Drand 的目标和应用

公共可验证随机数的需求非常广泛。比如菠菜、区块链系统、嵌入式设备；同样，其在一些统计抽样中也至关重要：比如自治组织、选举、陪审团的组成、随机财务审计等等。然而，构建安全的随机性来源绝非易事。我们现实生活中就有各种攻击失利，比如福利彩票的作弊，选举的徇私等等。其中影响随机性的产生是原因很多，比如：静态密钥，非均匀分布 ，输出偏向等等。

那么，Drand 旨在通过提供随机即服务网络（类似于用于时间的 NTP 服务器或用于 CA 验证的证书颁发机构服务器）来实现突破，并提供连续的随机源。

Drand 机制包括如下特点，或者说目标：

• 去中心化：Drand 是由 Internet 上各种信誉良好的实体运行的软件，需要一个阈值来产生随机性，没有故障的中心点。
• 可公开验证且无偏向：drand 定期提供可公开验证且无偏向的随机性。任何第三方都可以获取并验证随机性的真实性，并确保该随机性未被篡改。
• 同时提供「私有」的本地服务：Drand 节点还可以提供加密的随机性，以供本地应用程序使用，例如为操作系统的 PRNG 注入种子。

当前，Drand 网络由包括 Cloudflare，EPFL，Kudelski Security，Protocol Labs，Celo，UCL 和 UIUC 在内的世界各地的组织运营。

如果想了解更多信息，您可以访问熵联盟（League of Entropy）网站。在该网站上还可以实时查看网络生成的随机值。

公共随机数

Drand 的主要功能就是产生公共随机数。实现这一点依靠 Drand 节点共同协作。

产生良好随机性的主要挑战是，参与随机性生成过程的任何一方都不能预测或带偏最终输出。此外，最终结果必须是第三方可验证的，以使其可以用于各种应用，比如：抽奖，分片或安全协议中的参数生成等。在 Filecoin 网络中，这种随机数的使用场合非常多，比如出块权、复制证明的各个阶段、时空证明等等。

Drand 随机信标由一组分布式节点组成，并分为两个阶段：

1. 设置：每个节点首先生成一个长期使用的固定的公私密钥对。然后，将所有公钥与操作信标所需的其他一些元数据一起写入组文件中。分发此组文件后，节点执行分布式密钥生成（DKG）协议以为每个服务器创建公共公用密钥和一个私有密钥因子。也就是说，这个私钥是一个分布式私钥，有一组节点共同掌握。每一个参与者不会明确地看到或者使用整个分布式私钥，而是利用各自的私钥因子来通过计算获知公共密钥对，来产生公共随机性。设置的过程只需运行一次。
2. 生成：设置后，节点切换到持续性的随机性生成模式。任何一个节点都可以通过广播消息来发起随机性生成回合，所有其他参与者都使用 Boneh-Lynn-Shacham （BLS）签名方案的 n 个阈值版本及其各自的私钥因子进行签名。一旦任何节点（或第三方观察者）收集了 t 个部分签名，它就可以重建完整的 BLS 签名（使用拉格朗日插值）。然后使用 SHA-512 对签名进行哈希处理，以确保最终输出的字节表示形式没有偏差。该散列对应于集合随机值，并且可以针对集合公钥进行验证。 (责任编辑：admin)