芯链HPB的突破,硬件随机数发生器对区块链的作用

ccxd 水手 发布在 区块链社区
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随机数,对我们每个人来说,都不陌生,掷骰子、预测等各种场合都需要随机数的参与,随机数广泛的应用在互联网的各个角落,不仅如此,对于密码学乃至区块链的诞生也有着重要的意义。

 

产生随机数的应用程序我们称为随机数生成器,一般来说,随机数的产生过程其实包含了输入和输出的两个部分,我们对随机数发生器输入一系列数据,而它将这些数据代入到既定的公式中,然后添加一些不确定的参数,比如温度、湿度、电压、电流或者其他随机数来源,最终输出一个我们需要的随机数的过程。

 

 

熔岩灯产生随机数

 

比如我们都知道cloudflarelava熔岩灯随机数发生器,其实就是一个典型的真随机数发生器,它是将多个不同的熔岩灯放在一起,然后将熔岩灯的“流动性”作为一个随机数的生成器,然后利用摄像机进行数据采集,最后加工而成,cloudflare是世界上知名的CDN提供者,可见随机数对互联网是至关重要的。

 

当然不仅仅在互联网领域,其实在密码学中对随机数的需求更加强烈,在古典密码学中,我们都知道,实际上明文和密文之间的换算关系就是我们说的加密算法,往往固定的加密算法其实并不是一个很好的方式,比如在二战时期,盟军截获德国发送的密文电报,在掌握了一定的数据量之后,通过人为的“暴力拆解”,最后获得了密码字典,最后掌握大量情报,为战争起到了一个关键性的作用,其中就是利用了明文和密文之间的某种转换漏洞,比如这总漏洞表现在一些常见的首领称呼之上,因此随机数其实是密码学安全性的一个关键。

 

当然不仅如此,在区块链上随机数也是非常常见的,我们见到的一个区块其实包含了上一个区块的哈希值和这个区块的哈希值,当然还有这个区块之中添加的交易和一个随机数,这个随机数必须要满足区块前要有特定数量的0,比如现在170,这就形成了一个被称为挖矿难度的东西,而这个随机数是通过矿机不断的一个个尝试产生的,因为哈希值的不断嵌套, 最后使得区块链形成了一个整体,单独无法更改前面的所有交易记录。

 

通过这种随机数的不断尝试,其实决定了区块链的安全,其实本质上是建立在区块的不断挂钩和随机数的加入而产生的,这就形成了区块链的基础。

 

但是目前大部分随机数发生器其实都是我们说的伪随机发生器,为什么称为伪随机数呢?其实这里主要原因是这些随机数的选择有一定的规律性,或者接近一定的规律,比如我们以气候的温度变化作为随机数,那么对暴力破解的人来说他们都知道平常条件下温度的变动范围为-10-35℃,那么在掌握随机数生成规则的条件下,他们完全可以一个个进行穷举尝试,就可以完成随机数的破解。

 

伪随机数的破解终究是一个难以避免的事情,因为现在可能很多技术工作者将精度提高一些,将生成规则做的复杂一些,但是终究计算机的发展是快速的,即使不快速,在专用电路的暴力破解之下,相信也需要不了多少时间,而且未来万一量子计算机大规模使用,那么这将对伪随机数来说,是一个非常可怕的事情。

 

但是总不能在任何场合之下都使用笨重的熔岩灯作为一种伪随机数吧,况且在某种情况下短时间内也无法满足短时间内产生大量真随机数的生产,因此专用的真随机数硬件发生器才是市场中必须需要的。

 

而对于此,芯链团队则专门开发出了真随机数硬件发生器,这也填补了区块链行业内的一个空白。

 

芯链是基于硬件芯片的一种高性能公链,并在2019年推出高性能真随机数发生器,这在行业内是一个非常重大的突破,同时也是首个软硬件结合的公链。

 

 

 

 

硬件随机发生器和软件随机发生器最大的差异是在产生随机数的效率上有着很大的提升,能够产生非常复杂的随机数供各种场景使用,这里主要是因为搭载了专用的电路和计算单元,一般来说,主要以FPGA为主,同时硬件随机发生器能够独立进行运算,而不占用系统资源,这个是非常关键的,因为在处理高速的复杂任务的时候,某些情况下随机发生器过于复杂可能会拖累系统运行,而硬件随机数发生器则可以避免这种问题。芯链设计的BOE技术则在这里得到了应用。BOE不仅可以处理网络数据,还可以建立加密通信,使用自带的椭圆曲线签名算法可以大大的提高区块的验证速度,提高效率。因为使用了高性能硬件,比如我们看到的搭载了12颗存储芯片,因此可以快速的并发处理大量数据,为区块链网络提供更高效的性能,使得网络速度更快,处理数据更多。

 

不仅如此,芯链还提供了各种完整的应用服务,比如区块链应用程序接口API和应用开发包软件,而且芯链使用了通用的虚拟机机制,支持以太坊、小蚁等智能合约虚拟机,方便dapp开发者进行全方位的迁移计划。

 

对于国产公链来说,这几年虽然蓬勃发展,但是对于创新公链来说,却显得非常少,主要还是因为国内的创新基因比较匮乏,而对于芯链这样结合软硬件的区块链项目来说,能够很快的令人耳目一新,区块链以前大家都认为是软件层面的事情,这让人陷入了一个误区,在现在大量的公链性能遇到瓶颈的时候,特别是不可能三角的出现,让更多人想到了牺牲节点数量来提升速度,显然让硬件产品直接参与到区块链网络的搭建中是一个非常不错的选择,这样一来区块链其实还有更多的性能有待于开发,那么芯链在这方面扎扎实实的做出成绩也是有目共睹,这在整个国产公链中来说,是难能可贵的。


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