协议实验室如何改进互联网：drand篇

几千年前，人类靠扔骨头决定命运。现在，人们也会用随机选球来决定彩票，或者通过掷硬币来做决策。最原始的方式似乎是最有效的，但真的是这样吗？1980年，一位宾夕法尼亚州的主持人因为使用特制的球来选择中奖号码而被捕。这说明了一个问题，越简单原始的随机性，越容易被人为操控。

那么我们需要什么样的随机性呢？

随着加密、网络安全、选举审核等领域对随机数的需求越来越多，我们开始意识到随机性的质量非常重要。并不是所有的随机性都是好的随机性，有些过于简单的随机性很容易被预测，这种可预测的随机性很容易被黑客利用。而好的随机性并不容易实现。

随机性的质量通过其不可预测性来衡量，这种不可预测性被称为“熵”。熵可以度量一个数字的不可预测性。对于随机性来说，熵越大越好。但是由于计算机是确定性系统，所以使用计算机算法来产生真正的高熵随机性几乎是不可能的。

此外，我们还需要防止偏差。由于物理随机性是由单一来源生成的，很容易产生偏差。如果可以通过控制、操纵或以其他方式影响随机性的来源，那么就可以产生有明显偏向的随机结果，这样会得到一种有利的结果。

在一些领域，如选举审核和加密领域，还需要随机性来进行公开验证。如果无法验证接收到的数字是随机的，那么系统容易受到攻击和操纵。

综上所述，具有高熵、无偏和可公开验证且可以大规模产生随机性的生成器是最理想的，虽然非常难以实现，但drand做到了。

那么，drand是什么呢？

drand也可以称为随机信标，其功能是生成所有人都可以使用的公开可用随机性。由于其网络分布在多个服务器节点，也不会引起中心化故障，也意味着drand天生具有无偏性，无法被某个内部人员或单个节点破坏。

drand是由协议实验室的研究员Nicolas Gailly开发的。它是通过协议实验室、Cloudflare、智利大学、洛桑联邦理工学院（École polytechnique fédérale de Lausanne，EPFL）、Kudelski Security以及EPFL研究员Philipp Jovanovic和Ludovic Barman等组织和个人的合作完成的。每个组织和个人负责不同的部分，它们使用不同的方式来产生随机性。

熵联盟（League of Entropy）是运行drand的团队。他们提供了公共随机性，任何用户都可以在leagueofentropy.com上获取。用户可以查看每60秒生成的512位字符串值。虽然理论上生成随机性的速度可以尽可能地快，但对于大多数用例来说获得每60秒生成一个值就足够了。

那么Filecoin如何使用drand呢？

对于加密货币来说，随机性是实现安全有效运行的关键。Filecoin需要良好的随机性来维持“活跃度”，即确保所有客户对Filecoin区块链的正确历史达成共识。此外，Filecoin还使用随机性来进行领导人选举，以确定哪个矿工挖出新的区块。

领导人选举是Filecoin区块链增长的方式。区块按照纪元（epoch）排列，每个纪元中会选举出多个领导人。

在领导人选举中，将从一组矿工中至少选出一名领导人，选出的矿工通过生成下一个区块并获得奖励来开始一个新纪元。

领导人选举的不可篡改性、公正性、不可预测性和公平性是Filecoin区块链历史的重要组成部分。

为了确保选举的公平