比特币史话·87 | 随机(1): 真伪随机数

(罗纳德·海纳，美国经济学家。图片来源于网络)

前情回顾：

正文：

“任何考虑使用算数方法生成随机数的人，显然，都是有罪的。”——约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)，1951。

现代计算机架构的发明者冯·诺伊曼的这句话，被美国计算机科学家、1974年图灵奖获得者高德纳(Donald E. Knuth)写在了他的经典巨著《计算机程序设计艺术》（The Art of Computer Programming，缩写TAOCP）第二卷“不完全数值计算算法”第三章“随机数”的开头。

顾名思义，随机数就是具有随机性的数字。那么，什么是随机性呢？

一个人如果觉得自己搞懂了随机性，那么大概率这个人误解了随机性。爱因斯坦不相信上帝会掷骰子。释迦牟尼不相信这世间并没有因果。炒股的股民、炒币的币民也总觉得自己能够把握股价、币价的波动。量子力学的测不准原理却告诫我们，微观粒子的位置和速度无法同时精准测量。股票和数字货币的时间和价格也无法同时把握。要把握一方面，就必须放弃另一方面。试图两方面都精确把握，对抗宇宙法则，只会有一个结局，就是损失惨重。

要么把握价格，放弃对时间的把握，这叫做长线投资。长投致胜的秘诀就是不追涨、不杀跌，熊市买入、牛市套现，定期投资、终身持有，做时间的朋友。要么把握时间，放弃对价格的把握，这叫做短线交易。短线致胜的法宝就是降低交易手续费、资金和仓位管理、止损和止赢的绝对纪律性，做人性的敌人。

随机性本质上属于一种不可知的范畴。高德纳用170页的篇幅说明了一个道理，确定性算法产生不了真随机数。计算机世界里的随机数函数，都只能产生伪随机数。伪随机数的前一个数字和后一个数字之间是有关联的，而不是完全独立的，它们只是表现出一种“随机行为”罢了。

高德纳在书中3.5小节指出了“一个重要的哲学和理论问题”，那就是，“确切的讲，我们所谓的「随机行为」是什么意思？”

美国经济学家罗纳德·海纳(Ronald A. Heiner)在发表于1983年9月的《美国经济学评论》(The American Economic Review)上的论文《可预测行为的起源》(The origin of predictable behavior)中提出了著名的“海纳模型”，该模型指出，第一，凡是可预期的行为，必有其模式；第二，完备理性行为，完全没有模式，故而表现的不可预测。高等级生命的理性行为在低等级生命看来，就像是随机性的，毫无目的，因而不可预测。

计算机作为一种没有智能的计算工具，没有一种算法可以产生真正的随机数。这对于密码学是一个致命的问题，很多区块链钱包、公链项目频繁丢币的案例，都源于对不良随机数的使用。同样的，随机数问题对于比特币系统的安全、去中心化的自运行，尤为重要。那么，中本聪所做的哪些设计，使得比特币系统可以在伪随机性的基础上，建构出真正的随机性，至少是在人类这个等级的智慧生命看来就像是真正的随机性、无法识破的呢？

【未完待续】(公众号：刘教链)