#randomness-beacon

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👥 作者: Xuanji Meng, Xiao Sui, Zhaoxin Yang, Kang Rong, Wenbo Xu 0002, Shenglong Chen, Ying Yan 0002, Sisi Duan

本文提出 Rondo,一个在部分同步网络模型下具备可扩展性和重配置友好性的分布式随机信标(DRB)协议。DRB 用于为区块链、选举、抽签等应用提供公开可验证、不可预测且无偏的随机数源。现有基于批量异步可验证秘密共享(bAVSS)的 DRB 协议虽然安全性强,但通信复杂度高达 O(n^3)(n 为节点数),严重限制了其在大规模网络中的部署。Rondo 的核心创新是提出一种新的密码学原语——带部分输出的批量异步可验证秘密共享(bAVSS-PO)。该原语是 bAVSS 的弱化版本,但其设计足以支撑安全且可扩展的 DRB 协议,同时显著降低通信开销。作者基于 bAVSS-PO 实现了名为 Breeze 的具体协议,在秘密共享阶段达到最优的 O(n) 消息复杂度,从而使 Rondo 的可扩展性优于此前的 DRB 方案。此外,为支持节点动态加入与退出(重配置),作者还提出 Rondo-BFT,一个受 Dyno(S&P 2022)启发的动态部分同步拜占庭容错协议。与 Dyno 不同,Rondo-BFT 的通信模式能够周期性地生成随机信标输出,因此非常适合 DRB 应用场景。作者在 Amazon EC2 上使用最多 91 个实例实现了完整协议并进行了性能评测。实验结果表明,Rondo 在吞吐量上优于现有工作,且随着节点数 n 增长,性能下降幅度比已有协议更小,展现出更优的可扩展性。总体而言,本文为构建大规模、可动态重配置的分布式随机数服务提供了一种新的高效方案,对依赖可靠随机源的系统设计具有重要参考价值。

💡 推荐理由: 随机信标是区块链与分布式系统的安全基石,Rondo 将通信复杂度从 O(n^3) 降至 O(n),大幅提升可扩展性,并支持节点重配置,对部署大规模、动态成员的基础设施(如 PoS 链、跨链桥)有直接意义。

🎯 建议动作: 研究跟进

排序因子: 来自网络安全顶级会议 (+8) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.6)
👥 作者: Ábel Nagy, János Tapolcai, István András Seres, Bence Ladóczki

该论文针对以太坊中的分布式随机数信标 RANDAO 协议进行了安全性分析,提出了"分叉 RANDAO"(Forking the RANDAO)攻击概念。RANDAO 是以太坊协议中用于产生不可预测随机数的机制,其安全性依赖于多个参与者提交随机数混淆值并最终揭露的流程,然而该机制存在潜在的操纵窗口。研究者深入探讨了 RANDAO 在设计上的缺陷,分析了攻击者如何利用以太坊网络分叉、延迟揭露、重排交易等方式影响最终随机输出,从而获利(例如在预言机、抽奖、区块提议者选举等随机性依赖场景中)。论文构建了形式化模型来描述攻击面,并通过模拟和实证数据评估了攻击的可行性与影响程度,展示了在特定条件下攻击者能够以显著概率偏置随机数生成结果。该研究不仅揭示了以太坊现有随机数机制的脆弱性,还讨论了可能的缓解方案,如 VDF(可验证延迟函数)的使用、协议改进或链下随机信标的替代方案。对于区块链安全研究者、以太坊核心开发者以及依赖链上随机性的 DApp 开发者而言,这篇论文提供了重要的理论参考和风险评估依据。

💡 推荐理由: RANDAO 被广泛用于以太坊区块提议者选举及其他随机性应用,此次研究揭示的操纵风险可能影响区块链共识安全与链上随机性服务的可信度,需引起蓝队对智能合约随机源依赖的重视。

🎯 建议动作: 研究跟进

排序因子: 来自网络安全顶级会议 (+8) | Community 数据源 (+1) | LLM 评分加成 (+0.5)