موضوع این مقاله معرفی مفهوم است نتایج تصادفی بلاک چین و وب 3 آن را دارند، اما اعداد تصادفی چیست و چرا در بلاک چین و وب 3 مهم هستند؟ به دلیل اهمیت آن، بدون تصادفی بودن، هیچ رمزنگاری نامتقارن برای فعال کردن طرح امنیتی ارزهای دیجیتال وجود نخواهد داشت. در واقع، بدون تصادفی بودن، رایانه‌ها، اینترنت و حتی تلفن همراه شما دستگاه‌های بسیار متفاوت و احتمالاً ناامن نسبت به امروز خواهند بود.
مقدمه ای بر نتایج تصادفی
یک عدد تصادفی عددی است که به طور تصادفی از یک توزیع معین انتخاب می شود به طوری که انتخاب مجموعه بزرگی از این اعداد توزیع زیربنایی را بازتولید می کند. تقریباً همیشه لازم است که چنین نتایجی مستقل باشند تا بین اعداد متوالی همبستگی وجود نداشته باشد.
نتایج تصادفی از زمان وجود کامپیوترها مشکل ساز بوده است. ممکن است فکر کنید که استفاده از تابع تصادفی در زبان برنامه نویسی مورد علاقه شما یک عدد واقعا تصادفی تولید می کند، اما همه این روش ها از نظر علمی مولدهای شبه تصادفی نامیده می شوند. مواردی وجود دارد که برخی از برنامه های بسیار تصادفی ماهیت قطعی نشان می دهند و شامل الگوهای به راحتی قابل تشخیص هستند.
با قراردادهای هوشمند و بلاک چین، مشکل نتایج تصادفی از این هم فراتر می رود. اگر پروژه شما به شدت به اعداد تصادفی وابسته نیست، می‌توانید با هش کردن برخی از داده‌های منحصربه‌فرد، اعداد تصادفی را در بلاک چین تقلید کنید. اما اگر NFT ها را توزیع کنید و محصول شما مورد توجه جامعه و بودجه قابل توجه قرار گیرد، هدف هکرها خواهید بود.
آغاز نتایج تصادفی در دنیای دیجیتال
تصادفی بودن برای مدت طولانی توسط بشر مورد استفاده قرار گرفته است. از انداختن تاس، تاس یا کارت خواندن برای یافتن آینده خود تا سایر کاربردهای آیینی. با این حال، تا قرون وسطی (زمانی که تصادفی بودن به طور رسمی مورد مطالعه قرار گرفت) مورد بحث قرار نگرفت.
در واقع یکی از کاربردهای اصلی تصادفی بودن مربوط به مطالعه پی و شکل تصادفی و نامتناهی اعداد اعشاری آن است. ریاضیدانان که به این واقعیت علاقه مند بودند، شروع کردند به دیدن اینکه چگونه این پدیده می تواند در فضاهای دیگر تکرار شود.
اما با ظهور مبانی ریاضی احتمال و مبانی الگوریتمی، کاربرد تصادفی به طور تصاعدی رشد کرده است. برای مثال، تصادفی بودن برای مطالعه فیزیک، به ویژه فیزیک کوانتومی، اساسی است. در رایانه ها، استفاده از تصادفی برای ساخت الگوریتم، تراشه و البته رمزنگاری، یکی از فناوری های اصلی در ایجاد دنیای دیجیتال و امنیت آن، ابتدایی است.
تصادفی بودن و معنای آن
حال، چرا تولید نتایج تصادفی اینقدر مهم است؟ استفاده از نتایج تصادفی در بلاک چین و وب 3 چیست؟ حقیقت این است که تولید اعداد تصادفی یک چیز بسیار رایج و ضروری در مورد امنیت کامپیوتر است.
به عنوان مثال، هر زمان که از طریق HTTPS (اتصال HTTP ایمن) به شبکه ای در اینترنت متصل می شوید، اتفاقی که می افتد این است که رایانه/تلفن همراه شما به وب سرور متصل می شود و آنها برای برقراری ارتباط ایمن بین آنها پیام هایی را مبادله می کنند. این فرآیند با استفاده از اعداد تصادفی و جاسازی آنها در رمزنگاری که ارتباطات دیجیتالی ما را ایمن می‌کند، ممکن می‌شود.
