[发明专利]基于智能合约的自激励随机数生成方法及终端设备

说明书

本发明公开了一种基于智能合约的自激励随机数生成方法及终端设备，该方法包括：合约管理节点在区块链中部署提案合约，提案合约中定义提案通过的条件以及参与提案投票的条件；合约管理节点获取参与节点针对在区块链中发布的提案进行投票的投票结果，根据提案合约统计各提案的投票结果并确认有效提案，生成随机数合约并将其部署在区块链中；提案内容包括随机数生产节点的积分奖励数目和奖励方式；随机数合约用于将根据多个随机数生产节点提供的随机数种子产生的随机数提供给随机数消费节点，并扣除随机数消费节点的积分作为对随机数生产节点的奖励；本发明使用积分激励手段鼓励生产者积极参与随机数的生成，避免出现“合约的拒绝服务攻击”现象。

技术领域

本发明属于区块链技术领域，更具体地，涉及一种基于智能合约的自激励随机数生成方法及终端设备。

背景技术

智能合约(Smart contract)，是一种具有图灵完备的，可自动执行的特殊计算机协议。智能合约的概念由身兼计算机科学家及密码学专家的学者尼克·萨博在1994年首次提出。随着区块链等分布式技术的发展，智能合约迅速被以太坊为代表的区块链系统采纳。区块链中的智能合约，允许在没有第三方的情况下进行可信交易。更具体地讲，智能合约中的内置函数(Function)可以完成其内部状态(State)的转移，以促进外部交易状态的变更。分布式的区块链系统赋予了智能合约分布式、自动化、定制化、透明性、不可篡改等特征。具体特征表现如下：

分布式：智能合约，以去中心化的形式，部署在区块链的分布式网络中；

自动化：智能合约可以按照预先设定的内置函数，在有触发的情况下自动执行程序；

定制化：智能合约中的内置函数和相关逻辑，可以按照实际业务需求进行灵活定制；

透明性：合约内部的状态及状态转移的过程公开透明；

不可篡改：智能合约部署成功后，其内置函数和相关逻辑无法进行更改。基于以上属性，区块链智能合约的应用被迅速推广到民主投票、保险抵押、学历认证、游戏博彩等领域。

随机数作为密码协议的核心基石，在区块链智能合约中被广泛使用，并发挥着重要的作用。以竞猜类合约应用为例，竞猜类游戏的核心逻辑是由智能合约生成无法预测的随机数，然后基于此随机数及其相关规则决定胜出者。安全的随机数生成器可以保证所有玩家在游戏中的竞猜是公平的，进而确保玩家获胜概率也是相同的。因此智能合约中的安全性决定了其上层应用的安全性。然而，近年来由于随机数的安全问题导致的合约被攻击的事件屡见不鲜，例如公有链EOS的EOSDice随机数攻击事件，以太坊的Fomo3D游戏随机数漏洞事件。

如何在智能合约内有效地产生安全可靠的随机数一直是学术界和工业界的一个难题。目前学术界和工业界已经提出了大量的智能合约方案，如以太坊上的Randao合约，其允许多个生成者在一定的周期内，按照提交-揭示(Commit Reveal)方法方式的随机数生成方案。即在提交阶段，Randao合约从多个随机数生产者收集随机数种子的哈希；然后在后续的揭示阶段中，每个生产者再提交相应的哈希。因为在提交阶段无法预测其他生产者的随机数种子，而在揭晓阶段已经提交哈希的随机数参与者又无法变成其之前的预设的随机数，因此最终的随机数保证了真正的随机性。再比如基于BLS签名产生随机数的方案，其核心思想是：将全部参与者分为m个组，第一组生成一个随机数SIG₁，使用SIG₁选取下一个组，被选中的组签名这个随机数得到SIG₂，使用SIG₂选取下一个组，再对SIG₂签名得到SIG₃。如此重复，直到第m个组生成SIGh作为最终的随机数输出。在比如在专利CN111596890A中提出的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，其核心思想和Randao类似，采用了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的方式生成随机数。