Die Quantenmechanik sagt uns, dass das, was wie ein höchst vorhersehbares und geordnetes Universum aussieht, auf einer Welt der Unvorhersehbarkeit und bloßen Wahrscheinlichkeit aufbaut. Obwohl die Quantenwelt bizarr aussieht, kann sie verstanden und sogar für Technologien wie Halbleiter, LEDs und Quantenkryptographie genutzt werden. Ähnliches lässt sich über die Zufälligkeit im Metaversum sagen. Was wie ein System aussieht, das auf Zufallswerten basiert, die von Zufallszahlengeneratoren (Random Number Generators, RNGs) erzeugt werden, basiert in Wirklichkeit auf Programmen mit einer Methode dahinter, die verstanden werden kann – im Guten wie im Schlechten.
Die zentrale Rolle von Zufallszahlen
Zufallszahlen sind in einer Reihe von Anwendungen von großer Bedeutung, darunter Spiele, Sicherheitssysteme, die Governance einer dezentralen autonomen Organisation (DAO) und die Generierung nicht fungibler Token (NFT). Wenn Ihr Spiel nicht auf zufällig generierte Zahlen zugreifen kann, werden Ihre Starts eintönig und langweilig. Wenn Ihr Sicherheitssystem auf leicht zu erratenden Authentifizierungscodes basiert, bietet es nicht viel Sicherheit. Wenn ein System, das Abwechslung braucht, diese nicht bekommt, wird es nicht sehr effektiv sein.
Auch wenn diese Systeme nicht zufällig aussehen, sind sie darauf angewiesen, mit zufällig generierten Werten versorgt zu werden, um wichtige Vorgänge auszuführen. Ohne Zugriff auf den Zufall können gut geplante Systeme nicht funktionieren. Allerdings sind die Zufallszahlen, auf die sich diese Systeme stützen, nicht immer so zufällig, wie es scheint.
Viele RNGs sind tatsächlich Pseudo-RNGs (PRNGs). Anstatt zufällige Ergebnisse zu erzeugen, liefern sie die Ergebnisse einer festen Gleichung. Der Ausgabewert ergibt sich aus der Ausführung eines Startwerts, der oft als „Seed“ bezeichnet wird, durch diese Gleichung. Die Ausgabe wird dann als neuer Seed verwendet und der Prozess beginnt von vorne. Obwohl das Ergebnis nicht zufällig ist, kann es für einen externen Beobachter durchaus zufällig erscheinen.
Für viele Anwendungen ist dies effektiv. Echte Zufälligkeit ist nicht in jeder Anwendung erforderlich. In einem Videospiel mit zufälligen Begegnungen kann es beispielsweise sein, dass das Spiel zu einem bestimmten Zeitpunkt nur eine begrenzte Anzahl von Aktionen ausführen kann. Ein PRNG, der Werte außerhalb eines bestimmten Bereichs bereitstellt, wird keinen großen Nutzen haben. Wenn wenig auf dem Spiel steht, stimmen die technischen Anforderungen oft überein. Die Qualität eines PRNG kann jedoch erheblich variieren. Dies kann bei Anwendungen mit höheren Einsätzen, bei denen viele Personen darauf angewiesen sind oder bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen ein Problem sein.
Einige PRNGs basieren auf einfachen Gleichungen, die sich nach kurzer Zeit wiederholen können. Diese Wiederholung schafft Vorhersehbarkeit. Andere können durch äußere Faktoren beeinflusst werden. Dies führt zu Manipulationen. Darüber hinaus bieten viele PRNGs keine Möglichkeit, festzustellen, ob die angegebene Zahl der beabsichtigte Wert ist. Dieser Mangel an Verifizierung öffnet ein weiteres Tor für Manipulationen und kann zu Vorwürfen seitens der Benutzer führen, dass Anwendungen, die auf diesen Zahlen basieren, durch voreingenommene Ausgaben manipuliert werden.
Auch wenn die Möglichkeit, zu überprüfen, ob eine scheinbar zufällige Zahl die von einem RNG beabsichtigte war, albern erscheinen mag, ist doch kein Grund zum Lachen. Das Ethos vieler Blockchain-Systeme basiert auf Transparenz und Vertrauenslosigkeit. Nicht in der Lage zu sein, zu bestätigen, dass eine bestimmte Zahl tatsächlich zufällig erzeugt wurde, trifft den Kern dieser Ideale. Wenn die Zahlen funktionieren, etwa um Gewinne bei Spielen zu erzielen oder die Sicherheit zu erhöhen, kann es das Vertrauen der Community ernsthaft beeinträchtigen, wenn man nicht nachweisen kann, dass die Zahlen nicht manipuliert wurden.
Darüber hinaus ist nicht jedes PRNG für jede mögliche Anwendung geeignet. Einige sind für bestimmte Web3-Funktionen konzipiert. Diese sind nicht allgemeingültig.
Die Suche nach wahrer Zufälligkeit
Allerdings weisen diese Systeme auch Mängel auf. Sie sind oft stark zentralisiert, was wiederum zu Manipulationen durch jeden mit Zugriff auf die Maschine führen kann. Echte Zufälligkeit hat oft einen viel höheren Preis als Dienstleistungen eines Qualitäts-PRNG. Schließlich bedeutet die Zentralisierung, auf die diese Geräte angewiesen sind, dass es zu systemweiten Ausfallzeiten kommt, wenn etwas schief geht.
Dezentralisierung und das Gebot der Zuverlässigkeit
Die Verwendung eines RNG, der die Dezentralisierungs-, Verifizierungs- oder Sicherheitsanforderungen Ihrer Anwendung nicht erfüllt, kann katastrophale Folgen haben. Wie der Zusammenbruch von Axie Infinity aufgrund einer Sicherheitsverletzung gezeigt hat, kann ein technischer Fehler selbst für die besten Anwendungen mit der stärksten Benutzerbasis erhebliche Auswirkungen haben. Angesichts der Bedeutung von RNGs für die Anwendungen, die sie verwenden, muss das beste RNG für die jeweilige Aufgabe verwendet werden.
Der perfekte RNG wäre unvorhersehbar, manipulationssicher, überprüfbar, dezentral und kontinuierlich verfügbar. Wenn Sie einen RNG auswählen, fragen Sie:
- Bietet es ausreichend Zufälligkeit?
- Können die Ausgaben überprüft werden?
- Ist es manipulationssicher?
- Ist es dezentralisiert, um einzelne Ausfälle zu vermeiden?
Da Blockchain-Entwickler ihre Vision immer weiter ausbauen, die Grenzen ihrer Anwendungen erweitern und der Öffentlichkeit immer mehr Möglichkeiten bieten, sich mit der Technologie auseinanderzusetzen, ist es unerlässlich, die bestmögliche Unterstützung für ihre Anwendungen bereitzustellen.
Felix Xu Krypto-Geek, Early Adopter und NFT-Sammler. Felix schloss sein Studium an der NYU Stern ab und gründete zwei Krypto-Projekte, ARPA und Bella Protocol, die nach Marktkapitalisierung zu den Top 500 weltweit gehören. Felix arbeitete zuvor bei Fosun Investment, dem Sackler Family Office und Vertical Research in New York und Peking. Felix liebt Segeln und Kitesurfen und wurde im Wall Street Journal und der New York Times für seine NFT-Sammlung vorgestellt.
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