小科普：真隨機數和偽隨機數_NDO

比特幣用戶很喜歡討論“非對稱加密”、“橢圓曲線”、“量子計算機”這類高深莫測的話題，然后再以一種非常莫名其妙的方式把幣弄丟，比如說：“隨機”。

歷史上多起各品牌的錢包用戶丟幣事件，都是因為隨機函數存在問題。

隨機很重要，對于比特幣這種密碼學電子貨幣來說，尤其重要。可惜社區內對于隨機的討論并不多，導致很多人缺乏正確的認識，因此，我們今天就和大家聊聊隨機。

匯豐控股可能有意競購硅谷銀行英國分行:金色財經報道，匯豐控股已成為硅谷銀行英國分行的潛在競購者，當前英國政府正努力在最后時刻為該行脫困。

?天空電視臺援引一位不愿透露姓名的人士的話稱，交易尚不確定，英國央行仍可能在未來幾小時內決定讓該分行進入破產程序。

另一份相關聲明顯示，英國清算銀行已向該分行董事會提交收購要約。（天空電視臺）[2023/3/13 12:59:40]

說到隨機，有兩個必須要搞清楚的概念：“真隨機數生成器”（TRNG）和偽隨機數生成器（PRNG）。

大部分計算機程序和語言中的隨機函數，都是偽隨機數生成器，它們都是由確定的算法，通過一個“種子”（比如“時間”），來產生“看起來隨機”的結果。

數據：Aptos鏈上交易量突破2000萬筆:11月1日消息，據歐科云鏈OKLink數據顯示，當前Aptos鏈上總交易數突破2000萬筆，當前為 20,007,946 筆，TPS 為13.73，活躍質押量為823,986,138.88枚APT，活躍驗證者102個。[2022/11/1 12:05:31]

毫無疑問，任何人只要知道算法和種子，或者之前已經產生了的隨機數，都可能獲得接下來隨機數序列的信息。因為它們的可預測性，在密碼學上并不安全，所以我們稱其為“偽隨機”。這種隨機數，用來讓游戲里的小人跑跑路沒多大問題，如果用來生成比特幣私鑰，那可就太不安全了。

Immutable任命前BlockFi高管擔任NFT.com副總裁:金色財經報道，上市區塊鏈控股公司Immutable Holdings Inc. 宣布Jacob Avidar 和Shane Marzola 已加入公司，分別擔任 NFT.com 的工程副總裁和業務發展與合作伙伴關系副總裁，兩人將向首席產品官 Don Thibeau 匯報。Jacob Avidar曾在多家一級公司擔任工程副總裁，Shane Marzola是前BlockFi高管，將負責為 NFT.com引入高價值NFT和藏家用戶，與品牌和技術提供商合作推出其 NFT 收藏品，并為整個業務發展生命周期設定方向。（globenewswire）[2022/10/31 11:59:23]

再說說真隨機數生成器，中文維基中，將“硬件隨機數生成器”（HRNG）等同于真隨機數生成器，這其實并不十分準確，嚴格意義上的真隨機可能僅存在于量子力學之中，我們當前所想要的（或者所能要的），并不是這種隨機。

我們其實想要一種不可預測的、統計意義上的、密碼學安全的隨機數，只要能做到這一點的隨機數生成器，都可以稱其為真隨機數生成器。這種真隨機，并不一定非得是特殊設計的硬件，Linux操作系統內核中的隨機數生成器（/dev/random），維護了一個熵池（搜集硬件噪聲，如：鍵盤、鼠標操作、網絡信號強度變化等），使得它能夠提供最大可能的隨機數據熵，因此同樣是高品質的真隨機數生成器。

不過/dev/random是阻塞的，也就是說，如果熵池空了，對于/dev/random的讀操作將被掛起，直到收集到足夠的環境噪聲為止。

因此，在開發程序時，我們應使用/dev/urandom，作為/dev/random的一個副本，它不會阻塞，但其輸出的熵可能會小于/dev/random。

好了，在說了這么多之后，在我們開發比特幣應用時，應該使用何種隨機數生成器來生成私鑰呢？

答案很簡單：urandom。永遠只用urandom。

不要使用任何第三方的隨機數解決方案，哪怕是一些高級的安全庫，所提供的聲稱“非常安全”的隨機函數。因為它們都是用戶態的密碼學隨機數生成器，而urandom是內核態的隨機數生成器，內核有權訪問裸設備的熵，內核可以確保，不在應用程序間，共享相同的狀態。

歷史上，無數次隨機數失敗案例，大多出現在用戶態的隨機數生成器，而且，用戶態的隨機數生成器幾乎總是要依賴于，內核態的隨機數生成器（如果不依賴，那風險則更大），除了沒準兒能簡化您的某些開發工作，絲毫看不出任何額外的好處，反而增加了因引入第三方代碼，所可能導致的潛在安全風險。

因此，開發者在需要密碼學安全的隨機數時，應使用urandom。

最后，

有小朋友問，你們的BITHD硬件錢包生成的是真隨機數嗎？

這里回答一下：當然是啦～

BITHD的芯片是有硬件隨機數發生器的，它會通過獲取物理噪聲源來生成真隨機數，這個是不可預測，不可探測的，是真正的隨機源。

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