온체인 난수 생성이 어려운 이유 그리고 중요한 이유

creamer7 (60)in #kr • 5 years ago

Baking Randomness into The Mix

온체인 난수 생성이 어려운 이유 그리고 중요한 이유

인류는 중국인들이 사람의 운명을 점치는 수단으로 식물의 뿌리를 처음 사용하는 것을 형식화한 이후 신뢰 할 만한 무작위성(randomness)의 근원을 찾고 있습니다. 오늘 날, 난수(random numbers)는 무작위성의 자연적인 근원을 측정하거나 의사 난수(pseudo-random numbers)를 산출하는 수학적 알고리즘에 의해 프로그래빙 방식으로 생성됩니다. 우리 조상들의 원시적인 기술에서 먼 길을 왔음에도 불구하고, 난수 생성은 여전히 한 번 더 도약할 수 있습니다.시뮬레이션 기술, 갬블링 디앱, 중요 데이터의 암호화 등 블록체인 애플리케이션은 효율성과 분산성을 모두 갖춘 난수 생성기(RNG)를 요구합니다.

진 난수 생성기(TRNG) 그리고 유사 난수 생성기(PRNG)

Alan Turing이 1951 년 Ferranti Mark 1의 무작위성 기능을 설계했을 때 전기 노이즈를 이용하여 20 비트 길이의 난수를 전달했습니다. 진 난수 생성기(TRNG:true random number generator)의 예시인 Mark 1에 내장된 난수 생성기의 출력은 대기 소음, 열 잡음, 방사성 붕괴와 같은 다른 물리적 현상을 측정하여 얻을 수 있었습니다. 그러나 피어들이 도달한 결과를 재현하고자 하는 프로그래머들은 지속적으로 반복 가능한 방식으로 동작하는 시스템을 필요로 했습니다. 일련의 난수를 전달하지만 동일한 초기 조건 또는 “시드”에서 실행될 때 동일한 결과를 반환하는 결정론적 수학 함수에 기반한 시스템인 유사 난수 생성기(PRNG:pseudo-random number generator)를 이용하여 프로그래머들은 이제 높은 수준의 일관성을 가지고 시뮬레이션을 재현할 수 있게 되었습니다.

무작위성의 필요성은 확실합니다.

식물 뿌리로 점을 치는 고대 문화가 개인과 국가의 운명과 관련이있을지라도, 난수생성기의 현대적 응용은 예지력을 뛰어넘어 확장됩니다. 난수 생성기(RNG)는 무엇보다도 디지털 갬블링 앱, 데이터 암호화, 컴퓨터 시뮬레이션과 같은 분야에서 필수적입니다.

이건 갬블이 아니야. 만약 너가 이길 거라는 걸 안다면..

갬블링: 블랙잭, 포커, 룰렛과 같은 확률의 디지털 게임은 각 스핀이나 손의 결과가 공정하고 어떤 선수도 사전에 결과를 예측함으로써 불공정한 이득을 얻을 수 없도록 하기 위해 무작위성의 강력한 소스에 의존합니다.
암호화: 의료 및 금융 기록과 같은 민감한 데이터는 일단 암호화되지 않고는 투명한 블록체인에서 존재 할 수 없다. 성공적인 암호화 방법은 데이터를 처음에 암호화하고 나중에 올바른 권한을 가진 사용자가 해독 할 수있는 키를 생성하기 위한 안전한 무작위성 소스가 필요합니다.
컴퓨터 시뮬레이션: 오늘날의 과학자들은 가능한 모든 결과의 집합에 관한 통계적 결론에 도달하기 위해 시뮬레이션 방법을 사용합니다.반복적인 데이터 포인트의 무작위 샘플링을 이용하는 몬테카를로 실험은 금융 파생 모델, 날씨 예측, 풍력 발전소의 에너지 산출량 등을 예측하기 위해 사용됩니다.

온체인 무작위성 —왜 이렇게 어려운가?

의료 애플리케이션 내에서 환자 데이터를 암호화하는 데 사용하든 갬블 디앱의 주춧돌로 사용하든, 효과적인 난수는 생성 프로세스의 퀄리티를 보장하는 바람직한 특정 속성을 가져야 합니다. 우선, 생성된 숫자는 예측할 수 없어야하며, 주어진 일련의 숫자를 취할 수없고 이후의 숫자를 예측하는 데 사용할 수 없는 비상관 시퀀스를 포함해야합니다. 또한 블록체인 기반 난수생성기는 자신이 사용하는 애플리케이션의 탈중앙화적 특성을 훼손하지 않아야 합니다. 중앙화된 난수생성기는 자연현상에 의존하는 TRNG든 수학적 알고리즘을 이용하는 PRNG든 간에 단일 실체에 의존하여, 신뢰의 요소를 다른 방법으로 무신뢰 시스템에 도입합니다. 분산형 애플리케이션의 특성을 유지하기 위해서는 생성 프로세스에 다양한 실체를 포함하는 다중 참여형 RNG가 필수적이다. 가장 오래된 주사위 한 쌍은 중동 동굴에서 발견되었고 기원전 24세기까지 거슬러 올라갑니다. 그 이후로 우리의 무작위성 생성 방법의 정교함은 비약적으로 증가해 왔습니다. 컴퓨터는 우리가 유사 난수를 생성하기 위해 수학 알고리즘을 시딩하여 실제 난수를 도출하고 난수를 시뮬레이션하기 위해 자연 과정에 내재된 예측 불가능성을 포착할 수 있습니다.그러나 RNG가 블록체인 시대로 발전하기 위해서는 디앱의 무결성이 훼손되지 않도록 탈중앙화로 현재의 기술을 강화해야 합니다. 무신뢰성을 TRNG와 PRNG에 의해 생성된 난수에 통합하면 게임에 대한 신뢰도가 높아지고 무신뢰 컴퓨터 시뮬레이션에 전력을 공급하며 프라이빗하게 암호화된 데이터가 처음으로 체인에 존재할 수 있게 됩니다.