如何用 zkSNARK 做一款鏈上德撲游戲？_ANT

作者：曼達洛人，MantaNetworkProtocol

在過去一年多時間里，越來越多人意識到ZK這種密碼學工具的強大，我們也看到很多零知識證明應用的興起，比如隱私社交、隱私投票、隱私DAO等等。實際上，零知識證明的應用非常廣闊，有鏈上隱私需求的應用都可能會用到零知識證明。

在剛剛結束的ETHSanFrancisco2022期間的ETHGlobal黑客松活動中，MantaNetwork密碼學開發團隊的小伙伴們就在短短36個小時的時間里做出了一款基于zkSNARK的德撲游戲，并在ApeCoin、ENS、SKALE、Optimism主辦的四個競賽單元拿到獎項。

很多人所熟知的DarkForest就是基于zkSNARK的一款實時策略游戲。非完全信息游戲即玩家不掌握全部狀態的游戲，比如在撲克中，玩家手中的牌是私密信息，摸牌的過程也是完全隱私的。非完全信息的有趣之處就在于可以催生一系列復雜的游戲策略。

Polychain Capital實習生展示如何使用100美元對CheapETH進行51％攻擊:風險投資公司Polychain Capital的18歲實習生Anish Agnihotri展示了51％攻擊的工作方式，以達到教育目的。Agnihotri選擇了CheapETH來進行實驗。為了發動攻擊，Agnihotri租用了能夠每秒執行14.4億哈希的挖礦設備。這樣一來，他就可以占據該網絡哈希率的72％左右。此外，他還租用了虛擬機來運行區塊鏈。總費用不到100美元。（The Block）[2021/5/18 22:12:59]

在公共區塊鏈上，由于鏈上數據的公開透明，很難構建非完全信息游戲。但是，通過零知識證明技術，玩家可以保持在保持隱私狀態的同時，公開提交可驗證的有效動作。

掌柜調查署 | 疫情之下，區塊鏈企業該如何應對？:修我甲兵，與子偕行。疫情之下，區塊鏈企業該如何應對？

今天下午15：00，金色財經掌柜調查署，由金色財經合伙人佟揚對話WBF交易所創始人Bella Fang，一起聊聊此次“新冠”疫情期間WBF的應對舉措。

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在此次的黑客松活動中，MantaNetwork基于zkSNARK構建了一款鏈上德撲洗牌和發牌系統。這套系統主要解決了鏈上德撲游戲中存在的兩個問題：如何公平地進行洗牌以及如何隱蔽地在玩家間發牌。

本質上，基于零知識證明的鏈上德撲，讓發牌主體去中心化，莊家無法通過控制發牌來控制牌局。

在Web2中心化客戶端里玩德撲，會遇到這樣的情況，可能性極小的牌，剛好就發給你了。大概率能得到的牌，卻出不來。

動態 | Kyle Samani發推質疑Block.one如何在兩年時間花掉 8 億美元:著名區塊鏈投資機構 Multicoin 創始合伙人 Kyle Samani 發推質疑 EOS 背后的開發公司 Block.one 如何在兩年時間中燒掉 8 億美元。Kyle Samani 發表推文稱，如果 Block.one 通過 ICO 融資了 40 億美元，現在的資產負債表上有 32 億美元的資產，那么這家有 200 名員工的公司如何在兩年時間里花掉了 8 億美元現金？Kyle Samani 還稱，Block.one 進行了 1.8 億美元風險投資，但這不是支出，即便把這些投資的賬面資產都減記為 0 ，時間也不夠用。而 Staked.us 的聯合創始人 Jonathan Marcus 則表示，Block.one 花費的那 8 億美元中，最少有 5.3 億美元用于股權回購，因為 Block.one 過去兩年共進行了兩次股權回購，一次花費了 3 億美元，最近又回購了 2.3 億美元的股權。[2019/6/3]

目的就是借發牌操縱牌局，讓你的對手，在線下贏牌概率極低的情況下，在線上恰好贏你。

動態 | Block.one 總裁發文闡述區塊鏈如何解決銀行的 KYC 和 AML 問題:據 IMEOS 報道，Block.one 總裁 Rob Jesudason 十分鐘前發文《How Blockchain Offers an Answer to Banks’ KYC and AML Issues 》闡述區塊鏈如何解決銀行的 KYC 和 AML 問題。他認為區塊鏈不是官僚或新聞中想象的監管雷區; 相反，它可以成為監管機構的資產。

文中提及在過去十年中，許多世界領先的銀行都因反洗錢問題而被罰款，罰款總數達260億美元之多。而在過去12個月中，監管機構如何考慮如何鼓勵使用區塊鏈技術方面取得了進展。區塊鏈技術可以減輕數據模糊性并減少欺詐的可能性。如果所有銀行都在區塊鏈上，那么KYC和AML數據可以以安全，透明和無縫的方式在金融機構之間共享。[2018/10/16]

