論文中的描述

但在這里沒有明白為什么在$VR{F}_{VER}$環節需要x,y,$\pi$信息。以及message x是什么，如何選取才能取到偽隨機性。

VRF介紹

VRF 這個概念最早由 Micali，Rabin 和 Vadhan 三個人所提出。
一句話描述： 以sk和隨機種子作為輸入，輸出偽隨機數r和對應的證明proof
任何人可以通過sk對應的公鑰vk加上證明proof來驗證偽隨機數r是否有sk持有者生成。

特點：
1）可驗證性：任何人可以通過vk和proof驗證隨機數r是sk和x對應的輸出；
2）唯一性：sk和x不變的情況下，輸出的偽隨機數r是唯一的；
3）隨機性：不給定證明proof的情況下，VRF的輸出的偽隨機數r與其他偽隨機數r’對于敵手來說是不可區分的。

關于第三步：驗證
驗證函數 Verify 輸入驗證密鑰 vk、消息 x 以及偽隨機y和證明$\pi$。輸出結果0/1：只有該函數驗證了證明 $\pi$ 是根據 x 生成的，且根據證明$\pi$可以推導出 Y，才會輸出 1，也就是說該函數驗證 X 與 Y 是否存在唯一的對應關系。

為什么VRF驗證需要proof證明？

如果沒有$\pi$，就類似數字簽名，這里只能通過vk證明sk對消息x進行了簽名驗證，但是如果對消息x用了一種算法進行處理后的信息不能驗證，即不能驗證f(x)。
而ZKP零知識證明正好是可以做到在不透露秘密sk的條件下，驗證基于sk提出的承諾statement。（與數字簽名的區別是，數字簽名是不提供sk的情況下證明原本的消息x，而ZKP可以做到不提供sk的條件下對x的推論$f_{sk}(x)$的證明）

VRF應用于區塊鏈共識打包區塊權的選擇

區塊打包節點選擇方式：讓各個節點自己抽簽，抽中之后，大家可以很容易地驗證這個結果確實是你生成的。

具體過程有可能是這樣的：假設現在是 round 10（第 10 輪），節點們會輪流抽簽，以節點自己的私鑰 + 一個全網都知道的隨機數（比如是這輪的輪次 10）作為輸入，生成了一個隨機數（假設在0-100）；設置一個條件：100 個節點輪流抽簽，誰先抽出來的隨機數大于 10，就是這一輪的打包者。假設 5 號節點抽到了 11，可是只有 5 號知道其他人不知道，因此他在廣播這個隨機的同時還需要廣播一個零知識證明。通過零知識證明，全網只需要通過 5 號的公鑰就可以驗證，接受 5 號為這輪打包者。

可驗證隨機函數一共包含四個函數：1、生成密鑰，生成一個公鑰私鑰對；2、生成隨機數輸出；3、計算零知識證明；4、驗證隨機數輸出。

VRF 的目的就是要生成一個真正隨機而且無法被預測的值。在區塊鏈選出塊節點的過程中，為了保證安全，隨機是一個基本要求。不過，區塊鏈選節點不單純是隨機就 OK 的，還要考慮到攻擊成本等，所以共識機制往往加入算力和持幣權益等影響因素，以增加攻擊者的攻擊成本。如果單純使用隨機算法，就很容易受到女巫攻擊，攻擊者可以廉價找大量的傀儡機（肉雞）來增加自己抽中的概率。

Reference

1.某目前尚未見刊的論文
2.密碼學小知識(8)：可驗證隨機函數（Verifiable Random Function, VRF)
3.可驗證隨機函數VRF
4.可驗證隨機函數（VRF）應用于區塊鏈共識的原理和方法
5.區塊鏈知識之 VRF: 可驗證隨機函數

總結

以上是生活随笔為你收集整理的可验证随机函数（Verifiable Random Function, VRF)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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