CN111596890A - 一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成方法、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成方法、设备及介质，方法包括：分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中；基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息；将所述新的信息通过散列函数进行运算，得到所述新的信息的哈希值，并将所述哈希值作为随机数种子。本发明实施例通过区块链技术，将多个随机源按照一定的顺序进行结合，然后通过散列函数生成随机数的种子，从源头上确保了随机数的不确定性。同时，通过基于区块链的数字签名技术，加密技术等，确保了每一个随机数种子的产生过程都是可以追溯的，大大提高了产生随机数的客观性。

Description

一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成方法、设备及 介质

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，尤其涉及一种基于基于分布式协议的区块链随机数种子生成方法、设备及介质。

背景技术

随机数的获取是区块链中非常重要的一个课题，在区块链中获取随机数非常困难，这主要源于区块链***的透明性。

现有技术中，随机数发生器会直接利用区块链***中共识过程中所产生的随机性。比如，使用未来某个区块或者之前某个区块的Hash值来作为种子之一生成随机数，但是这样的随机数获取过程有着致命的漏洞——用户有可能通过仔细选择交易时间来控制随机数种子向有利于自己的方向生成；

发明内容

本说明书实施例提供一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成方法、设备及介质，用于解决现有技术中的如下技术问题：

由于区块链公开透明的特性，生成随机数的过程中会存在人为干扰的因素。

本说明书实施例采用下述技术方案：

本发明实施例的第一方面提供了一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成方法，包括：

分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中；

基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息；

将所述新的信息通过散列函数进行运算，得到所述新的信息的哈希值，并将所述哈希值作为随机数种子。

在一个示例中，所述分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中，包括：

分别接收所述多个用户通过自己的私钥进行加密后发送的随机数信息，并将所述随机数信息保存至所述区块链中。

在一个示例中，还包括：

接收查询所述随机数信息对应的用户的请求；

将所述随机数信息中的私钥与所述区块链中存储的公钥进行匹配，以确定发送所述随机数信息的用户。

在一个示例中，所述基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息，包括：

按照所述多个用户发送所述随机数信息的时间顺序，依次拼接多个所述随机数信息。

在一个示例中，还包括：

将所述随机数种子输入所述区块链上的随机算法中，生成随机数。

在一个示例中，所述随机数的应用场景包括：彩票、抽奖。

在一个示例中，所述分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中，包括：

接收所述多个用户中的一个用户发送的所述随机数信息；

将所述随机数信息缓存至区块链的保密数据库中。

在一个示例中，还包括：

确定所述多个用户是否均将各自的所述随机数信息发送至所述区块链；

若是，则将所述随机数信息保存至所述区块链中。

本发明实施例的第二方面提供了一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中；

基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息；

将所述新的信息通过散列函数进行运算，得到所述新的信息的哈希值，并将所述哈希值作为随机数种子。

本发明实施例的第三方面提供了一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中；

基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息；

将所述新的信息通过散列函数进行运算，得到所述新的信息的哈希值，并将所述哈希值作为随机数种子。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本发明实施例通过区块链技术，将多个随机源按照一定的顺序进行结合，然后通过散列函数生成随机数的种子，从源头上确保了随机数的不确定性。同时，通过基于区块链的数字签名技术，加密技术等，确保了每一个随机数种子的产生过程都是可以追溯的，大大提高了产生随机数的客观性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本说明书实施例提供的方法流程示意图；

图2为本说明书实施例提供的设备框架示意图。

具体实施方式

为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

随机数的生成有两个要素，一是随机数算法，二是算法的输入。对于算法来说，无论规则或者程序设计得如何复杂，它都是确定性的算法，是透明的，因为区块链上的一切都是公开透明的。因此要想在区块链上生成一个真正的随机数，就要选择一个有足够随机性的输入作为种子。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请的实施例提供了基于分布式协议的区块链随机数种子生成方法及相应方案，本发明实施例通过区块链技术，将多个随机源按照一定的顺序进行结合，然后通过散列函数生成随机数的种子，从源头上确保了随机数的不确定性。同时，通过基于区块链的数字签名技术，加密技术等，确保了每一个随机数种子的产生过程都是可以追溯的，大大提高了产生随机数的客观性。

