CN107301546A - 随机数生成和应用方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种随机数生成和应用方法及装置，该方法包括：根据所接收需要产生随机数的交易请求，将接收时刻的时间戳作为初始随机数；根据初始随机数参与当前区块链网络中的随机数共识，得到共识结果作为所产生的随机数；根据所产生的随机数完成交易，并将交易结果存入当前节点的区块。本发明通过将各节点接收到需要产生随机数的交易请求的这一时刻的时间戳作为初始随机数，并通过区块链网络的共识机制获得共识结果作为最终生成的随机数，实现了无需向外部随机源请求随机数，即可为各节点提供同一随机数以满足业务需求。

Description

随机数生成和应用方法及装置

技术领域

本申请涉及区块链技术领域，具体涉及一种随机数生成和应用方法及装置。

背景技术

区块链网络是一种去中心化的网络，各个节点分散于网络中，没有中心服务器，因此当网络中当业务需求一个随机数时，无法像中心化网络一样通过中心服务器产生然后同步给各个网络节点。

图1为现有技术中区块链网络获取随机数方式的示意图。如图1所示，在现有方案中，区块链网络需求随机数时，会获取第三方随机源生成的随机数，区块链网络中所有节点同步请求一个第三方随机源以保证节点信息的一致。

上述方案的缺陷在于，采用第三方随机源增加了数据的安全隐患，无法保证第三方随机源的安全性和稳定性。当第三方随机源遭受攻击被控制时，那么整个区块链网络的业务可能都会遭受难以预知的影响。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种无需向区块链网络外部的第三方随机源请求随机数，即可为各节点提供同一随机数以满足业务需求的随机数生成和应用方法及装置。

第一方面，本发明提供一种随机数生成和应用方法，包括：

根据所接收需要产生随机数的交易请求，将接收时刻的时间戳作为初始随机数；

根据初始随机数参与当前区块链网络中的随机数共识，得到共识结果作为所产生的随机数；

根据所产生的随机数完成交易，并将交易结果存入当前节点的区块。

第二方面，本发明提供一种随机数生成和应用装置，包括初始随机数生成单元、共识单元和交易单元。

其中，初始随机数生成单元配置用于根据所接收需要产生随机数的交易请求，将接收时刻的时间戳作为初始随机数；共识单元配置用于根据初始随机数参与当前区块链网络中的随机数共识，得到共识结果作为所产生的随机数；交易单元配置用于根据所产生的随机数完成交易，并将交易结果存入当前节点的区块。

第三方面，本发明还提供一种设备，包括一个或多个处理器和存储器，其中存储器包含可由该一个或多个处理器执行的指令以使得该一个或多个处理器执行根据本发明各实施例提供的随机数生成和应用方法。

第四方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的随机数生成和应用方法。

本发明诸多实施例提供的随机数生成和应用方法及装置通过将各节点接收到需要产生随机数的交易请求的这一时刻的时间戳作为初始随机数，并通过区块链网络的共识机制获得共识结果作为最终生成的随机数，实现了无需向外部随机源请求随机数，即可为各节点提供同一随机数以满足业务需求；

本发明一些实施例提供的随机数生成和应用方法及装置进一步通过广播、验证共识结果和同步区块的过程进一步确保所有节点获得相同的随机数。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为现有技术中区块链网络获取随机数方式的示意图。

图2为本发明一实施例提供的随机数生成和应用方法的流程图。

图3为图2所示方法中各节点生成初始随机数的示意图。

图4为图2所示方法的一种优选实施方式中步骤S40的流程图。

图5为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。

图6为本发明一实施例提供的随机数生成和应用装置的结构示意图。

图7为图6所示装置的一种优选实施方式的结构示意图。

图8为图6所示装置的一种优选实施方式的结构示意图。

图9为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图2为本发明一实施例提供的随机数生成和应用方法的流程图。

如图2所示，在本实施例中，本发明提供一种随机数生成和应用方法，包括：

S20：根据所接收需要产生随机数的交易请求，将接收时刻的时间戳作为初始随机数；

S40：根据初始随机数参与当前区块链网络中的随机数共识，得到共识结果作为所产生的随机数；

S60：根据所产生的随机数完成交易，并将交易结果存入当前节点的区块。

具体地，在步骤S20中，接收到需要生成随机数的交易请求时，存储接收时刻的时间戳，将该时间戳作为当前节点的初始随机数；也可以在接收到所有交易请求时均存储接收时刻的时间戳，再判断该交易是否需要生成随机数，若需要，则将该时间戳作为当前节点的初始随机数。更具体地，若当前节点多次接收到同一交易请求，则可将第一次接收到该交易请求的接收时刻的时间戳作为初始随机数，也可将最后一次等不同次数接收到该交易请求的接收时刻的时间戳作为初始随机数。

