Chapter4: 乱数

よし！次はバトルロジックに向かおう

すべての良いゲームは、何らかのランダム性が必要だ。

なので、どうやってSolidityでランダム性のある数を生み出すかを見ていきましょう

本当のことを言うと、それはできない。いや、少なくとも安全にはできない。

では、なぜそうなのかを見ていこう

乱数をkeccak256で生み出す

Solidityでもっとも良いランダム性をうむソースコードはkeccak256ハッシュ関数を用いることです。

以下のようなコードで乱数を生み出すことができます

// Generate a random number between 1 and 100:

uint randNonce = 0;

uint random = uint(keccak256(now, msg.sender, randNonce)) % 100;

randNonce++;

uint random2 = uint(keccak256(now, msg.sender, randNonce)) % 100;

まず、今のタイムスタンプとmsg.sender(送り手のアドレス)を利用して、その後nonceをインクリメントします(一つの数字は、一回だけ使われます。なので、hash関数を全く同じパラメータで２回呼び出せないようになっています） keccakを用いて、パラメータをランダムハッシュに変換します、その後hashをuintに変換し、%100を利用して、最後の二桁だけを取り出すことで、0-100までの間のランダムの数字を取得できる仕組みです

この方法は、不正を働こうとするノードからの攻撃に対して脆弱です

Ethereumにおいて、あるcontract上である関数を呼ぶとき、あなたは、それをあるノードあるいは複数のノードにtransactionとしてネットワーク上にブロードキャストします。ネットワーク上でそのノードは、transactionの塊を集めて、最初にProof of Workの数学的問題を解こうとします。そのtransactionのグループを、他のネットワークに対してblockとして、そのPoWと一緒に公開します。一度あるノードがPoWをとくと、他のノードはそのPoWを解くことをやめて、他のノードのtransactionのリストが正しいことを承認します。そして、そのblockを受け入れて、次のブロックを解き始めます

これは我々の乱数を悪用可能な状態にしています

例えば、コイントスのcontractを考えてみましょう。（表が出れば二倍に、裏が出れば、全部失う。）上の関数を使って、表と裏を表現しましょう( random >= 50ならば表、 random < 50 ならば裏)

もしこのコードを動かしたとして、transactionを自分のノードだけに公開し共有しないということができます。そして、コイントスの関数を走らせて、勝つか負けるかを見ることができ、自分で解いている次のブロックのtransactionに含めないことを選択することができます。そして、これを最後に勝利するまで続けることができ、次のブロックを解いて、利益を得られるのです。

一体どうすれば、Ethereum上で、乱数を安全に生成できるのでしょうか？

blockchainの中身は完全にすべての参加者に公開されているので、とても難しい問題です。そしてその回答はこのチュートリアルの範囲を超えています。 StackOverflowのスレッドでいくつか野愛でを見ることができます一つのアイデアは、oracleを使ってEthereumのblockchainの外側から乱数にアクセスする方法です。

もちろん、何万ものネットワーク上のEthereumのnodeが次のblockを解こうと競い合っているので、自分が次のブロックを解ける可能性はとてつもなく低いです。とても多くの時間や計算するためのリソースをこの悪用に用いることになります。しかし、もしこの報酬が十分に大きければ（例えば、一回勝つと100,000,000$もらえるとしたら）、攻撃するに値します。

この乱数生成はEthereum上では安全ではありませんが、私たちのランダム関数が多額の金銭を必要としない限り、ゲームのユーザーはそれを攻撃するのに十分なリソースを持たないでしょう。

我々は、単純なゲームをデモの目的でこのチュートリアルでは作っているにすぎないですし、実際のお金が関わるわけではないので、完全に安全ではないと知りながら、このシンプルな実装を使うことを受け入れることにしましょう

未来のLessonでは、oracles(安全にEthereumの外側からデータをひっぱってくる方法）で安全な乱数をblockchainの外側から生成する方法をカバーするかもしれません。

テストコードを書いてみよう

乱数を制せ牛る関数を実装しましょう。我々のバトルの結果を決めるものです（完全には安全ではありませんが）

randNonceをuint型で定義し、0をsetしましょう
randModと言う名前の関数を作りましょう。internal関数で、uint型の_modulusを一つ受け取って、uint`を返り値として返します。
関数は、最初にrandNonceをインクリメントすべきです(randNonce++を利用して).
最後に、(ワンラインで、) keccak256ハッシュをnowとmsg.sederとrandNonceを使って生成し、uintにキャストして計算します。そして、%_modulusとして値を返却します(すごい！もしうまくいかなかったら上の説明をみてください。ロジックはとても似ています)

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