VictorLink随机数服务

简介

VRF（Verifiable Random Function)，即可验证的随机函数，其可生成安全可靠的随机数。 随机数由用户提供的seed、nonce(VRFCoordinator合约的私有状态)、请求所在区块hash 和 随机数生成节点的私钥共同决定，随机数节点不可作弊。且该随机数在返回给用户Dapp之前经过了验证，从而保证了该随机数的安全性。

随机数生成流程如下：
1.由用户合约在链上发出生成随机数的请求；
2.节点监听到该请求后，会在链下生成随机数和证明，然后在链上合约中响应；
3.链上合约对生成的随机数进行验证并通过后，以回调函数反馈到用户Dapp。

它可以用于任何需要可靠随机数的应用程序：
1.区块链游戏和NFTs
2.职责和资源的随机分配（例如随机分配法官审理案件）
3.为共识机制选择代表性样本
本文介绍如何部署和使用VRF合约。

准备工作

VictorLink 的维护者需要对 VISION 有一定的了解，熟悉智能合约部署和调用流程。

VRFCoordinator 合约

VRFCoordinator 合约是部署在 VISION 公链上的预言机合约。主要功能如下

1.接收消费者合约(Consumer Contract)的数据请求，触发 Event Log
数据请求发送时会附带 WIN 转账作为使用费用
2.接受 WINkLink 节点所提交的随机数和证明
VRFCoordinator收到合约后会对随机数进行验证
3.对数据请求的 WIN 代币费用进行结算，提取收益
合约代码位于 VRFCoordinator.sol (https://github.com/vision-consensus/victorlink/blob/master/vvm-contracts/v1.0/VRF/VRFCoordinator.sol)。

部署 VRFCoordinator 合约时需要在构造函数提供相关参数：

constructor(address _vct, address _victorMid, address _blockHashStore)

_blockHashStore 为BlockHashStore合约地址，_vct 为VCT代币地址, _victorMid 为VictorMid合约地址。

为方便开发者, Vpioneer 测试网已经部署了 VictorMid 合约，封装了 Vpioneer 测试网 VCT 代币。 开发者可直接使用该合约地址，无需额外部署。 Vpioneer 测试网同时提供了水龙头地址可以领取测试 VS 和 VCT 代币。

Vision主网VictorLink VRF信息

节点部署

节点部署部分可以参考VictorLink，本部分仅列出VRF节点部署的不同之处。

VRFCoordinator 合约部署完毕后，就可以开始 VictorLink 节点部署。

VictorLink 节点代码位于: https://github.com/vision-consensus/victorlink/tree/master/node， 编译完成后 node-v1.0.jar 位于项目源码目录下的 node/build/libs/ 中

节点配置

节点配置文件确认完毕后，还需要创建 vrfKeyStore.yml 文件, 写入用于生成VRF的私钥(支持添加多个VRF私钥):

privateKeys:
  - *****(32字节 hex 编码私钥)

支持在无需重启节点server的情况下，动态更新vrfKeyStore，步骤如下： 首先在vrfKeyStore.yml 文件中添加新的VRF私钥 然后执行如下指令：

curl --location --request GET 'http://localhost:8081/vrf/updateVRFKey/vrfKeyStore.yml'

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Tip

通过文件而非命令行参数提供私密信息是重要的安全性考虑，在生产环境需要设定私密文件 vrfKeyStore.yml 权限为 600, 即只有拥有者可读写。

启动节点

所有配置文件都需要被复制到节点程序当前运行时目录，即 cp node/src/main/resource/*.yml ./，同时application-dev文件中的 visionApiKey 部分需要填充apikey.

使用如下命令启动 VictorLink 节点程序：

java -jar node/build/libs/node-v1.0.jar -k key.store -vrfK vrfKeyStore.yml

具体的配置项目也可以通过命令行指定，例如：

主网:

java -jar node/build/libs/node-v1.0.jar --server.port=8081 --spring.profiles.active=dev --key key.store  --vrfKey vrfKeyStore.yml

vpioneer测试网：

java -jar node/build/libs/node-v1.0.jar --env dev --server.port=8081 --spring.profiles.active=dev --key key.store  --vrfKey vrfKeyStore.yml

使用如下命令判断 VictorLink 节点是否正常运行：

tail -f logs/vision.log

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节点帐号必须有足够的 VS 代币，用于合约调用。可以通过测试网水龙头地址申请。

为节点添加 job

节点的 job 代表了节点所支持的数据服务, job ID 通过一个 32 字节唯一标识。

VictorLink 节点正常运行后，就可以通过 HTTP API 为节点添加 job:

