阿土仔走进房间，锁门关窗，变出一个私钥。他很得意，因为这个房间密不透风，之后一个月他陆续把18.5个比特币放进对应的地址。
两天后，这些币不翼而飞。
阿土仔一屁股坐在地上，欲哭无泪，保密工作严丝合缝，不会是被人猜到了私钥吧？
这是个坊间传闻，让人不寒而栗。我们先绕开这个故事的真实性，从概率角度帮阿土仔算算私钥被人猜到的可能性，并且吹散一朵悬在你心头已久的疑云：
为什么私钥不可能被猜到？
一、私钥是一个随机数
如果你有过比特币，那你眼中的私钥应该长这样：
KxqVS5Bs1T1MoNA5HG9kgFyF5wtNeWMRFUf55Bq2XAqjshWNw85d
但在计算机内部，私钥是一个256位的随机数，表现为256个0或1。我们借Excel用8✕32的表格展现。注意，实际上并不是八行，而是一行：
图1 比特币私钥是个256位随机数
每一位只有0或1两种可能，但256位的长度，使得这个随机数的可能数量达到2的256次方。如果你用计算器算，就会发现结果是1.16×10的77次方：
我们都知道这是个很大的数，但到底能有多大，并不是每个人都清楚。
假如你从3岁起数星星，每秒数1只，不吃不喝不睡，节假日双不休，数到303岁，那么你能数完100亿颗星星。
而这个数字，是10的10次方：
你可能会想，如果开个挂，300年的星星在1秒内数完，是不是能快点？那么恭喜你，用同样的勤勉数上300年，能数完的星星数量是10的20次方：
好吧，你累了，兄弟我来陪你一起数，而且继续开挂：把10的20次方个星星打包成1颗星，1秒数完，那么到我们150岁生日那天，能数完的星星数量是10的30次方：
太好了，我们并肩数完了全宇宙的星星，可是私钥还有很多呀。我们把三生三世数过的十里星光换算成私钥的数量，并且操起量子计算机的锅铲，再炒三世轮回，那我们能遍历多少私钥呢？
答案是10的60次方：
那现在我们距离私钥世界的尽头10的77次方还要走几里路呢？
数学说：很好，你俩已完成了全部工作量的0.0000000000000000001%
心好累。
量子助场，几世开挂，本想死磕自己，却没想到磕死了兄弟我，还没磕出根毛。
其实也不奇怪，因为私钥个数在数量级上接近一个数字：宇宙中全部原子的个数——10的80次方：
我们花几辈子去数全宇宙的原子，数不完也不冤。所以可想而知，作为一个随机数，被人撞出来得有多憋屈？
不过确实有一种可能，使得私钥被撞不是神话，因为一些工具生成的私钥是伪随机数。
二、什么是伪随机数？
伪随机数由确定性算法产生，乍看很难找出规律，但只要重复足够多次，周期特征就会浮出屏幕。
为什么会这样？
因为伪随机数的生成原理：种子驱动。
每个伪随机数都由上一个数和种子决定。种子来自其他随机算法，是随机数的随机数，最常见的种子是时间，如2018年3月10日18:30。
任何人只要知道随机算法和种子，就能根据前一数掐算出后一数。也就是说，如果算法和种子被人猜到，随机数就是明文。
我们平时可以用伪随机数在单位年会上抽个奖，但在雕刻私钥的场合，还是应该谨慎些，因为伪随机数的可测性使得它在密码学上并不安全。
比如，本来应该遍历我们七生七世数过的星星数，但一次不经意的循环就能指数级地剥落遍历范围，使得最终能遍历到的随机数数量，仅限于我们第一世数过的星星：100亿个。
所以，即使恶意者不知道你的种子，但只要他们搬出一台小小的量子计算机，就能一炮轰开你的财富大门，因为你算法能遍历的空间就这么一点。如果换作普通计算机，一年半载也能攻破。
可事实却是：