البته این تنها یک نمونه از اهمیت تصادفی بودن در دنیای دیجیتال ماست. تصادفی بودن در موارد ساده ای مانند کارت اعتباری شما، اتصال بی سیم تلفن همراه شما وجود دارد. (اتصالات 3G، 2G و 5G از رمزگذاری نامتقارن استفاده می کنند.)
نتایج تصادفی در بلاک چین
اکنون، از آنجایی که بلاک چین یک فناوری دیجیتالی است که برای محافظت از کاربران خود طراحی شده است، تصادفی بودن نیز در میان است. استفاده از تصادفی بودن در بلاک چین را می توان در یکی از نکات اصلی این فناوری یعنی رمزنگاری مشاهده کرد و از آنجایی که رمزنگاری نامتقارن مورد استفاده ارزهای دیجیتال به لطف استفاده از نتایج تصادفی ساخته شده است، اهمیت نتایج تصادفی در بلاک چین آشکار است. به عنوان مثال، هنگامی که یک کلید بیت کوین را با استفاده از طرح ECDSA و منحنی secp256k1 تولید می کنید، کاری که کیف پول بیت کوین انجام می دهد این است که یک عدد تصادفی (یک عدد بسیار بزرگ) را انتخاب کرده و از آن عدد در این فرمول بندی ریاضی استفاده می کند:
y^2 = x^3 + تبر + b
اطمینان از اینکه تصادفی بودن به اندازه کافی “بهم ریخته و منحصر به فرد” است چیزی است که رایانه ها می توانند به خوبی انجام دهند. و در عین حال، آنها می توانند محاسبات لازم را برای حل این فرمول در مدت زمان بسیار کوتاهی انجام دهند و به ما امکان دسترسی به یکی از امن ترین اشکال رمزنگاری شناخته شده تا به امروز را بدهند.
همه با یک هدف: ایجاد دو کلید (عمومی و خصوصی) برای مدیریت ایمن BTC ما در یک شبکه غیر قابل اعتماد، تضمین اینکه بیت کوین ما توسط اصول محاسباتی و ریاضی به طور گسترده ای آزمایش شده محافظت می شود.
تکامل تصادفی بودن بلاک چین
البته فناوری بلاک چین نیز در حال پیشرفت است و استفاده از تصادفی بودن آن نیز در حال پیشرفت است. با علم به اینکه کامپیوترها نمی توانند یک مولد تصادفی واقعی را نشان دهند (آشوب و نظم نمی توانند در یک الگوریتم وجود داشته باشند)، یکی از این پیشرفت های تصادفی در بلاک چین استفاده از همان بلاک چین برای اطمینان از تولید نتایج تصادفی “استفاده” است. در فضاهای مختلف استفاده می شود.
بیایید این را کمی توضیح دهیم: برای رایانه ها تقریبا غیرممکن است که اعداد تصادفی واقعی را نشان دهند. یک توسعه دهنده می تواند یک الگوریتم برای تولید نتایج تصادفی ایجاد کند. اما این مولد از «پارامترهای» مجموعه ای (الگوریتمی) پیروی می کند که در نهایت با روش های ریاضی و احتمالی قابل مطالعه است. این به این معنی است که این الگوریتم های تولید اعداد تصادفی (یا شبه تصادفی) را می توان تجزیه و تحلیل و شکسته کرد و منجر به حمله تصادفی سازی معروف شد.
