HTT:《复联3》中的密码学：随机数和伪随机数

作者：村头二旧

上一讲讲到，维基尼亚加密法的应用，有一个大的前期，就是这个钥匙能不被破解，至少钥匙的长度不被破解。

将维吉尼亚加密法升级一次变成2.0版本：钥匙变长

那么，如果这个钥匙非常长呢，长到和原文一样长呢，那么相当于用《金刚经》加密《道德经》——把他们全部换成英语字母的情况下。

举这个例子并非无厘头，因为这两部经典“书籍”的长度都是5000字左右，，这样，是不是就会完全没有办法用频率破解法破解了呢？

其实不一定的。钥匙是《金刚经》的经文，这经文中的重复非常多，比如“如是我闻”“须菩提”在文中出现的频率非常高，“佛说世界，非世界，是名世界”这类句式也非常多。

那么，你说，拿着《哈姆雷特》原文对《道德经》的英文版，进行加密总行了吧。也不行，因为，“and”“the”“a”“an”“he”“she”这样的连接词、冠词、人称代词到处都是，不断重复，如果要破解还是很有办法的。

Cosmos生态公链Canto日活地址和交易量在2月份均下降了89%:2月23日消息，区块链分析公司Artemis的数据显示，Cosmos生态公链Canto每日活跃地址和交易数量在年初都显示出高度波动。截至2月3日，发送至少一笔链上交易的唯一钱包地址数量约27,000个，较1月1日的244个增长10,965%。同一时期，在链上注册的日交易总数为119,000笔，较1月1日的2,400笔增长4858%。

不过，Artemis的最新数据显示，Canto的每日活跃地址和交易量在2月份分别下降了89%，分别约为2,400和22,700。虽然每日活跃地址和交易量仍同比增长，但两个月的下降表明这个Canto网络的活动已经降温。

此外DeFiLlama的数据显示，Canto的总价值锁定 (TVL) 稳定在1.89亿美元左右，其中65.82%的TVL来自Canto链上最大的DEX。Canto的TVL自2月初以来增长了约28%，自1月1日以来增长了182%，这突显出即使在活动减少的时候，用户仍然有兴趣将他们的资产存入layer 1区块链。[2023/2/23 12:24:46]

那怎么办？

Fireblocks与Capital Trust Group合作发行数字债券:金色财经报道，加密托管技术提供商Fireblocks与Capital Trust Group合作，帮助后者称为新西兰第一家在公共区块链平台 Polygon 上以证券代币形式推出数字债券的投资管理公司。该数字债券名为“Private Jet Residence Securities Token（PJST）”，主要用于支持超豪华私人飞机和高尔夫球场项目，Fireblocks在该项目中主要负责安全铸造、销毁、自我托管并将债券分发给投资者，一旦投资者完成购买，债券的所有权将记录在区块链上。此外，Capital Trust Group还宣布与Power-All Networks Ltd. (PAN)达成合作，旨在将实物资产数字化并为传统业务带来创新。（digitaljournal）[2023/2/12 12:02:24]

不要用文章或者有规律的诗文进行加密了，用随机数。

索尼推出用于运动追踪的元宇宙可穿戴设备 Mocopi:金色财经报道，索尼公司宣布推出其最新的元宇宙发明，即名为Mocopi的可穿戴运动追踪系统。据悉，该新系统由六个彩色传感器组成，可被放置在身体的各个部位，包括脚踝，手腕，头部和臀部，以实时捕捉人类运动，并将它们与化身联系起来，允许用户使用全身动作为其化身创建视频。预购销售定于12月中旬开始，售价为49,500日元（约358美元）。从12月15日起，索尼还将推出一个将运动数据与元宇宙数据服务联系起来的软件开发工具包。（CoinDesk）[2022/11/30 21:11:38]

维吉尼亚加密法再升级：钥匙变成随机数

但是，什么是随机数？随机产生的数吗？什么是随机？

你在跑步或者休息的时候，打开QQ音乐或者网易云音乐，然后你点击随机播放，这就是随机数吗？

韩国电竞团体GEN团长：虚拟货币暴跌导致全球电竞都处于危机:金色财经报道，韩国电竞团体GEN团长李志勋在官方Discored社群透露了电子竞技市场现状等内容。他表示，电子竞技市场现在情况很不好，和虚拟货币市场的危机重合在一起了。因为虚拟货币领域给电子竞技投资了很多，但是因为虚拟货币的暴跌导致全球电子竞技都处于危机。TL下赛季不再组银河战舰，应该也有这个原因。（虎扑）[2022/10/10 12:51:20]