绝大多数人在制作私钥时，并不会在意是否使用了伪随机数生成器，也不会在意使用的种子是什么货色，更不会在意暴力遍历全局所需的时间。
伪随机数像一个头箍一样，套在我们看不见的旷野上，把原本庞大的可能性越箍越细，极速收敛，收敛到只剩一点，甚至是点中的点。
但是，如果你从没在意过这些也不必焦虑。还记得么？我们几世轮回开挂数过的星星数目，最终也不过是根毛。所以，如果一个伪随机数生成器能遍历到我们那样的范围，同时很难找到规律，那也算个英雄。
很多研究称程序算法生成的都是伪随机数，这是有充分根据的。可如果遍历范围足够大、不可测性足够高、破解时间需要成万上亿年，那么在数学意义上它也足够安全。
你可能已经发现，每枚硬币都是一个伪随机数生成器，只是遍历范围小，而且规律明显：出现频率各为50%的0和1。但256枚硬币拼出的伪随机数矩阵，就接近一个真随机数生成器。
三、真随机数不在灯火阑珊处
真随机数指依赖硬件参数变化产生的随机数，能遍历所有数字空间——维基百科
我们可以用物理方法产生真随机数：抛硬币、掷筛子、使用电子元件的噪音信号。基于真随机数产生的私钥范围充斥1到2的256次方之间，而且完全摸不到规律。
说到真随机数，有个无法绕过的概念——熵池
熵池是贮藏随机性的思维工具，用熵池值度量。你可以把熵池值理解为捣糨糊的程度：浆糊捣得越浓厚，熵池值就越高，能提供的随机性也越大，在此基础上烤出来的随机数就越香。
基于图1的私钥原理，我们可以土法炼钢，烧制出自己的真随机数私钥。方法是抛硬币，逐一记下结果，断网后用数学工具将结果转成私钥格式。
但是你把一个硬币连抛256次，熵池值就不如你分别抛256个硬币来得高；一口气抛256个硬币，熵池值就不如每天吸一口气、分十口气抛完来得高。
熵池的概念同样适用于伪随机数，如果你钟情高熵池，可以先打开钱包，再打开我们公众号抚摸两篇文章，再生成私钥，就能获得更多的随机性。
熵池解决的是随机性问题，让人找不到下一个数出现的规律。这是真伪随机数共享的概念，而区别于伪随机数最重要的点在于：真随机数范围极大。
你一定听过国王在棋盘上奖励别人大米的故事：64个格子，第1个格子奖1粒米，之后每格奖的米粒比前一格多一倍，到第64个格子，需要奖出的米是全球800年大米产量之和。
在任何不起眼的小点上翻一倍，持续翻，用不了多久就会出现一个令人乍舌的数字。
把国王的故事反过来看：对着任何好运拦腰连砍256刀，就能切碎所有偶然。所以，真随机数虽然存在，但并不在灯火阑珊处，并非闲杂人士用千百次回首就能找到。
于是我们能推测，用量子计算机去刺探真随机数私钥，有生之年是刺不过来的。
量子计算机看起身强力壮，但在遍历真随机数私钥上是肌无力的，它咬紧牙关也只能往前爬10-20个数量级，而真随机数私钥有77个数量级，有种手握圆珠笔头、心想戳穿地球的感觉。
而且，假设未来出现超越量子计算机的技术，能追上真随机数的数量，但只要轻轻拉长私钥长度，哪怕只长出一位，就能让这种尖端技术的锋芒像棉花一样噗嗤软下来。
下面我们从视觉角度，对比真伪随机数的生成，白线和蓝线代表两种随机数游走的结果：
刚开始，我们并不能断言谁真谁伪：
还是看不出规律？此时，如果让蓝线继续游走，周期特征立即了然：
经过足够多次的重复游走，真伪随机数的面目已然清晰：
我们并不能因此断言白色就是真随机数，因为如果把上图向四周扩展到足球场那么大，可能会出现另一种规律。但相对蓝数，白数伪得不是很厉害。
有研究称，严格意义上的真随机数只存在于量子力学中。到底有没有真随机数？我们无力遍历，也无法证伪，所以这种讨论会飘成一个哲学问题。