示例：(修改下面代码中 address 参数为上述步骤中部署的 VRFCoordinator 合约地址；publicKey 参数为节点公钥的压缩值，该值可通过查看节点运行后的终端显示获得,对应项为ecKey compressed)

curl --location --request POST 'http://localhost:8081/job/specs' \
  --header 'Content-Type: application/json' \
    --data-raw '{
    "initiators": [
        {
        "type": "randomnesslog",
        "params": {
            "address": "Vxxxxxxxxxx"
        }
        }
    ],
    "tasks": [
        {
        "type": "random",
        "params": {
        "publicKey":"0x024e6bda4373bea59ec613b8721bcbb56222ab2ec10b18ba24ae369b7b74ab1452"
        }
        },
        {
        "type": "visiontx",
        "params": {
            "type": "VisionVRF"
        }
	}
    ]
    }'

查询节点 job

curl --location --request GET 'http://localhost:8081/job/specs'

为节点账户授权

节点账户需要授权才能向 VRFCoordinator 合约提交数据，否则会报错 。

需要使用 VRFCoordinator 合约的 owner 执行如下合约调用，将节点账户添加到白名单:

function registerProvingKey(uint256 _fee, address _oracle, bytes calldata _publicProvingKey, bytes32 _jobID)

其中 _fee 为注册节点生成随机数最小的VCT代币费用，_oracle 为注册节点的地址,用于接收Dapp应用对其支付的VCT代币， _publicProvingKey 为注册节点用于生成随机数的公钥，即x||y， _jobID 为节点VRF服务的JobID。

示例调用例如 registerProvingKey（10,Vxxxxxxxx, 0x4e6bda4373bea59ec613b8721bcbb56222ab2ec10b18ba24ae369b7b74ab145224d509bc2778e6d1c8a093522ba7f9b6669a9aef57d2231f856e4b594ad5f4ac, 04d773890bc347f88544dc85bea24985）。

Dapp合约

示例Dapp合约： VRFDemo.sol(https://github.com/vision-consensus/victorlink/blob/master/vvm-contracts/v1.0/VRF/VRFDemo.sol)

该示例为游戏合约，VictorLink VRF请求随机数，将随机值转换为1~20，每个数字代表一个房间，如经转换后的数字为1，则被分配到Targaryan房间，2对应Lannister房间，以此类推。

当编写新的Dapp合约时，需遵循以下规则：

a) 引入 VRFConsumerBase:

pragma solidity ^0.6.0;

  import "./VRFConsumerBase.sol";
  
  contract VRFDemo is VRFConsumerBase {
  
  }

b) 设置 s_keyHash 为生成随机数所使用的VRF key；s_fee 为单次随机数请求所支付的费用。

bytes32 private s_keyHash;
  uint256 private s_fee;

c) Dapp合约初始化：

constructor(address vrfCoordinator, address vct, address victorMid, bytes32 keyHash, uint256 fee)
    public
    VRFConsumerBase(vrfCoordinator, vct, victorMid)
  {
    s_keyHash = keyHash;
    s_fee = fee;   
  }

d) 调用 requestRandomness 来发起随机数请求，记录相应的requestId:

function rollDice(uint256 userProvidedSeed, address roller)
  {
    require(winkMid.balanceOf(address(this)) >= s_fee, "Not enough VCT to pay fee");
    requestId = requestRandomness(s_keyHash, s_fee, userProvidedSeed);
    emit DiceRolled(requestId, roller);
  }

e) 实现 fulfillRandomness 来接收 VRFCoordinator合约回调的经验证通过的随机数requestId和randomness。

function fulfillRandomness(bytes32 requestId, uint256 randomness) internal override {
    uint256 d20Value = randomness.mod(20).add(1);
    s_results[s_rollers[requestId]] = d20Value; 
    emit DiceLanded(requestId, d20Value);
  }

部署Dapp合约

部署 VRFDemo 合约时需要向构造函数中填充参数

constructor(address vrfCoordinator, address win, address victorMid, bytes32 keyHash, uint256 fee)

其中 vrfCoordinator 为 VRFCoordinator 合约地址，vct 为 VCT 代币合约地址，victorMid 为 VictorMid 合约地址， keyHash 为注册节点公钥的Hash值，可通过调用 VRFCoordinator 合约的 hashOfKeyBytes 函数获得(输入为x||y)。 fee 支付随机数生成的WIN代币费用，可修改，其值应大于随机数节点注册时要求的fee。

例如 constructor（Vxxxxxxx,Vyyyyyy, Vzzzzzzzzz,0xe4f280f6d621db4bccd8568197e3c84e3f402c963264369a098bb2f0922cb125,12）。

为合约转入VCT代币

VRFDemo 合约需要调用 VRFCoordinator 合约，所以合约账户需要有足够的 VCT 代币。可以通过转账或测试网水龙头为合约转入若干 VCT 代币。

调用Dapp合约

function rollDice(uint256 userProvidedSeed, address roller)

其中 userProvidedSeed 为用户提供的种子，roller 为使用随机数的地址

调用示例 rollDice(0x852f725894485e4979af5ea47ddd90cc68ea1ac0f4b99e52e9b91fa35a7204e2, Vxxxxxxxxx)。