重大进展-Filecoin保证领导人选举公平性

2020年8月12日，官方发布最新博客，重点介绍Filecoin网络独特的功能：Filecoin将成为生产drand网络的第一个知名用户。这篇文章深入探讨了什么是drand及其工作原理，下面为翻译原文。

原文??翻译

the League of Entropy是一个以提供可公开验证的，无偏颇的随机性来源作为基础互联网服务的组织联盟。本月它将升级提供生产级服务——drand，该服务将用作Filecoin的链下随机性来源。

Drand将来可以为许多区块链系统和应用程序提供可靠且公正的随机性来源。这篇文章探讨了drand的历史和价值，以及它对互联网未来的意义。

01为什么随机性很重要？

随机系统产生的结果具有均匀的概率分布，并且彼此随机独立。我们在每次掷骰子和掷硬币时都会遇到随机性：当您掷出一个公平的硬币时，正面和反面的概率相同或一致（均匀分布），并且您无法根据过去的结果来预测任何单个抛硬币的结果（随机独立性）。

但是，随机性不仅可以用来确定掷硬币和掷骰子的统计数据。实际上，从加密技术和网络安全到选举审核和在线赌博，我们都依赖随机性。

这是因为随机性使某些数字过程具有抵抗操纵的能力。仅举一个例子，任何密码安全系统只有在其使用的密码密钥难以置信的情况下才能够抵御欺诈和黑客攻击。仅当用于生成密钥的源值适当地随机时，才难以猜测密钥。换句话说，安全加密的基础是随机性。

但是，并非所有随机性都是平等的。例如，当生成一个介于1到10之间的随机整数时，您应该有十分之一的机会正确猜出它。但是，如果您的随机性产生器出现偏差现象，则正确猜测整数的几率可能会超过十分之一。换句话说，一个关键问题是使用“可预测的”生成器。可预测的随机性再次打开了欺诈和黑客之门。我们不仅需要随机性，还需要良好的随机性。好的随机性比您想象的要难。

随机性的质量由其不可预测性来衡量，这种不可预测性是一种称为“entropy”的随机性。由于计算机是确定性系统，因此使用计算机算法来创建真正的高熵随机性在算法上是不可能的。

但是，即使物理随机性是由单一来源生成的，也很容易产生偏差。如果您可以控制，操纵或以其他方式影响随机性的来源，那么您就可以偏向于明显的随机结果，从而对您有利，例如最近发生的备受瞩目的彩票欺诈案揭示得很清楚。

对于许多随机性的用例，例如选举审核和加密，您还需要随机性才能公开验证。随机数生成器仅具有传达给用户的方式。如果您无法验证接收到的号码实际上是随机的，那么您的系统可能会受到攻击和操纵。

我们很难找到良好的随机性，即高熵，抗偏性和可公开验证。多年来，没有任何服务可以大规模产生这种随机性。

但是现在出现了一个新的项目，可以完成任务，它被称为drand（分布式随机性的缩写），它是Filecoin用作其随机性源的东西。

02什么是Drand？

Drand是所谓的随机信标，这是一项提供可公开访问的随机性以供第三方使用的服务。尽管随机信标已经存在了一段时间，但drand的独特之处在于它通过结合独立运行的服务器网络的贡献来生成随机性。这意味着drand将分布式网络的强度、安全性和弹性纳入了随机性生成过程中。在许多方面，这使得drand成为了随机性服务行业的第一名。

Drand的开源软件运行在一个全球网络熵联盟（League of Entroperty）上，该网络由协议实验室、C4DT、ChainSafe、cLabs、Cloudflare、Emerald Onion、EPFL DEDIS、以太坊基金会、IC3、Kudelski Security、PTisp、智利大学、Tierion和UCL共同维护。

由于drand网络分布在多个服务器节点上，因此不存在中心故障点，这意味着drand不能有偏差，也不能因为单个内部人员或单个网络伙伴的妥协而停止。而且，作为一个开源项目，drand直接得到了用户的支持，确保了协议能够适应社区的需求，成为一个不断发展的项目。

Drand的主要功能是生成公共可用的随机性供任何人使用。为了可靠地执行这项功能，drand网络中的所有节点共同工作，以固定的时间间隔生成随机性，称为“rounds”。在每一轮随机性生成中，drand为随机性提供了三个不同的属性：不可预测性、无偏性和可验证性。

这意味着每一轮随机性生成：

（1）不能由参与随机性生成过程的任何一方预测；

（2）是一致随机和无偏的；

（3）可以通过验证单个签名来验证真实随机性。

Drand提供了迄今为止最可靠的、高熵的公共随机性。这就是为什么我们在Filecoin网络中使用drand生成的随机性。

03Filecoin如何使用Drand

许多加密货币和基于区块链的网络需要良好的随机性才能安全有效地运行。Filecoin也不例外。Filecoin依靠良好的随机性值来维持“活跃度”，即所有客户对Filecoin区块链的正确历史的共识。那是因为Filecoin使用随机性来执行领导者选举，以确定哪个矿工将向区块链发布新区块。

领导人选举是Filecoin区块链增长的方式。Filecoin区块链中的区块是按epoch排列的，每个epoch都可能有多个当选的领导人。在领导人选举中，至少要从一组矿工中选出一名矿工，根据这些矿工对Filecoin网络的存储能力进行加权。选出的矿工将通过在区块链上生成下一个区块并获得该区块的奖励来开始一个新纪元。

领导人选举记录了Filecoin区块链的历史，因此保证选举领导人的过程不可篡改、公正、不可预测且公平是一件很重要的事情。为了确保这次选举公平公正，Filecoin需要良好的随机性。同时，Filecoin需要它所使用的随机性可以公开验证，因为当选的领导人需要某种方式向其他矿工证明他们实际上是当选的。

Drand精确地提供了Filecoin所需的高熵、无偏见和可公开验证的随机性值，以保证其领导人选举的公平性和安全性。它的独特功能确保了Filecoin的领导人选举和drand本身一样具有容错性、不受偏见、不受敌对操纵的影响。以drand作为随机值的来源，Filecoin网络可以保证活跃性。

04

Drand的未来

Drand是一个快速发展的项目，有足够的发展空间。随着drand的发展，我们可能会看到网络规模以新的方式来满足不断增长的行业需求，并适应新技术，如加密技术和量子计算的进步。但drand已经是一项前言服务，可以为许多数字项目做出重要贡献，包括Filecoin网络。

要了解更多关于drand的信息，请加入我们8月13日星期四，协议实验室和ETHGlobal共同主办的随机性峰会，这是一个为期一天的虚拟会议，面向分布式系统和关键基础设施爱好者，我们将在活动中讨论随机性信标的研究和部署状况。

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编译者/作者：云东科技

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