CN111185011B - 区块链游戏的链下随机数应用方法、设备和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种区块链游戏的链下随机数应用方法、设备和存储介质，该方法包括：生成第一随机数和第一加密信息，向各第二用户端广播第一加密信息；接收并存储各第二用户端分别广播的第二加密信息；生成n‑2个第三随机数和第四随机数，分别发送至n‑1个第二用户端；接收并存储各第二用户端分别发送的第五随机数或第六随机数；在未及时收到第一第二用户端广播的第二随机数时广播该用户端所生成的第五随机数或第六随机数；以及，接收其它第二用户端广播的该用户端所生成的第五随机数或第六随机数；根据该用户端所生成的n‑2个第五随机数和第六随机数生成该用户端所生成的第二随机数；生成链下随机数。本发明保障了链下随机数的生成，提升了游戏的用户体验。

Description

区块链游戏的链下随机数应用方法、设备和存储介质
技术领域
本申请涉及区块链游戏技术领域，具体涉及一种区块链游戏的链下随机数应用方法、设备和存储介质。
背景技术
在游戏开局阶段和结算阶段上链、中间的游戏过程阶段不上链的区块链游戏机制，或，基于注册在区块链上的通道进行链下交易的交易机制(可参考CN201911073994.9)的区块链游戏机制中，游戏过程中需要使用随机数时，需要保障该随机数不被用户预测或操纵，以避免用户进行作弊。
解决上述随机数问题的一种方式为，使用区块链上生成的随机数(例如CN109558112A所提供的随机数生成方法)。然而该方式的问题在于，随机数的生成依赖于区块链的挖矿机制，而区块链的挖矿和出块速度有限，因此所能提供的随机数数量有限，当链下的游戏过程中需要使用较多随机数时，链上随机数的数量无法满足游戏需求。
解决上述随机数问题的另一种方式为，由参与游戏的各用户端共同生成链下随机数。例如，用户A/B/C进行一局游戏，游戏结果需要基于随机数r生成，A/B/C的用户端分别生成随机数a/b/c，并相互广播hash(a)/hash(b)/hash(c)，从而在需要生成游戏结果时分别广播可验证的a/b/c，并生成随机数r＝f(a,b,c)，从而保障随机数r不会被用户预测或操纵。然而该方式存在的一个问题在于，当A/B的用户端分别广播a/b，而C的用户端还未广播c时，C的用户端已经可以生成随机数r并获知游戏结果，当用户C获知游戏结果不利时往往可能会选择下线或强制关闭游戏用户端而不广播c，从而导致A/B的用户端无法生成游戏结果，只能存证并举报用户C，非常影响游戏的用户体验。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种保障在多人游戏中有一个用户恶意下线时仍能生成链下随机数和游戏结果以提升游戏用户体验的区块链游戏的链下随机数应用方法、设备和存储介质，并进一步期望完善该链下随机数机制。
第一方面，本发明提供一种区块链游戏的链下随机数应用方法，该游戏的参与人数为n，n不小于3，该方法适用于用户端，该方法包括：
生成第一随机数，以及加密第一随机数所生成的第一加密信息，向参与本局游戏的各第二用户端广播第一加密信息；
接收并存储各第二用户端分别广播的第二加密信息；其中，第二加密信息由第二用户端加密相应的第二随机数所生成；
生成n-2个第三随机数，并根据第一随机数和n-2个第三随机数生成第四随机数，将n-2个第三随机数和第四随机数分别发送至n-1个第二用户端，使各第二用户端分别持有一个第三随机数或第四随机数；
接收并存储各第二用户端分别发送的第五随机数或第六随机数；其中，第五随机数由第二用户端生成，第六随机数由第二用户端根据第二随机数和n-2个第五随机数生成；
监测在生成链下随机数的时段是否收到各第二用户端广播的第二随机数：
未收到第一第二用户端广播的第二随机数，则广播第一第二用户端所生成的第五随机数或第六随机数；以及，
接收除第一第二用户端外的各第二用户端广播的第一第二用户端所生成的第五随机数或第六随机数；
根据第一第二用户端所生成的n-2个第五随机数和第六随机数生成第一第二用户端所生成的第二随机数；
根据第一随机数、接收的n-2个第二随机数和生成的1个第二随机数生成链下随机数。
第二方面，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区块链游戏的链下随机数应用方法。
第三方面，本发明还提供一种存储有计算机程序的存储介质，该计算机程序使计算机执行根据本发明各实施例提供的区块链游戏的链下随机数应用方法。
本发明诸多实施例提供的区块链游戏的链下随机数应用方法、设备和存储介质通过在多人游戏中由每个用户端将自身生成的随机数拆分成多份并分别发送至参与本局游戏的其它用户端，使得在任一用户端超时未公布自身生成的随机数时，其它用户端可以根据各自存储的随机数碎片恢复该超时未公布的随机数，从而生成链下随机数，保障游戏结果的生成，提升了游戏用户体验；
本发明一些实施例提供的区块链游戏的链下随机数应用方法、设备和存储介质进一步通过在本局游戏所有与链下随机数有关的游戏环节结束后再生成并发送随机数碎片，保障了本局游戏的其它用户串通以提前获知链下随机数也无法作弊或影响游戏结果；
本发明一些实施例提供的区块链游戏的链下随机数应用方法、设备和存储介质进一步通过由每一用户端在接收随机数碎片后加密生成碎片加密信息并广播，从而使各用户端可以校验接收的随机数碎片是否正确，进一步完善了链下随机数机制；