图3为图2所示方法中各节点生成初始随机数的示意图。如图3所示，客户端将交易请求发送给验证节点0，验证节点0接收到后将该交易请求广播到区块链网络中的验证节点1、验证节点2、验证节点3，验证节点1再将该交易请求广播至验证节点4，……，从而将该交易请求扩散发送至所有验证节点。每个验证节点i(i为序号)接收到请求的时刻的时间戳为接收时刻i，接收时刻i受网络影响则有一定的随机性。更具体地，例如当验证节点3先后接收到验证节点0和验证节点2发送的同一交易请求，则可以将接收到验证节点0发送交易请求的时间戳作为验证节点3的初始随机数，也可以将接收到验证节点2发送交易请求的时间戳作为验证节点3的初始随机数。

在步骤S40中，利用区块链网络的特性，各验证节点用各自持有的初始随机数参与当前区块链网络的共识，得到共识结果，作为所产生的随机数。具体地，共识方法可采用区块链技术领域的任意一种共识方法。

在步骤S60中，根据步骤S40所产生的随机数完成步骤S20接收的交易，并将交易结果存入当前节点的区块中。更具体地，当该交易需要多个随机数时，还可根据预配置的算法，根据步骤S40所产生的随机数生成若干个所需的随机数，即可满足该交易的业务需求。

上述实施例通过将各节点接收到需要产生随机数的交易请求的这一时刻的时间戳作为初始随机数，并通过区块链网络的共识机制获得共识结果作为最终生成的随机数，实现了无需向外部随机源请求随机数，即可为各节点提供同一随机数以满足业务需求。

图4为图2所示方法的一种优选实施方式中步骤S40的流程图。

如图4所示，在一优选实施例中，步骤S40包括：

S41：在当前区块链网络中广播该初始随机数，并接收当前区块链网络中其它节点所广播的初始随机数；

S43：定时根据所持有的各初始随机数进行投票筛选，并在未获得共识结果时广播当前节点筛选出的本轮投票结果并接收其它节点所广播的本轮投票结果以继续投票，直至获得共识结果。

优选地，在步骤S43中，该投票筛选需要先对所持有的各初始随机数进行去重和排序等预处理，再统计各初始随机数的占比，即各初始随机数的“票数”，判断占比最大的初始随机数的占比是否超过预设阈值，例如是否超过85％，若超过，则确定该占比最大且超过85％的初始随机数为共识结果；若未超过，则将其确定为当前节点的本轮投票结果。

在本实施例中，预处理操作包括去重和排序，共识结果的判断阈值配置为85％，在更多实施例中，可根据实际需求配置不同的预处理操作和不同比例的判断阈值，可实现相同技术效果。

优选地，在步骤S43中，该投票筛选还包括，判断是否已进行预设轮数的投票，例如6轮、8轮或10轮等任一预设轮数，若已进行预设轮数的投票，则将本轮投票结果确定为共识结果，以避免特殊情况下无限循环投票而无法获得共识结果。

图5为图2所示方法的一种优选实施方式的流程图。

如图5所示，在一优选实施例中，该方法进一步还包括：

S50：通过广播当前节点的共识结果和接收当前区块链网络中其它节点广播的共识结果，验证当前节点的共识结果是否与当前区块链网络中大多数节点一致：若不一致，则通过同步区块获得生成的随机数。

具体地，在某些情况下，不同节点可能会同时产生不同的共识结果，通过上述广播、验证共识结果和同步区块的过程进一步确保所有节点获得相同的随机数。

图6为本发明一实施例提供的随机数生成和应用装置的结构示意图。图6所示的装置可对应执行图2所示的方法。

如图6所示，在本实施例中，本发明提供的随机数生成和应用装置10配置在区块链网络的验证节点20中，包括初始随机数生成单元11、共识单元13和交易单元15。

其中，初始随机数生成单元11配置用于根据所接收需要产生随机数的交易请求，将接收时刻的时间戳作为初始随机数；

共识单元13配置用于根据初始随机数参与当前区块链网络中的随机数共识，得到共识结果作为所产生的随机数；

交易单元15配置用于根据所产生的随机数完成交易，并将交易结果存入当前节点20的区块21。

该随机数生成和应用装置10中随机数的生成和应用原理可参照上述图2所示的方法，此处不再赘述。

图7为图6所示装置的一种优选实施方式的结构示意图。图7所示的装置可对应执行图4所示的方法。

如图7所示，在一优选实施例中，共识单元13包括广播子单元131和投票子单元133。

具体地，广播子单元131配置用于在当前区块链网络中广播初始随机数生成单元11生成的初始随机数和投票子单元133筛选出的本轮投票结果，接收当前区块链网络中其它节点20所广播的初始随机数和本轮投票结果；