图1为本说明书实施例提供的方法流程示意图。如图所示，方法包括：

S101分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中；

S102基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息；

S103将所述新的信息通过散列函数进行运算，得到所述新的信息的哈希值，并将所述哈希值作为随机数种子。

区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构，并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。尽管区块链的底层技术已经发展多年，但是不能实现在具体场景的有效应用。

根据本发明的具体实施例，在步骤S101中，区块链上设置有管理随机数种子的智能合约，智能合约是智能合约是部署在区块链上的自动化运行的脚本，由于是设置在区块链上的，具有公开透明的特性。用户通过智能合约预先设置规则，以将数据写入区块链和获取数据浏览权限，很大程度上规避了隐私信息的公开。当然，智能合约并非本申请的唯一实施方式，是根据不同的区块链平台，比如以太坊、超级账本等，相应设置的。

在本发明提供的实施例中，用户是指区块链的用户，且彼此之间具有密切的利益关系，用户的存在形式可以是指区块链的一个节点，也可以是指衣服于区块链的一个节点的多个账户，或者其它使用区块链的服务，遵守使用区块链的规定的一些用户，本发明实施例对此不作特别的限制。

具体而言，步骤S101中，分别接收多个用户发送的随机数信息，并将随机数信息保存至区块链中的具体方式可以是：

分别接收多个用户发送的随机数信息，这个随机数信息是被用户自己持有的私钥进行加密过的，然后区块链将每个用户的随机数信息发送至区块链中。

用户通过自己的私钥对自己的随机数进行加密，在随机数信息上形成了数字签名，通过数字签名的方式，实现了后续在区块链中追溯随机数信息。

进一步的，追溯的方式可以是：区块链的智能合约接收查询所述随机数信息对应的用户的请求；然后将随机数信息中的私钥与所述区块链中存储的公钥进行匹配，以确定发送所述随机数信息的用户。

用户在区块链中注册自己的账户时，区块链会为该用户随机生成一个非对称秘钥对，即公钥和私钥，私钥由用户保存，公钥存储在区块链中。在本发明的一些优选的实施例中，可以将该非对称密钥对与实名信息相关联，以便于后续的追溯。

为了实现随机数种子的完全随机性，在本发明的一些优选的实施例中，通过基于区块链的加密技术对用户发送的随机数信息进行保存，实现的方式可以是：

区块链的智能合约接收所述多个用户中的一个用户发送的所述随机数信息；将所述随机数信息缓存至区块链的保密数据库中，在实际的应用过程中，多个用户并不是在同一时间发送信息，因此，有必要将用户先发送的随机数信息进行加密保存。

加密保存的方式可以是通过链外存储数据库的方式实现的，区块链和链外存储是一种共生关系，对于某些数据，高价值和关键数据部分存在链上，低价值和体积庞大部分存在链外存储上，双方使用某个唯一识别信息关联在一起。链外存储可以保存明文数据，也可以保存加密后的数据。

然后，区块链的智能合约确定所述多个用户是否均将各自的所述随机数信息发送至所述区块链；若是，则将所述随机数信息保存至所述区块链中。

根据本发明的具体实施例，步骤S102中，基于一定顺序拼接多个随机数信息，形成新的信息中的一定顺序可以是：按照多个用户各自发送其随机数信息的时间顺序，依次拼接多个随机数信息；或者按照用户的随机数信息的某一数的大小来进行排序，比如最后一位数字的大小来进行排序。正如以上描述的情形，本发明实施例不对形成新的信息的顺序加以限制，可以采用多种方式，在此不做赘述。

