并使用它们来阻塞,就会发生分叉。显然,现实世界中的无序状态不适合作为区块链随机性的种子。

    目前解决区块链在生产环境中随机性的方法主要有两种:RANDAO和VRF。波尔卡多使用VRF。

    虚拟路由和转发

    可验证随机函数(VRF)是一种数学运算,需要一些输入才能生成随机数,以及提交者生成的随机数的真实性证明。任何挑战者都可以验证证明,以确保随机数生成是有效的。

    波尔卡多所用的VRF和大毒蛇所用的大致相同。大毒蛇的随机性对于阻挡是安全的,对于BABE也很管用。两者的区别在于波尔卡多的VRF不依赖于中央时钟(问题变成了“谁控制中央时钟?”),但是根据它自己过去的结果来确定现在和将来的结果,并且它使用一个槽号作为时钟模拟器来估计时间。

    具体操作如下:

    时隙是长度为6秒的离散时间单位。每个时隙可以包含或不包含一个块。时隙构成纪元)——。在波尔卡多上,2400个时隙构成一个历元,即每个历元为4小时。

    在每个时间段,每个验证者都会“掷骰子”。它们执行一个函数(VRF),该函数将以下内容作为输入:

    钥匙——专门为“掷骰子”而制造的钥匙

    历元随机值——前一个历元中每个块的VRF值的哈希值(N-2),所以过去的随机性会对当前待确认的随机性产生影响(N)

    时隙数(时隙号)

    输出是两个值:结果(随机值)和证明(证明随机值已经正确生成)。

    然后将结果与协议实现中定义的阈值进行比较,特别是在波尔卡多主机中。如果该值小于阈值,则获得该数字的验证者将是阻止插入时隙的可行候选人。然后,验证者试图创建一个块,并将其与先前获得的证明和结果一起提交给网络。

    渔民)-一个节点,它监控网络的收集器和验证器的错误行为,并将验证中继链块。因为非法投掷会产生非法块,并且因为钓鱼者会在验证者产生的每个块中访问RETURE和PROOF,所以他们很容易自动报告欺骗验证者。

    总结一下:在VRF的领导下,每个验证者都为自己滚动一个数字,并根据阈值进行检查。如果随机滚动的骰子低于阈值,将生成一个块。观察网络并报告不良行为的钓鱼者会验证这些投掷的有效性,并向系统报告任何欺骗行为(例如,有人在投掷次数超过阈值的情况下假装是造块者)。

    精明的读者会注意到,由于这种工作模式,一些时隙可能没有验证者作为块候选,因为所有的验证者候选都有太高的分数,错过了阈值。我们解释了如何解决这个问题,并确保它与Wiki页面的共识部分中的Polkadot阻塞时间几乎一致。