با در نظر گرفتن این موضوع، بسیاری از توسعه دهندگان بلاک چین به دنبال تبدیل داده های این شبکه ها به ژنراتورهای تصادفی هستند که می توانند در برنامه های کاربردی دیگر استفاده شوند. ولی چطور این ممکن است؟
برخی از این مدل ها عبارتند از:
بلوک هش
یکی از ابزارهای دستیابی به این هدف، هش بلاک است که در آن از هش بلوک ها، تراکنش ها یا ترکیبی از آنها به عنوان منبع تصادفی استفاده می شود. از آنجایی که هش نهایی است، همه به یک نتیجه خواهند رسید. یک بلوک، پس از اضافه شدن به بلاک چین، برای همیشه در آنجا باقی می ماند، بنابراین هر کسی می تواند صحت اعداد تولید شده را تأیید کند.
با این حال، این روش یک مشکل امنیتی جدی دارد: هش ها را می توان توسط ماینرها دستکاری کرد. اگرچه این مشکل کوچک و قابل تشخیص است، اما در یک ژنراتور تصادفی امن غیرقابل تحمل است. به همین دلیل از این سیستم بسیار کم استفاده می شود.
یک اوراکل
یکی دیگر از راه های ممکن برای تولید نتایج تصادفی در بلاک چین برای برنامه های شخص ثالث، از طریق اوراکل است. پروژه هایی مانند Provable، Uniswap TWAP یا Chainlink VRF تنها نمونه هایی از این سیستم هستند.
عملیات ساده است. این سیستم ها داده ها را از منابع خارجی جمع آوری می کنند، آن ها را در شبکه خود پردازش می کنند و مجموعه عظیمی از داده های تصادفی تولید می کنند. سپس این داده ها می توانند توسط کاربران سیستم استفاده شوند. بهترین چیز این است که این سیستم نه تنها غیرمتمرکز است، بلکه از تعداد زیادی منابع تصادفی به صورت موازی استفاده می کند. علاوه بر این، همه اینها با یک آزمایش رمزنگاری برای تأیید داده های تولید شده به طور تصادفی همراه است.
نتایج تصادفی در وب 3
وقتی مردم به بازی های بلاک چین، پروژه های NFT یا هنر دیجیتال فکر می کنند، ممکن است اهمیت تصادفی بودن را در تعیین نتایج در نظر نگیرند. خواه تعیین مکان دارایی های درون بازی در متاورس یا افزودن تنوع به الگوریتم تولید هنر، ضرب NFT ها، اعطای جایزه برندگان، اعتبارسنجی بلیط های رویداد، یا تعیین دوره ای که در آن شرکت کننده در The DAO انتخاب می شود و غیره. به عنوان یک نقش مدیریتی خاص، برنامه های کاربردی Web3 به یک منبع تصادفی امن برای تولید نتایج منصفانه و غیرقابل پیش بینی نیاز دارند.
از آنجا که این سیستم ها می توانند مقدار قابل توجهی از ارزش دنیای واقعی را جمع آوری کنند، نتایج عملیاتی تصمیمات تصادفی غیربهینه می تواند منجر به عدم تقارن اطلاعات و مزیت ناعادلانه برای زیرمجموعه ای از بازیگران شود. این سناریوها اغلب می‌توانند حلقه‌های بازخورد منفی ایجاد کنند که منجر به عدم تعادل قدرت در تعاملات می‌شود و منجر به شکست کامل مکانیسم‌های اقتصادی و نظری بازی طراحی‌شده برای تسهیل فعالیت‌های اقتصادی و هماهنگی اجتماعی می‌شود.
دسترسی به یک منبع دلخواه که برای همه شرکت‌کنندگان غیرقابل پیش‌بینی و تأیید است، کار ساده‌ای نیست. با این حال، میل به عدالت و شفافیت در صنعت Web3 قفل بسیاری از برنامه ها و پروتکل هایی را که از همتایان Web2 خود متمایز هستند را باز کرده است. توانایی دسترسی به یک منبع تصادفی صادقانه و بی‌طرفانه به روشی ایمن و قابل تأیید، مجموعه‌ای از موارد استفاده جدید را در بازی‌های بلاک چین، NFT، حکومت غیرمتمرکز، رسانه‌های اجتماعی Web3، جمع‌آوری کمک مالی و خیریه، نشانه‌های اجتماعی و موارد دیگر باز می‌کند.