根据本发明的具体实施例，在步骤S103生成随机数种子之后，还包括：将随机数种子输入区块链上的随机算法中，生成目标随机数。因为区块链是公开透明的，保障了随机算法的计算过程是可信的，而随机数种子是完全随机的，因此可以通过随机算法的拓展，提高随机数种子的应用场景，比如彩票，抽奖等用到随机概念的应用场景中。

下面结合一个具体的应用场景进一步介绍本发明的实施例。

假设甲乙丙三人在网上凑钱买了一张彩票，结果他们中了头奖，奖品是一只哈巴狗，但是哈巴狗不能分割，所以他们三个设计了对彼此都公平的随机数生成协议来确定谁获得这只哈巴狗。

首先，甲乙丙每个人都向区块链上发送一个字符串，算法接受到每个人发过来的字符串之后先缓存起来，对其他参与者都是暂时机密的，不对外公开。等到接收到三个人发过来的字符串之后，算法协议根据接受到三个随机串的先后顺序把三个字符串连接起来，对这个拼接起来的字符串取哈希，把这个哈希作为随机数的种子。

然后，对上面过程来说，最终结果揭示之前，每个人发送到区块链的字符串都是保密的，后发送字符串的人也无法根据其他人发送的字符串来调整自己的字符串，以得到最自己有利的结果。

同时，为了防止参与者否认自己发送的字符串，我们引入承诺机制，参与者发送自己的字符串时需要使用自己在区块链上的私钥进行签名，签名的结果我们称之为承诺。随机数种子生成之后，任何参与者无法抵赖。

最后后再设计一个公平的算法，把这个随机种子作为输入决定奖品属于谁。因为算法是公开的，随机种子是可验证随机的，可以从根本上保证结果对三个参与者是公平的。而且从随机数种子的产生、输入随机数种子之后的计算，整个过程每个参与者都是可以事后进行验证。

基于同样的思路，本申请的一些实施例还提供了上述方法对应的设备和非易失性计算机存储介质。

图2为本说明书实施例提供的设备框架示意图，基于分布式协议的区块链随机数种子生成设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中；

基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息；

将所述新的信息通过散列函数进行运算，得到所述新的信息的哈希值，并将所述哈希值作为随机数种子。

本申请的一些实施例提供的对应于图1的一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为：

分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中；

基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息；

将所述新的信息通过散列函数进行运算，得到所述新的信息的哈希值，并将所述哈希值作为随机数种子。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备和介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供的设备和介质与方法是一一对应的，因此，设备和介质也具有与其对应的方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述设备和介质的有益技术效果。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产

品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成方法，其特征在于，包括：

分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中；

基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息；

将所述新的信息通过散列函数进行运算，得到所述新的信息的哈希值，并将所述哈希值作为随机数种子。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中，包括：

分别接收所述多个用户通过自己的私钥进行加密后发送的随机数信息，并将所述随机数信息保存至所述区块链中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

接收查询所述随机数信息对应的用户的请求；

将所述随机数信息中的私钥与所述区块链中存储的公钥进行匹配，以确定发送所述随机数信息的用户。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息，包括：

按照所述多个用户发送所述随机数信息的时间顺序，依次拼接多个所述随机数信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述随机数种子输入所述区块链上的随机算法中，生成随机数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述随机数的应用场景包括：彩票、抽奖。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中，包括：

接收所述多个用户中的一个用户发送的所述随机数信息；

将所述随机数信息缓存至区块链的保密数据库中。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：

确定所述多个用户是否均将各自的所述随机数信息发送至所述区块链；

若是，则将所述随机数信息保存至所述区块链中。

9.一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：

分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中；

基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息；

将所述新的信息通过散列函数进行运算，得到所述新的信息的哈希值，并将所述哈希值作为随机数种子。

10.一种基于分布式协议的区块链随机数种子生成非易失性计算机存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令设置为：

分别接收多个用户发送的随机数信息，并将所述随机数信息进行保存至区块链中；

基于一定顺序拼接多个所述随机数信息，形成新的信息；

将所述新的信息通过散列函数进行运算，得到所述新的信息的哈希值，并将所述哈希值作为随机数种子。

Images