随机数
随机数的使用，由来已久，用在了生活中各个方面，比如说游戏，博弈等。产生随机数的方法有很多。自古以来我们就使用掷骰子、抛硬币等方法产生随机数。进入到计算机时代过后，我们使用计算机产生伪随机数。或者利用传感器获取来自物理世界的随机数。这类传统的随机数生成方法已经是有了充分的研究和讨论。
但区块链上的随机数，和以往的都不太一样。
随机数对于区块链技术来说非常的关键，其实从本质上讲，区块链作为分布式账本的一个核心，就是在于需要随机的选出区块的记账人，而这个随机性还必须可以证明，不能被操控，也不应该能够被预测。否则就会有恶意节点会利用这个特性，对区块链进行攻击。
区块链上的随机数
下面就现行的两大区块链共识机制分别讨论。
在pow工作量证明方案中。就是要所有节点竞争计算一道较难的数学题。只有当算力高的节点，才有较高的概率成为记账人。
在pos权益证明方案中。只有拥有权益证明份额高的，才有较高的几率成为记账人。前几天提到过的algorand其实也是利用特制的随机数方法，来使得，在pos权益证明机制下。能让所有权益拥有者，更加平均的获得记账几率。使其更加随机，被操控的可能性更小。
使用共识机制产生区块可以确保区块链的不可篡改性，但其代价较高，作为小范围使用的随机数，必然不会用这样的共识机制去明确随机数的公平性，但可以基于已经获得共识的区块链平台来做随机数发生器。
区块链上的随机数生成器的难度
区块链作为一个去中心化的平台。所有信息都是公开的，因此设计一个可用的随机数发生器，难度是更大的。这个随机数生成器，除了应该满足/无法预测/这个特性之外还应该有不可操控，难以串谋，可证公平这几个特点。我们都知道，区块链是一个分布式的账本。在每一个节点上都会重复同样的操作。如果让每一个节点都产生自己的随机数，那运行的结果将会完全不同。所以说，显然在区块链上的随机数生成器，将会与传统的随机数生成机制完全不同。
如果区块链网络是通过获得物理传感器信息的方式产生随机数，将涉及到上链安全的问题。使得负责上链的节点具备操控随机数的能力。如果使用计算机生成伪随机数时，当只有一个人参与时，显而易见。这个人可以提前知道随机数是什么，无法保证公平。如果是多人合作时，这必然存在最后一个参与者。该参与者相比其他人拥有更大的优势，因为他可以提前知道这个生成的随机数。并可以根据情况改变提交的内容，或者选择不提交。使得最后一个参与者，能够操控随机数。另外，在多个合作者的情况，还有串谋的可能。
解决方案
预言机制
代表有Oraclize和Reality Keys方案。
它是将一个受信第三方的数据源，搬运到链上，这个数据源是基于tls，就是而我们浏览网站是常看见的https。由于有服务器的签名在，所以这个搬运工本身是无法作假的，这也被称为tls公证机制。
优点是，获取随机数的速度快。
缺点是，仍旧无法防止，数据的提供方本身作假，或修改内容。
区块数据作为种子
使用区块链上的区块数据作为产生随机数的种子信息。
优点是，所有数据都来自区块链。安全可证。
缺点是。当修改随机数可获得的利益，比单个区块的奖励更多时，矿工有可能会被贿赂，而去试图构造有利于自己的区块，从而操控随机数。
多人合作生成随机数
使用智能合约的方式。多个参与者分别向这个智能合约发送自己挑选的任意数字。一段时间后，智能合约将收集到的这些数字，通过一些数学计算构造出一个最终数字。最终的这个数字将作为随机数返还给参与者。
优点是。从多个不同的来源获得的种子数，来生成最后的随机数。随机性可得到保障。
缺点是。若某一时段，没有足够多的参与者，将无法获得有效的随机数。而且。由于需要等待参与者的加入，获取该随机数的时间会比较缓慢。
门限签名随机数
所有成员有一个逻辑上的私钥，但每个成员只有这个私钥的一部分，完整的私钥不会存在于任何成员手中，因此没有成员能够直接计算出签名，签名的时候，每个成员都将使用自己拥有的那部分私钥对信息进行签名，然后收集到足够多的成员签名，就可以计算出完整的签名，但依旧无法倒推出完整的私钥。因此单个成员都无法作恶。最终计算出的签名可作为随机数使用。在签名过程中，没有个体能够提前预知签名结果，因此无法操纵随机数。
优点是，安全性高，可以防止串谋。
缺点是，生成随机数的成本较高，速度会比较慢，需要等待所有成员签名。
总结
由此可见，在区块链上的随机算法，也是非常复杂和非常重要的，因为他的使用范围广，而且他比以往的随机数算法都更加的安全和经得起审计，而一个不合格的随机算法会带来的不公平对于用户和应用来说，可能会是灾难性的。
整体来说，区块链网络中的随机数算法，将会是未来发展的一个重要方向。