本发明一些实施例提供的区块链游戏的链下随机数应用方法、设备和存储介质进一步通过对随机数加密信息、碎片加密信息和随机数进行签名，进一步完善了链下随机数的存证和举证机制。
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为本发明一实施例提供的一种区块链游戏的链下随机数应用方法的流程图。
图2为图1所示方法的一种优选实施方式中步骤S17的流程图。
图3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1为本发明一实施例提供的一种区块链游戏的链下随机数应用方法的流程图。
如图1所示，在本实施例中，本发明提供一种区块链游戏的链下随机数应用方法，该游戏的参与人数为n，n不小于3，该方法适用于用户端，该方法包括：
S11：生成第一随机数，以及加密第一随机数所生成的第一加密信息，向参与本局游戏的各第二用户端广播第一加密信息；
S13：接收并存储各第二用户端分别广播的第二加密信息；其中，第二加密信息由第二用户端加密相应的第二随机数所生成；
S15：生成n-2个第三随机数，并根据第一随机数和n-2个第三随机数生成第四随机数，将n-2个第三随机数和第四随机数分别发送至n-1个第二用户端，使各第二用户端分别持有一个第三随机数或第四随机数；
S17：接收并存储各第二用户端分别发送的第五随机数或第六随机数；其中，第五随机数由第二用户端生成，第六随机数由第二用户端根据第二随机数和n-2个第五随机数生成；
S191：监测在生成链下随机数的时段是否收到各第二用户端广播的第二随机数：
S193：未收到第一第二用户端广播的第二随机数，则广播第一第二用户端所生成的第五随机数或第六随机数；以及，
S194：接收除第一第二用户端外的各第二用户端广播的第一第二用户端所生成的第五随机数或第六随机数；
S195：根据第一第二用户端所生成的n-2个第五随机数和第六随机数生成第一第二用户端所生成的第二随机数；
S196：根据第一随机数、接收的n-2个第二随机数和生成的1个第二随机数生成链下随机数。
以下以n＝3，用户ABC进行一局三人游戏，游戏结果需要根据多个链下随机数生成为例，对上述方法进行示例性阐述。
以生成链下随机数r1为例(生成其它链下随机数与生成r1相同，不再一一赘述)：
在步骤S11中，用户A的用户端生成第一随机数ra，将ra与椭圆曲线算法的基点G相乘以对ra进行加密，生成第一加密信息raG，向用户B和C的用户端广播raG；
同理，用户B的用户端生成第二随机数rb和第二加密信息rbG，向用户A和C的用户端广播rbG；
用户C的用户端生成第二随机数rc和第二加密信息rcG，向用户A和B的用户端广播rcG；
在步骤S13中，用户A的用户端分别接收并存储rbG和rcG；
同理，用户B的用户端分别接收并存储raG和rcG；
用户C的用户端分别接收并存储raG和rbG；
在步骤S15中，用户A的用户端生成1个第三随机数ra1，以及第四随机数ra2＝ra-ra1，将ra1发送给用户B的用户端、将ra2发送给用户C的用户端(也可以将ra2发送给用户B的用户端、将ra1发送给用户C的用户端，即，可随机分配，下同)；
同理，用户B的用户端生成1个第五随机数rb1和第六随机数rb2＝rb-rb1，将rb1发送给用户A的用户端、将rb2发送给用户C的用户端；
用户C的用户端生成1个第五随机数rc1和第六随机数rc2＝rc-rc1，将rc1发送给用户A的用户端、将rc2发送给用户B的用户端；
在步骤S17中，用户A的用户端分别接收并存储rb1和rc1；
同理，用户B的用户端分别接收并存储ra1和rc2；
用户C的用户端分别接收并存储ra2和rb2；
在步骤S191中，用户A的用户端在生成链下随机数r1的时段监测是否收到用户B和C的用户端分别广播的第二随机数rb和rc：
当用户B和C的用户端正常广播rb和rc时，用户A的用户端收到rb和rc，根据步骤S13所存储的存储rbG和rcG分别验证rb和rc是否无误：
是，则根据预配置的随机数生成函数f()生成链下随机数r1＝f(ra,rb,rc)；
当用户B和C的用户端同时掉线，或用户A的用户端掉线时，用户A的用户端未收到rb和rc，通过检测当前用户端的网络连接是否正常、重新发送请求等本领域常用的方式进行处理；
当用户B的用户端恶意下线或意外离线，用户C的用户端正常广播rc时，用户A的用户端收到rc但未收到rb，则执行步骤S193：用户A的用户端向用户C的用户端广播用户B的用户端生成的第五随机数rb1；
同理，用户C的用户端向用户A的用户端广播用户B的用户端生成的第六随机数rb2；
在步骤S194中，用户A的用户端接收用户C的用户端广播的rb2；
同理，用户C的用户端接收用户A的用户端广播的rb1；
在步骤S195中，用户A的用户端根据rb1和rb2生成rb：rb＝rb1+rb2；
同理，用户C的用户端根据rb1和rb2生成rb；
在步骤S196中，用户A的用户端在根据rbG和rcG分别验证rb和rc后，根据f()生成链下随机数r1＝f(ra,rb,rc)；
同理，用户C的用户端根据raG和rbG分别验证ra和rb后，根据f()生成链下随机数r1＝f(ra,rb,rc)。
