본문으로 건너뛰기

무작위 숫자 생성

무작위 숫자 생성은 많은 프로젝트에서 필요한 일반적인 작업입니다. FunC 문서에서 random() 함수를 이미 보셨을 수 있지만, 추가적인 기법을 사용하지 않으면 그 결과를 쉽게 예측할 수 있다는 점에 유의하세요.

어떻게 무작위 숫자를 예측할 수 있나요?​

컴퓨터는 사용자의 지시를 따르기만 하기 때문에 무작위 정보 생성에 취약합니다. 하지만 사람들은 자주 무작위 숫자가 필요하기 때문에 의사 무작위 숫자를 생성하는 다양한 방법을 고안했습니다.

이러한 알고리즘은 일반적으로 의사 무작위 숫자 시퀀스를 생성하는 데 사용될 시드 값을 제공해야 합니다. 따라서 동일한 _시드_로 같은 프로그램을 여러 번 실행하면 항상 동일한 결과를 얻게 됩니다. TON에서는 각 블록마다 _시드_가 다릅니다.

따라서 스마트 컨트랙트의 random() 함수 결과를 예측하려면 블록의 현재 시드만 알면 됩니다. 검증자가 아니라면 이는 불가능합니다.

단순히 randomize_lt() 사용하기​

무작위 숫자 생성을 예측할 수 없게 만들기 위해 현재 논리적 시간을 시드에 추가할 수 있어서, 서로 다른 트랜잭션은 서로 다른 시드와 결과를 가지게 됩니다.

무작위 숫자를 생성하기 전에 randomize_lt() 호출만 추가하면 무작위 숫자가 예측 불가능해집니다:

randomize_lt();
int x = random(); ;; users can't predict this number

하지만 검증자나 collator가 현재 블록의 시드를 결정하므로 여전히 무작위 숫자의 결과에 영향을 미칠 수 있다는 점에 유의해야 합니다.

검증자의 조작을 막는 방법이 있나요?​

검증자에 의한 시드 대체를 방지(또는 최소한 복잡하게)하기 위해 더 복잡한 구성을 사용할 수 있습니다. 예를 들어 무작위 숫자를 생성하기 전에 한 블록을 건너뛸 수 있습니다. 블록을 건너뛰면 시드가 덜 예측 가능한 방식으로 변경됩니다.

블록을 건너뛰는 것은 복잡한 작업이 아닙니다. 단순히 마스터체인으로 메시지를 보내고 컨트랙트의 workchain으로 다시 보내면 됩니다. 간단한 예시를 살펴보겠습니다!

주의

이 예시 컨트랙트를 실제 프로젝트에서 사용하지 마시고, 대신 직접 작성하세요.

모든 workchain의 메인 컨트랙트​

예시로 간단한 복권 컨트랙트를 작성해보겠습니다. 사용자가 1 TON을 보내면 50% 확률로 2 TON을 돌려받습니다.

;; set the echo-contract address
const echo_address = "Ef8Nb7157K5bVxNKAvIWreRcF0RcUlzcCA7lwmewWVNtqM3s"a;

() recv_internal (int msg_value, cell in_msg_full, slice in_msg_body) impure {
    var cs = in_msg_full.begin_parse();
    var flags = cs~load_uint(4);
    if (flags & 1) { ;; ignore bounced messages
        return ();
    }
    slice sender = cs~load_msg_addr();

    int op = in_msg_body~load_uint(32);
    if ((op == 0) & equal_slice_bits(in_msg_body, "bet")) { ;; bet from user
        throw_unless(501, msg_value == 1000000000); ;; 1 TON

        send_raw_message(
            begin_cell()
                .store_uint(0x18, 6)
                .store_slice(echo_address)
                .store_coins(0)
                .store_uint(0, 1 + 4 + 4 + 64 + 32 + 1 + 1) ;; default message headers (see sending messages page)
                .store_uint(1, 32) ;; let 1 be echo opcode in our contract
                .store_slice(sender) ;; forward user address
            .end_cell(),
            64 ;; send the remaining value of an incoming msg
        );
    }
    elseif (op == 1) { ;; echo
        throw_unless(502, equal_slice_bits(sender, echo_address)); ;; only accept echoes from our echo-contract

        slice user = in_msg_body~load_msg_addr();

        {-
            at this point we have skipped 1+ blocks
            so let's just generate the random number
        -}
        randomize_lt();
        int x = rand(2); ;; generate a random number (either 0 or 1)
        if (x == 1) { ;; user won
            send_raw_message(
                begin_cell()
                    .store_uint(0x18, 6)
                    .store_slice(user)
                    .store_coins(2000000000) ;; 2 TON
                    .store_uint(0, 1 + 4 + 4 + 64 + 32 + 1 + 1) ;; default message headers (see sending messages page)
                .end_cell(),
                3 ;; ignore errors & pay fees separately
            );
        }
    }
}

이 컨트랙트를 필요한 workchain(아마도 Basechain)에 배포하면 완료됩니다!

이 방법이 100% 안전한가요?​

이는 분명히 도움이 되지만, 침입자가 여러 검증자를 동시에 제어할 수 있다면 여전히 조작 가능성이 있습니다. 이 경우 어느 정도 확률로 무작위 숫자가 의존하는 _시드_에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 확률이 매우 작더라도 고려할 가치가 있습니다.

최신 TVM 업그레이드에서는 c7 레지스터에 새 값을 도입하여 무작위 숫자 생성의 보안을 더욱 강화할 수 있습니다. 구체적으로 업그레이드는 마지막 16개의 마스터체인 블록에 대한 정보를 c7 레지스터에 추가합니다.

마스터체인 블록 정보는 지속적으로 변화하는 특성으로 인해 무작위 숫자 생성의 추가 엔트로피 소스로 사용될 수 있습니다. 이 데이터를 무작위성 알고리즘에 통합하면 잠재적 적대자가 예측하기 더 어려운 숫자를 만들 수 있습니다.

이 TVM 업그레이드에 대한 자세한 정보는 TVM 업그레이드를 참조하세요.