但有一点可以明确，如果两次产生了相同的私钥，那一定是程序问题，历史上几次因随机数导致的丢币，都是因为写错程序，比如blockchain.info上两三次随机数事件。
回忆一下我们曾面对的星空，对于2的256次方来说，碰撞绝无可能，这是整个密码学的根基。
具体体现在：如果你确实知道，那你当场就能拿出私钥。可如果不知道，那你盼穿双眼、望尽飞鸿，飞鸿也不会理你。
真随机相对伪随机不仅遍历范围大，而且没规律。如果伪随机数是地球上的石头，那真随机数就是宇宙里的沙子。
同时，任何一颗沙子往下个数量级一滚，就会泼出一片宇宙，我们抬眼望到的宇宙星空全景，不过是一颗微尘表面无法被人感知的突起。
所以，如果有人问你为什么真随机数私钥无法被人猜中，那古倩敏写的一句歌词就是对他最好的回答：
山河大地本是微尘，更何况是尘中的尘。
结语
阿土仔并非虚构，而是确有其人：Turkeyslam。他曾用一个月陆续存入10笔比特币，两天后被人转走，他跑去Reddit上求助，还贴出自己地址的交易记录。
但这于事无补，因为那个世界没有法院，只认私钥。
这是密码学的底层哲学——用数学燃尽心怀恶意者的好运，以此保护你的财产神圣不可侵犯。可人们常常未曾在意过数学端来的这份好意，这和我们生活的场景有很大关系。
比如，日常生活中得知同事工资比自己多10%时，很多人会心生杂念，但直面大数时，人类往往束脑无策，因为它极少出现在生活场景中。很多人对超大数的感知和婴儿对手枪的陌生是一样的。
在超大数层面，几倍的不同都可以认为完全相等，数量级外的差距才值得关注。
这是我们基因中缺失的一缕DNA。
人类祖先刚把大脑从史前空运而来，这让我们对超大超小数的概念停留在结绳计数时代——所有的数不过是十根手指嘛。科技爆炸短短百年，我们还不习惯脱离本能思考，所以总在看不见的数量级上一脸茫然。
唯一的应对方式是凝视自己的直觉，不断启用大脑皮层的逻辑思考区域，而真随机数的概念是对这种认知模式的小小历练。
我们从真随机数的星空回到日常生活，凡事都有利弊，但不是所有弊端都值得计较。很多时候经你权衡，很容易算出优劣，并且常常是数量级的差距。
很多牛人忽略小事不是大老粗的个性，而是因为细算过的理性。
谁都曾用扔掉西瓜的代价去捡过芝麻，所以我们需要明辨的除了轻重缓急，还有轻重的数量级，然后把精力和资源倾注到那些最重要的事情上，这是数学曾在我们耳边私语过的悄悄话。
我们曾在《韭菜防割手册·比特币篇》一文中提过数量级的概念，把它比作家里的马桶，不是看不起马桶，而是让你体会多数人明明身在其中、但却感知不到的重要。
概念像空气，环绕在我们四周。海涛拍岸之时，你可以紧盯K线，也可以死磕概念，这都可以成为你的选择，但微尘和山河的关系不应该被我们忘记。
所以，加紧复习第二季吧：
POS
DPOS
PBFT
zk-SNARK
祝你每周都有进步
参考资料：
1、https://youtu.be/itaMNuWLzJo 真伪随机数演化
2、https://youtu.be/tClZGWlRLoE 原来骰子也能预测~
3、http://t.cn/REQubB9 Turkeyslam在4年前发的求助帖
4、Andreas 精通比特币第4章：密钥、地址、钱包
5、文浩：比特币钱包的基础知识
6、https://github.com/grondilu/bitcoin-bash-tools/blob/master/bitcoin.sh
将二进制结果转换为十六进制，再使用此工具制作私钥，需在4.0以上版本的bash上运行，建议在断网环境下尝试，并且做好备份，审慎保管。