上述示例以游戏人数为三人、加密随机数的方式配置为将随机数与椭圆曲线算法的基点G相乘为例对图1所示的方法进行了示例性的阐述，在更多实施例中，图1所示的方法同样适用于四人游戏、五人游戏等不同人数的多人游戏，只要游戏人数不少于3人即可；加密随机数的方式还可以配置为本领域常用的其它无法根据密文逆推明文的加密算法，可实现相同的技术效果。
上述实施例通过在多人游戏中由每个用户端将自身生成的随机数拆分成多份并分别发送至参与本局游戏的其它用户端，使得在任一用户端超时未公布自身生成的随机数时，其它用户端可以根据各自存储的随机数碎片恢复该超时未公布的随机数，从而生成链下随机数，保障游戏结果的生成，提升了游戏用户体验。
在一优选实施例中，步骤S15包括：
在本局游戏中所有与链下随机数有关的游戏环节结束后，生成n-2个第三随机数，并根据第一随机数和n-2个第三随机数生成第四随机数，将n-2个第三随机数和第四随机数分别发送至n-1个第二用户端，使各第二用户端分别持有一个第三随机数或第四随机数。
具体地，图1所示的方法虽然保障了链下随机数的生成，但却引发了新的安全隐患。例如，在上述用户ABC进行的三人游戏中，若用户A的用户端在与r1相关的游戏环节未结束前就将ra1发送给用户B的用户端、将ra2发送给用户C的用户端，存在用户B和C串通即可提前生成r1，从而在游戏环节中进行作弊的安全隐患。更糟糕的是，该机制可能会使用户产生“如果我不去串通作弊，其它人串通作弊了我会受害”的心理博弈，从而诱导部分用户试图进行串通作弊。
针对上述安全隐患，通过将步骤S15配置为，在本局游戏中所有与链下随机数有关的游戏环节结束后再执行，使得串通的用户即便提前生成了r1，也无法进行作弊获利，而只能提前获知游戏结果。
上述实施例进一步通过在本局游戏所有与链下随机数有关的游戏环节结束后再生成并发送随机数碎片，保障了本局游戏的其它用户串通以提前获知链下随机数也无法作弊或影响游戏结果。
图2为图1所示方法的一种优选实施方式中步骤S17的流程图。
如图2所示，在一优选实施例中，步骤S17包括：
S171：接收第二第二用户端发送的第五随机数或第六随机数；
S173：加密第五随机数或第六随机数以生成第三加密信息，向除第二第二用户端外的各第二用户端广播第三加密信息；
S175：接收除第二第二用户端外的各第二用户端分别广播的第四加密信息；其中，第四加密信息由第二用户端加密第二第二用户端发送的第五随机数或第六随机数所生成；
S177：根据第二第二用户端广播的第二加密信息校验第三加密信息和各第四加密信息：
校验成功，则执行步骤S179:存储第二第二用户端发送的第五随机数或第六随机数。
具体地，同样以用户ABC进行三人游戏为例：
在步骤S171中，用户A的用户端接收rb1和rc1(用户B和C的用户端同理，不再一一列举，下同)；
在步骤S173中，用户A的用户端对rb1进行加密以生成rb1G，将rb1G广播给用户C的用户端；对rc1进行加密以生成rc1G，将rc1G广播给用户B的用户端；
在步骤S175中，用户A的用户端分别接收用户C的用户端所广播的rb2G和用户B的用户端所广播的rc2G；
在步骤S177中，用户A的用户端分别校验rb1G+rb2G是否与步骤S13所接收并存储的rbG相同，以及，rc1G+rc2G是否与rcG相同：
校验成功，则执行步骤S179，存储rb1和rc1；
校验失败，则可以向相应的用户端重新请求未通过校验的rb1和/或rc1，或，向相应的用户端发送报错信息，还可以存证以备举证。
上述实施例进一步通过由每一用户端在接收随机数碎片后加密生成碎片加密信息并广播，从而使各用户端可以校验接收的随机数碎片是否正确，进一步完善了链下随机数机制。
在一优选实施例中，上述实施例中所广播的第一加密信息、各第三随机数和第四随机数经过当前用户签名，所接收的第二加密信息、第五随机数或第六随机数经过相应的用户签名。
具体地，上述实施例提供的方法中仍存在某些用户恶意广播错误数据的可能性，通过签名可以使各用户对所接收的签名的数据进行存证以备举证。
上述实施例进一步通过对随机数加密信息、碎片加密信息和随机数进行签名，进一步完善了链下随机数的存证和举证机制。
图3为本发明一实施例提供的一种设备的结构示意图。
如图3所示，作为另一方面，本申请还提供了一种设备300，包括一个或多个中央处理单元(CPU)301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器(RAM)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM303中，还存储有设备300操作所需的各种程序和数据。CPU301、ROM302以及RAM303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口305也连接至总线304。
以下部件连接至I/O接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；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307；包括硬盘等的存储部分308；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309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至I/O接口305。可拆卸介质311，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310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308。