這就是為什么我們需要去中心化德撲。

阿里巴巴集團首席人力官：區塊鏈能帶來無限可能 未來如何與產業結合還是未知 :在今日舉行的2018中國綠公司年會上，阿里巴巴集團首席人力官(CPO)童文紅表示，阿里巴巴與想做的百年企業來比還只是一個19歲的孩子，其實面臨著非常非常多的困難。區塊鏈、量子等技術創新帶來無限可能，未來怎樣跟產業結合，會帶來什么樣的變化，誰都無法預測，阿里也面臨著從平臺到生態的挑戰。[2018/4/23]

ZKShuffle系統有三個功能：

ZKShuffle.setup：每位玩家都生成一個密鑰對，并將每個人對應的公鑰放在一起生成一副聚合公鑰。

ZKShuffle.shuffle_encrypt:在進行洗牌時，每位玩家都需要依次調用shuffle_encrypt。

為了保證加密和解密可以任意順序進行，這里我們用到的是同態加密方案。比如說，本局游戲中有三位玩家，在經過一輪加密后，每張牌都會有三個加密鎖：Card{Alice,Bob,Charlie}。

ZKShuffle.decrypt:如果想要向一位指定玩家發牌，每個玩家都需要調用解密功能。比如說，如果游戲的邏輯是要將牌發給Charlie，正確的順序應該是：Alice拿到加密牌Card{Alice,Bob,Charlie}，用她的密鑰進行解密，然后將解密后的牌Card{Bob,Charlie}在鏈上進行提交，同時提交一個零知識證明來驗證解密的有效性。

Bob在鏈上拿到Alice提交的這張部分解密的牌Card{Bob,Charlie}后，再用自己的密鑰進行解密，并在鏈上提交這張牌Card{Charlie}以及驗證解密有效性的零知識證明。最后Charlie就拿到了Card{Charlie}，只用他自己的密鑰解密就可以查看他的牌了。

MantaNetwork密碼學開發團隊用ZKShuffle構建了一套德州撲克demo，這是一個基于Solidity,React和Ether.js的去中心化應用。在這個demo中，每當一輪新的游戲開始，所有的玩家都要進行一輪設置，以保證在鏈上的這幅撲克牌是公平洗過的。然后，每位玩家都需要進行一輪解密后拿到兩張牌。這些，玩家就可以在一條EVM區塊鏈上玩德州撲克啦。

Manta目前已將這個DApp部署在了OptimismGoerli,EthereumGoerli和Skale區塊鏈上。

實現原理

整個項目由3部分組成：

ZK電路；

用于驗證解密和洗牌的智能合約，包括ZKShuffle合約和游戲邏輯合約DApp前端，使用React和ether.js以及CircomlibJS庫構建的Demo；

CircomlibcryptographicJS庫。

在Circom的實現中，采用ElGamal加密方案，并使用現有的Circom庫，如poseidonhashes。

加密電路有87308個R1CS約束，在DApp中的證明生成時間為4.5秒。解密電路有1522個R1CS約束，在DApp中的證明生成時間為0.1秒。使用SnarkJs來生成DApp中的零知識證明。

智能合約由兩部分組成：ZKShuffle框架合約和德撲游戲邏輯合約。ZKShuffle合約簡易封裝了ZKP驗證邏輯和兩個電路。邏輯合約部署了一個狀態機，從RPC節點獲得游戲當前階段和輪到哪個玩家的次序。

DApp使用React框架和Ether.js實現，展示德撲桌面以及每位玩家的動作動畫。當需要玩家做出動作時，這個玩家只需點擊UI中的按鈕，使用metamask進行交易簽名即可。

觀看Demo

關于MantaNetwork

MantaNetwork致力于通過隱私保護構建一個更好的Web3世界。Manta的產品設計從第一性原理出發，通過zkSNARK等領先的密碼學架構為區塊鏈用戶提供端對端的隱私保護。在保障隱私的同時，Manta兼具互操作性、便捷性、高性能以及可審計性，允許用戶進行任意平行鏈資產間的隱私轉賬和交易。Manta的愿景是為整個區塊鏈世界提供更便捷的隱私保護服務。

Manta的創始團隊由多位加密貨幣資深人士，教授和學者組成，他們的經驗包括哈佛大學，麻省理工學院和Algorand。Manta的投資機構包括Polychain、ParaFi、BinanceLabs、Multicoin、CoinFund、Alameda、DeFiance以及Hypersphere等。Manta也是波卡官方Web3基金會資助獲得者，SubstrateBuilderProgram成員，伯克利大學區塊鏈加速器成員。

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