무작위성 적용하기

온체인 무작위성 기술과 도구에 대한 자세한 설명입니다.

무작위성은 컴퓨터 프로그램에서 여러 가지 응용에 사용됩니다. 예를 들어, 게임 응용, NFT 생성 및 블록 작성자 선택에는 모두 어느 정도의 무작위성이 필요합니다.

결정론적인 컴퓨터에서 진정한 무작위성을 얻는 것은 어렵습니다. 특히 블록체인의 경우 네트워크의 모든 노드가 체인의 상태에 대해 동의해야 합니다. FRAME은 런타임 엔지니어에게 온체인 무작위성을 제공하며, 무작위성 특성을 사용합니다.

이 가이드에서는 FRAME의 무작위성 특성을 random 메서드와 nonce를 주제로 사용하는 방법에 대해 설명합니다. 또한, "random" 타입을 노출하는 팔렛의 구성 특성에 RandomCollectiveFlip 팔렛을 할당하여 무작위성 값에 엔트로피를 추가하는 방법도 설명합니다.

Randomness 가져오기

1. 사용하려는 팔렛에서 frame_support에서 Randomness 트레이트를 가져옵니다:

   use frame_support::traits::Randomness;

2. 팔렛의 Config 트레이트에 포함시킵니다:

   #[pallet::config]
   pub trait frame_system::Config {
   	type MyRandomness: Randomness<Self::Hash, Self::BlockNumber>;
   }

   Randomness 트레이트는 Output 및 BlockNumber 타입의 일반적인 반환을 지정합니다. 팔렛에서 이 트레이트 요구 사항을 충족하기 위해 frame_system에서 BlockNumber와 Hash를 사용하세요.

   이 트레이트의 문서에 명시된 대로, 이 트레이트은 예측하기 어려웠던 무작위성을 제공할 수 있지만, 최근에는 예측하기 쉬워진 무작위성을 제공할 수 있습니다.

nonce 생성 및 무작위성 구현에 사용하기

frame_support::traits::Randomness::random(subject: &[u8]) 메서드의 주제로 nonce를 사용합니다.

1. 팔렛에 nonce를 포함시키기 위해 두 가지 단계가 있습니다:

   • Nonce 스토리지 아이템 생성하기. 스토리지 아이템은 u32 또는 u64 타입일 수 있습니다.

   • 개인용 nonce 함수 생성하기. 이 함수는 사용될 때마다 nonce를 증가시킵니다.

   increment_nonce() 개인 함수는 nonce를 반환하고 업데이트하는 방식으로 구현할 수 있습니다. 예를 들면:

   fn get_and_increment_nonce() -> Vec<u8> {
   	let nonce = Nonce::<T>::get();
   	Nonce::<T>::put(nonce.wrapping_add(1));
   	nonce.encode()
   }

   wrapping 및 encoding 메서드에 대한 자세한 내용은 러스트 문서의 wrapping_add 및 encode를 참조하세요.

2. 디스패처에서 Randomness를 사용합니다.

   nonce를 사용하여 Randomness가 노출하는 random() 메서드를 호출할 수 있습니다. 아래 코드 스니펫은 관련 이벤트 및 스토리지 아이템이 구현되었다고 가정한 가짜 예제입니다:

   #[pallet::weight(100)]
   pub fn create_unique(
   	origin: OriginFor<T>)
   	-> DispatchResultWithPostInfo {
   	// 이 디스패처를 호출하는 계정.
   	let sender = ensure_signed(origin)?;
   		// 무작위 값.
   		let nonce = Self::get_and_increment_nonce();
   		let (randomValue, _) = T::MyRandomness::random(&nonce);
   	// 무작위 값을 스토리지에 기록합니다.
   	<MyStorageItem<T>>::put(randomValue);
   	Self::deposit_event(Event::UniqueCreated(randomValue));
   }

3. 팔렛의 런타임 구현 업데이트하기.

   팔렛의 Config 트레이트에 타입을 추가했으므로, Config를 사용하여 Randomness 트레이트에 의해 파생된 무작위성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 이는 Randomness Collective Flip 팔렛을 사용하여 수행됩니다.

   Randomness 트레이트과 함께 이 팔렛을 사용하면 random()에서 처리되는 엔트로피가 크게 향상됩니다.

   runtime/src/lib.rs에서 pallet_random_collective_flip이 construct_runtime에서 RandomCollectiveFlip으로 인스턴스화된다고 가정하면, 다음과 같이 노출된 타입을 지정합니다:

   impl my_pallet::Config for Runtime{
   	type Event;
   	type MyRandomness = RandomCollectiveFlip;
   }

예제

• BABE에서 사용된 무작위성

• FRAME의 Lottery 팔렛

관련 자료

• 검증 가능한 무작위 함수