隨機數

什麼是一次性隨機數 (Nonce)？

Nonce 一般稱為一次性隨機數，來自英文「只使用一次的數字」的組合，是比特幣（Bitcoin, BTC）挖礦程式所使用的數字，它會被合併到區塊頭（Block Header）中，然後會針對此資訊進行雜湊處理。如果產生的十六進位數字小於或等於區塊鏈網路的難度目標，則礦工的區塊就會被附加到區塊鏈中，接著就會啟動新流程，並重複此過程。

挖礦和 Nonce

在挖礦過程中，Nonce 扮演著重要的角色。比特幣礦工會利用 Nonce，以便發現可以滿足特定標準的有效雜湊值（Hash），例如：開頭有一定數量的零。他們會使用不同的 Nonce，套用並運算大量的雜湊函數，直到產生有效的雜湊值為止。

驗證過程

當礦工的雜湊值輸出達到預定門檻時，該區塊就會被新增到區塊鏈中。第一位識別出有效 Nonce 的礦工就可以獲得獎勵，並且將下一個區塊附加到區塊鏈中。

調整難度

挖礦協議會調整難度等級，以確保大約每 10 分鐘會建立一個全新的區塊，而此部分的調整就是奠基於區塊鏈網路的總雜湊能力。更高的雜湊能力會增加難度，就會需要更多的運算能力來挖礦全新的區塊。

Nonce 的重要性

在密碼學中， Nonce 扮演著重要角色，可以確保安全通訊，並且防止各種類型的攻擊。讓我們深入研究幾個關鍵方面，看看 Nonce 的重要性。

「隨機變數（Nonce）」一詞源自於「數字（number）」和「使用一次（used once）」，是密碼協議中的關鍵組成元素，代表在特定上下文中，只使用一次的隨機變數或偽隨機變數。Nonce 的唯一性可以加強加密操作的安全性，讓壞人很難預測或操縱數據流。

在加密通訊安全方面的重要性

在加密通訊中， Nonce 對於防止重播攻擊（Replay Attack）來說很重要，攻擊者會攔截，並且惡意地重新傳輸之前捕獲的通訊。每個訊息中包含唯一的 Nonce，就會讓攻擊者幾乎不可能複製通訊順序，並且執行成功的重播攻擊。

此外，Nonce 通常也會和其他參數結合使用，例如：時間戳記、會話標識符號等等，以便提高其在加密協議中的唯一性和有效性。這種合併為潛在攻擊者增加了額外的複雜性，明顯地增加了破解或操縱加密數據的難度。

在防止重播攻擊（Replay Attack）方面的關鍵角色

Nonce 對於防止重播攻擊來說很重要，攻擊者會攔截，並且惡意地重新傳輸之前捕獲的通訊。每個訊息中包含唯一的 Nonce，讓攻擊者幾乎不可能精準地複製通訊順序，成功地發動重播攻擊。

此外， Nonce 通常都是從安全的隨機數產生器中，或是從加密函數中產出的，以確保其不可預測性和唯一性。對阻止各種加密攻擊來說，這種不可預測性很重要，像是已選定的明文攻擊或生日攻擊，其中 Nonce 的重複使用就可能會導致加密過程中出現漏洞。