投票子单元133配置用于定时根据所持有的各初始随机数进行投票筛选，得到共识结果或当前节点20的本轮投票结果。

在一优选实施例中，投票子单元133进一步配置用于对所持有的各初始随机数进行预处理，并判断占比最大的初始随机数的占比是否超过预设阈值：是，则将所述占比最大的初始随机数确定为共识结果；否，则将所述占比最大的初始随机数确定为当前节点的本轮投票结果。

在一优选实施例中，投票子单元133进一步配置用于判断是否已进行预设轮数的投票：是，则将本轮投票结果确定为共识结果。

图8为图6所示装置的一种优选实施方式的结构示意图。图8所示装置可对应执行图5所示的方法。

如图8所示，在一优选实施例中，广播子单元131进一步配置用于广播当前节点20的共识结果和接收当前区块链网络中其它节点20广播的共识结果；

随机数生成和应用装置10还包括：

共识结果验证单元14，配置用于验证当前节点的共识结果是否与当前区块链网络中大多数节点一致，若不一致，则通过同步区块获得生成的随机数。

图9为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。

如图9所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备900，包括一个或多个中央处理单元(CPU)901，其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的程序或者从存储部分908加载到随机访问存储器(RAM)903中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM903中，还存储有设备900操作所需的各种程序和数据。CPU901、ROM902以及RAM903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。

以下部件连接至I/O接口905：包括键盘、鼠标等的输入部分906；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分907；包括硬盘等的存储部分908；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分909。通信部分909经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器910也根据需要连接至I/O接口905。可拆卸介质911，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器910上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分908。

特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的随机数生成和应用方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行随机数生成和应用方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分909从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质911被安装。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，例如，各所述单元可以是设置在计算机或移动智能设备中的软件程序，也可以是单独配置的硬件装置。其中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

作为又一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例的装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的随机数生成和应用方法。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离本申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (12)

1.一种随机数生成和应用方法，其特征在于，包括：

根据所接收需要产生随机数的交易请求，将接收时刻的时间戳作为初始随机数；

根据所述初始随机数参与当前区块链网络中的随机数共识，得到共识结果作为所产生的随机数；

根据所产生的随机数完成所述交易，并将交易结果存入当前节点的区块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始随机数参与当前区块链网络中的随机数共识，得到共识结果作为所产生的随机数包括：

在当前区块链网络中广播所述初始随机数，并接收当前区块链网络中其它节点所广播的初始随机数；

定时根据所持有的各初始随机数进行投票筛选，并在未获得共识结果时广播当前节点筛选出的本轮投票结果并接收其它节点所广播的本轮投票结果以继续投票，直至获得共识结果。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述投票筛选包括：

对所持有的各初始随机数进行预处理，并判断占比最大的初始随机数的占比是否超过预设阈值：

是，则将所述占比最大的初始随机数确定为共识结果；

否，则将所述占比最大的初始随机数确定为当前节点的本轮投票结果。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述投票筛选还包括：

判断是否已进行预设轮数的投票：是，则将本轮投票结果确定为共识结果。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过广播当前节点的共识结果和接收当前区块链网络中其它节点广播的共识结果，验证当前节点的共识结果是否与当前区块链网络中大多数节点一致，若不一致，则通过同步区块获得生成的随机数。

6.一种随机数生成和应用装置，配置在区块链网络的验证节点中，其特征在于，包括：

初始随机数生成单元，配置用于根据所接收需要产生随机数的交易请求，将接收时刻的时间戳作为初始随机数；

共识单元，配置用于根据所述初始随机数参与当前区块链网络中的随机数共识，得到共识结果作为所产生的随机数；

交易单元，配置用于根据所产生的随机数完成所述交易，并将交易结果存入当前节点的区块。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述共识单元包括：

广播子单元，配置用于在当前区块链网络中广播所述初始随机数和投票子单元筛选出的本轮投票结果，接收当前区块链网络中其它节点所广播的初始随机数和本轮投票结果；

投票子单元，配置用于定时根据所持有的各初始随机数进行投票筛选，得到共识结果或当前节点的本轮投票结果。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述投票子单元进一步配置用于对所持有的各初始随机数进行预处理，并判断占比最大的初始随机数的占比是否超过预设阈值：

是，则将所述占比最大的初始随机数确定为共识结果；

否，则将所述占比最大的初始随机数确定为当前节点的本轮投票结果。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述投票子单元进一步配置用于判断是否已进行预设轮数的投票：是，则将本轮投票结果确定为共识结果。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述广播子单元进一步配置用于广播当前节点的共识结果和接收当前区块链网络中其它节点广播的共识结果；

所述装置还包括：

共识结果验证单元，配置用于验证当前节点的共识结果是否与当前区块链网络中大多数节点一致，若不一致，则通过同步区块获得生成的随机数。

11.一种设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1-5中任一项所述的方法。

12.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的方法。