[發明專利]基于智能合約的自激勵隨機數生成方法及終端設備

有效

• 申請號: 202110121437.0
• 申請日: 2021-01-28
• 公開（公告）號: CN112764714B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 張欣蕊;李汝佳;吳一凡
• 申請（專利權）人: 上海朝夕網絡技術有限公司
• 主分類號: G06F7/58
• 分類號: G06F7/58;G06F21/64;G06Q40/04
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 王聰聰

本發明公開了一種基于智能合約的自激勵隨機數生成方法及終端設備，該方法包括：合約管理節點在區塊鏈中部署提案合約，提案合約中定義提案通過的條件以及參與提案投票的條件；合約管理節點獲取參與節點針對在區塊鏈中發布的提案進行投票的投票結果，根據提案合約統計各提案的投票結果并確認有效提案，生成隨機數合約并將其部署在區塊鏈中；提案內容包括隨機數生產節點的積分獎勵數目和獎勵方式；隨機數合約用于將根據多個隨機數生產節點提供的隨機數種子產生的隨機數提供給隨機數消費節點，并扣除隨機數消費節點的積分作為對隨機數生產節點的獎勵；本發明使用積分激勵手段鼓勵生產者積極參與隨機數的生成，避免出現“合約的拒絕服務攻擊”現象。

技術領域

本發明屬于區塊鏈技術領域，更具體地，涉及一種基于智能合約的自激勵隨機數生成方法及終端設備。

背景技術

智能合約(Smart contract)，是一種具有圖靈完備的，可自動執行的特殊計算機協議。智能合約的概念由身兼計算機科學家及密碼學專家的學者尼克·薩博在1994年首次提出。隨著區塊鏈等分布式技術的發展，智能合約迅速被以太坊為代表的區塊鏈系統采納。區塊鏈中的智能合約，允許在沒有第三方的情況下進行可信交易。更具體地講，智能合約中的內置函數(Function)可以完成其內部狀態(State)的轉移，以促進外部交易狀態的變更。分布式的區塊鏈系統賦予了智能合約分布式、自動化、定制化、透明性、不可篡改等特征。具體特征表現如下：

分布式：智能合約，以去中心化的形式，部署在區塊鏈的分布式網絡中；

自動化：智能合約可以按照預先設定的內置函數，在有觸發的情況下自動執行程序；

定制化：智能合約中的內置函數和相關邏輯，可以按照實際業務需求進行靈活定制；

透明性：合約內部的狀態及狀態轉移的過程公開透明；

不可篡改：智能合約部署成功后，其內置函數和相關邏輯無法進行更改。基于以上屬性，區塊鏈智能合約的應用被迅速推廣到民主投票、保險抵押、學歷認證、游戲博彩等領域。

隨機數作為密碼協議的核心基石，在區塊鏈智能合約中被廣泛使用，并發揮著重要的作用。以競猜類合約應用為例，競猜類游戲的核心邏輯是由智能合約生成無法預測的隨機數，然后基于此隨機數及其相關規則決定勝出者。安全的隨機數生成器可以保證所有玩家在游戲中的競猜是公平的，進而確保玩家獲勝概率也是相同的。因此智能合約中的安全性決定了其上層應用的安全性。然而，近年來由于隨機數的安全問題導致的合約被攻擊的事件屢見不鮮，例如公有鏈EOS的EOSDice隨機數攻擊事件，以太坊的Fomo3D游戲隨機數漏洞事件。

如何在智能合約內有效地產生安全可靠的隨機數一直是學術界和工業界的一個難題。目前學術界和工業界已經提出了大量的智能合約方案，如以太坊上的Randao合約，其允許多個生成者在一定的周期內，按照提交-揭示(Commit Reveal)方法方式的隨機數生成方案。即在提交階段，Randao合約從多個隨機數生產者收集隨機數種子的哈希；然后在后續的揭示階段中，每個生產者再提交相應的哈希。因為在提交階段無法預測其他生產者的隨機數種子，而在揭曉階段已經提交哈希的隨機數參與者又無法變成其之前的預設的隨機數，因此最終的隨機數保證了真正的隨機性。再比如基于BLS簽名產生隨機數的方案，其核心思想是：將全部參與者分為m個組，第一組生成一個隨機數SIG₁，使用SIG₁選取下一個組，被選中的組簽名這個隨機數得到SIG₂，使用SIG₂選取下一個組，再對SIG₂簽名得到SIG₃。如此重復，直到第m個組生成SIGh作為最終的隨機數輸出。在比如在專利CN111596890A中提出的一種基于分布式協議的區塊鏈隨機數種子生成方法、設備及介質，其核心思想和Randao類似，采用了將多個隨機源按照一定的順序進行結合，然后通過散列函數生成隨機數的種子的方式生成隨機數。