特别地，根据本公开的实施例，上述任一实施例描述的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，计算机程序包含用于执行上述任一方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。
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提供的方法。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这根据所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以通过执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以通过专用硬件与计算机指令的组合来实现。
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。
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 (7)

1.一种区块链游戏的链下随机数应用方法，其特征在于，所述游戏的参与人数为n，n不小于3，所述方法适用于用户端，所述方法包括：
生成第一随机数，以及加密所述第一随机数所生成的第一加密信息，向参与本局游戏的各第二用户端广播所述第一加密信息；
接收并存储各所述第二用户端分别广播的第二加密信息；其中，所述第二加密信息由所述第二用户端加密相应的第二随机数所生成；
生成n-2个第三随机数，并根据所述第一随机数和所述n-2个第三随机数生成第四随机数，将n-2个所述第三随机数和所述第四随机数分别发送至n-1个所述第二用户端，使各所述第二用户端分别持有一个第三随机数或第四随机数；
接收并存储各所述第二用户端分别发送的第五随机数或第六随机数；其中，所述第五随机数由所述第二用户端生成，所述第六随机数由所述第二用户端根据所述第二随机数和n-2个第五随机数生成；
监测在生成链下随机数的时段是否收到各所述第二用户端广播的第二随机数：
未收到第一第二用户端广播的第二随机数，则广播所述第一第二用户端所生成的第五随机数或第六随机数；以及，
接收除所述第一第二用户端外的各所述第二用户端广播的所述第一第二用户端所生成的第五随机数或第六随机数；
根据所述第一第二用户端所生成的n-2个第五随机数和第六随机数生成所述第一第二用户端所生成的第二随机数；
根据所述第一随机数、接收的n-2个第二随机数和生成的1个第二随机数生成链下随机数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成n-2个第三随机数，并根据所述第一随机数和所述n-2个第三随机数生成第四随机数，将n-2个所述第三随机数和所述第四随机数分别发送至n-1个所述第二用户端，使各所述第二用户端分别持有一个第三随机数或第四随机数包括：
在本局游戏中所有与所述链下随机数有关的游戏环节结束后，生成n-2个第三随机数，并根据所述第一随机数和所述n-2个第三随机数生成第四随机数，将n-2个所述第三随机数和所述第四随机数分别发送至n-1个所述第二用户端，使各所述第二用户端分别持有一个第三随机数或第四随机数。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收并存储各所述第二用户端分别发送的第五随机数或第六随机数包括：
接收第二第二用户端发送的第五随机数或第六随机数；
加密所述第五随机数或第六随机数以生成第三加密信息，向除所述第二第二用户端外的各所述第二用户端广播所述第三加密信息；
接收除所述第二第二用户端外的各所述第二用户端分别广播的第四加密信息；其中，所述第四加密信息由所述第二用户端加密第二第二用户端发送的第五随机数或第六随机数所生成；
根据所述第二第二用户端广播的第二加密信息校验所述第三加密信息和各所述第四加密信息：校验成功，则存储所述第二第二用户端发送的第五随机数或第六随机数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，各用户端加密随机数的方式均配置为将随机数与椭圆曲线算法的基点G相乘。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所广播的第一加密信息、各第三随机数和第四随机数经过当前用户签名，所接收的第二加密信息、第五随机数或第六随机数经过相应的用户签名。
6.一种设备，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。
7.一种存储有计算机程序的存储介质，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。
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