并不是的。如果有100首歌要听，而你用真正的随机播放的话，这一百首音乐，可能需要非常长的时间才能听完，因为随机播放的时候，是不会考虑这首歌是不是在十分钟前已经播放过了。苹果公司的音乐软件曾经用随机播放，然后客户抱怨这个不是很“随机”呀，然后苹果公司改了算法，变成了“循环同余随机”，就是你听到的音乐感觉是随机的，随机地听完了100首音乐。现在基本上音乐播放器都是这套规则。所以，QQ音乐或者酷狗等等音乐播放器，你选100首歌，在随机的情况下，基本上不会有太多重复。

泽连斯基：乌克兰和俄罗斯之间肯定会进行对话:5月23日消息，乌克兰总统泽连斯基22日表示，他曾经以为有可能通过对话结束冲突，在这个对话中可以与俄罗斯方面找到许多问题的答案和解决办法。但现在对话面临的情况很复杂。泽连斯基认为，乌克兰和俄罗斯之间肯定会进行对话。但乌方不知道对话以什么形式进行，包括是否有调停人，是以大范围形式还是双边形式进行。（金十）[2022/5/23 3:34:52]

还有一个例子，一名数学教授给学生讲概率论，让学生回去掷100次硬币，然后每次的结果需要记下来然后交给老师。教授看了学生提交的作业后，很快就知道谁是一次一次的投硬币了，谁没有。秘密就是：真正自己投掷硬币的话，好几次甚至几十次都是正面或者反面，都是有可能的，而那些不用手去做，只是在脑中思考的人会按照一定的规律交替出现正面和反面，因为看起来非常的随机。

同样的，你在键盘上乱七八糟的打字母，出来的也不是真随机，给你足够长的时间，规律就出来了。凡是软件制造的随机都是伪随机，真随机是非常少见的情况。

这样使用随机数，单次密码本的维吉尼亚加密法是可以非常安全的加密，但是，诞生之初没有人去用，因为效率太低了。

所以密码学一开始就有着效率和安全的双重要求，就和区块链暂时不好突破的所谓不可能三角“去中心化、安全、效率”一样，这三样密码学的发展就占了其中两样，毕竟，区块链是密码学下的蛋。

扩展内容：

深化了解随机数和伪随机数

对于懂一些编程的朋友，会知道rand()或random()，这两个函数就是计算机程序用来生成随机数的，这产生的随机数也是伪随机数，我们尽力的去接近随机数但是并不是真的随机数。

引出了密码学中随机数的定义：

1，统计学上的随机性：对于机器来说，所有的信息都可以转化成0和1，也就是一段信息中，0和1的数量是接近的，但是，给你一个十位的二进制随机数，最好不可以是0000011111，为什么呢？肉眼一看就不是随机的，01100011这样的数组也数量接近，以此类推，这样的情况下，人类看上起这就是随机的。

2，码学安全伪随机性。其定义为，给定随机样本的一部分和随机算法，不能有效的演算出随机样本的剩余部分。

3，真随机。

也就是随机样本不可重现。这个是一个非常玄乎的东西。历史上出现过的人类，从一定程度上就是真随机的，不可能出现一模一样的人。但是这么说就太不学术了，实际上只要给定边界条件，就没有真随机数。

当然，你从网上也可以找到一些“真随机数”生成器之类的程序，去生成“真随机数”。如果将“真随机数”和“伪随机数”图像化，大概就是如下图这样。

你一眼就看出了下面这个不够“随机”呀。上面的才是“真随机数”。

事实上，从根本上来说，计算机本身并不能生成真随机数。只是高端的“伪随机数”和不高端的“伪随机数”

目前所有真随机数必须通过物理方法获得，怎么获得真随机数呢？除了google，还有一个途径。

http://www.oscca.gov.cn/

这是国家密码管理局的网站。

相当的威武霸气。大家可以偶尔上上这个网站看看。

http://www.sca.gov.cn/sca/zxfw/2017-04/25/content_1011723.shtml

这个就是网站上的真随机数生成法之一。

那么，思考一个好玩儿的问题，《复仇者联盟3》中的灭霸同志，打一个响指随机消灭了宇宙中的一半生命是“真随机”吗？

答案：不是。

因为几个原因一看就不是随机：

1，灭霸自己要养老，养老计划就做好了，说明这个响指一打，他知道自己不会消失；

2，很多CP是杀一个留一个，连神盾局的同事们都是一半的挂掉，如果是真随机，可以全死了，或者全活着，或者不这么有规律性；

3，应该有个别星球的人是一个都没死的，宇宙那么多生命，说不好就有一个星球可以全活。实际上，灭霸心中所想更像是，每个星球的生命“随机”减少一半。

所以，灭霸的随机，是伪随机。.

其实很多时候，用不着那么多的真随机数，只是如果你有一千个或者几万个比特币要弄个钱包，根据“千金之子，坐不垂堂”的古训，还是要慎重一些选择钱包。

随机数是当代密码学的基础部分，本文只是粗略的介绍入门，修行在个人，大家可以一起讨论和学习。

未来讲到的更加深入的高级的加密法和数字货币知识，离不开随机数这个概念。

欢迎私信沟通。

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