[发明专利]一种去中心化随机数生成方法

权利要求书

1.一种去中心化随机数生成方法，包括多轮随机数计算和生成，其特征在于：每一轮随机数计算和生成包括以下步骤：

步骤1、系统初始化如下参数：sk：私钥；pk：公钥；pre_hash：上一轮数据的哈希值即hash值，若为第一轮即创世轮，则pre_hash由系统自动生成；r：计算幸运值需要的用于工作量计算的目标难度值，是一个系统参数，是一个定值；u：每一轮的头部信息，包括上一轮数据的哈希值h₂和当前的轮次索引，若为第一轮即创世轮，则u由系统自动生成；t：工作量证明的目标难度；

步骤2、参与者计算本轮原始随机数和本轮最终哈希值h₂：假设每一轮等量地产生v(v≥1)个随机数，其中第i轮原始随机数列表如下：

其中，Hash_sk(x)定义为对自变量x做哈希运算后再对其用私钥sk做数字签名的结果；

定义幸运值变量为luck且其最小值为MIN、最大值为MAX，依次计算h₁＝Hash_sk(pre_hash||luck)，直到满足h₁＜r时停止，停止计算时的luck值作为本轮本参与节点的最终幸运值；

计算t＝f(luck)，f(luck)是工作量计算中目标难度与幸运值之间的单调递减的凹函数；

寻找合适的nonce使得h₂＝Hash_sk(u||nonce)＜t成立，即完成本轮工作量计算，nonce表示只被使用一次的任意或非重复的随机数值，h₂即为本轮数据的哈希值即hash值，并将本轮的h₂作为下一轮的pre_hash；

步骤3、系统对所有参与者进行合法性验证：

先验证Verify_pk(h₁)＝Hash(pre_hash||luck)、t＝f(luck)和h₁＜r这三个表达式是否成立，如果有一个不成立则验证结果为非法并返回步骤1；

再验证Verify_pk(h₂)＝Hash(u||nonce)以及h₂＜t这两个表达式是否成立，如果有一个不成立，则验证结果为非法并返回步骤1；如果这两个表达式都成立，则验证结果为合法并转至步骤4；

其中，Verify_pk(x)＝Hash(y)表示用公钥pk验证自变量x是否为自变量y的哈希值的签名；

步骤4：生成供用户使用的随机数：假设第i轮生成的原始随机数为R_i，0，R_i，1，...，R_i，v-1，定义变量m取值空间为(MINmMAX)，则从m＝MIN开始到m＝MAX，依次计算Hash(R_i，0||R_i，1||...||R_i，v-1||m)，找到满足Hash(R_i，0||R_i，1||...||R_i，v-1||m)＜t的最小的m；若这样的m不存在，则取m＝MAX；

最终在本轮即第i轮生成的供用户使用的随机数为：