擴容范式轉變之下，兩類鏈游分道揚鑣_以太坊

本文來自Dialectic，原文作者aaaaaaaaaa，由Odaily星球日報十文編譯。

游戲行業正在慢慢意識到區塊鏈技術能極大地改變游戲格局，并使玩家受益。

但是區塊鏈技術正受制于可擴展性的瓶頸，需要在保證去中心化、不增加驗證成本的情況下，增加計算帶寬。

同時，區塊鏈需要向用戶收取與節點驗證成比例的貨幣費用。因此，鏈游的計算成本相當高。開發人員被迫繞開這些限制編寫代碼，卻又導致無法表達鏈上應用的真正潛力。

幸好，當OptimisticRollups?和Zk-Rollups出現時，鏈游的可擴展性范式發生了變化。

計算由高端機器在鏈外運行，同時在結算鏈上發布欺詐證明或有效性證明，這可以保證計算的完整性。

這樣一來，網絡節點可以更快、更便宜地驗證附加證明，從而以低成本實現復雜計算，例如游戲動效展現。

比如，由Cairo支持的?Starknet?虛擬機就釋放了這種潛力，因為他們的本地編程語言不受EVM約束。

多虧了這些Rollups，計算復雜度和吞吐量才有可能以指數方式增加，同時保持驗證成本線性。這是區塊鏈擴容的范式轉變。

說回到游戲場景，在單一區塊鏈上運行游戲的每個單元在經濟上是不可行的，未來亦是如此。這就是為什么在過去幾年發布的大多數鏈游都是混合形式的：它們的堆棧只有少數組件在鏈上，而其游戲邏輯的核心部分則在鏈下專有服務器上運行。我們將這一系列區塊鏈游戲稱為弱鏈上游戲。

挪威央行選定以太坊擴容方案Nahmii合作開展CBDC沙盒項目:據官方消息，以太坊擴容方案Nahmii宣布已被選中與挪威央行（Norges Bank）合作，開展即將進行的實驗性CBDC沙盒項目。Nahmii將為挪威央行構建一個沙盒環境，后者將利用這個平臺，作為對CBDC進行更廣泛調查的一部分。挪威央行將在實驗測試中考慮許多可用的技術，包括Layer-2區塊鏈協議。[2022/5/17 3:20:25]

AxieInfinity、Crabada和TheSandbox等都屬于這一類。

另一邊，通過鏈下擴展，開發者可以以低廉的成本提供更多計算資源。因此，游戲的邏輯最終是可以作為智能合約部署在鏈上的。我們將這一系列游戲稱為強鏈上游戲。

DopeWars、Briq、Loots、TheRealms、TheNineth和Influence等等，都屬于這一類。

在本文中，我們將探討這兩個類別鏈游的優勢和劣勢。

優勢

更直接地擴展

更容易被受眾接受

好的用戶體驗

低延遲

快速的錯誤修復過程

輕松禁止作弊者

弱勢

自上而下的開發

閉源

需要信任游戲發行商

美元穩定幣 DAI 合約已部署至以太坊擴容方案 Optimism:MakerDAO 智能合約工程師 Brian McMichael 在推特上表示，以太坊擴容方案 Optimism 的 Layer 2 橋已部署至 MakerDAO 主網并進行最后的測試，美元穩定幣 DAI 的合約已部署至 Optimism。[2021/7/9 0:39:34]

無法保證可組合性和互操作性

所有權

非持久性

弱鏈上游戲更容易擴展，因為它們將大部分堆棧保留在鏈下。鏈上的游戲部分通常是以?NFT?為代表的游戲內資產和游戲內代幣，它們可以在開放和無許可的市場上自由交易和轉移。因此游戲發生在鏈下，然后經濟結算在鏈上完成。

弱鏈上游戲的缺點可以追溯到中心化的根本問題，游戲發行商扮演中央角色，隨著時間的推移可能會發生尋租，游戲發行商可以單方面開始審查、更改規則或者突然消失。此外，弱鏈上游戲也無法保證互操作性和可組合性，因為游戲邏輯是脫鏈的。

從好的方面來說，用戶體驗與傳統游戲非常相似，考慮到游戲的客戶端-服務器連接類型，延遲不是問題。任何更新都可以順利推出。由于游戲訪問是封閉的，因此游戲發行商可以禁止違反服務條款的玩家。

優勢

開源

自下而上的發展

潛在的可組合和可互操作

客戶抽象化

借貸協議Unilend（UFT）將擴展至以太坊擴容解決方案Polygon:官方消息，借貸協議Unilend（UFT）宣布，將擴展至以太坊擴容解決方案Polygon。[2021/5/11 21:47:10]

信任最小化

免許可

永久的

弱勢

用戶體驗

默認不隱藏信息

玩家可能會接觸到回溯和其他形式的MEV

延遲

錯誤修復可能需要社會協調

機器人

借助強鏈上游戲，開發人員可以利用任何公共鏈上的組件，例如：

物理引擎

用于獲取隨機性的鏈上VRF原語

代表技能樹的NTF，可移植到游戲的任何模組

任務合同，任何人都可以在游戲中部署和導入他們的任務

每個游戲組件都是可組合和可互操作的，并且可以無限復制。

這為無休止和強大的自下而上合作奠定了基礎。MatchboxDAO就是一個明顯的例子。

強鏈上游戲解鎖的另一個重要功能是客戶端抽象。用戶不會被迫使用特定的平臺來玩他們的游戲。他們需要的只是訪問一個節點。他們也不需要等待游戲發行商發布游戲。模組制作者也不會面臨任何可移植性問題。

現在讓我們來看看強鏈上游戲的一些弱點和未來挑戰。

Matter Labs推出新型以太坊Layer2擴容方案zkPorter:以太坊研究小組Matter Labs宣布推出新型以太坊Layer2擴容方案zkPorter 。zkPorter是一種基于zkSNARK的新型擴容技術，通過結合zkRollup和分片技術來處理數據可用性，它能支持任意多個分片，每個分片都有自己的數據可用性策略，由分片內的智能合約定義，各分片的選擇在個人帳戶級別進行控制。Matter Labs表示，目前zkRollup能在ETH 1.0上達到3000 TPS的性能，且保守估計（取決于 ETH 2.0實施細節）在分片的ETH 2.0上至少可以處理20000TPS，但zkPorter的目標是支持數十億用戶的需求，需要進一步降低成本，提升性能。（Medium）[2020/8/3]

用戶界面/用戶體驗

在強鏈上游戲中，游戲合約的每一次狀態變化都需要在鏈上進行注冊。因此，用戶需要為他們在游戲中執行的每個動作簽署交易。這種方案對于RTS這樣的高速游戲是不可行的。

賬戶抽象是對以太坊賬戶模型的一個明顯改進，Starknet和Optimism等Rollups正在實施。使用AA，每個外部擁有的賬戶都是一個智能合約，允許部署強大、安全和高度可定制的智能錢包。

這種智能錢包可以讓用戶不必為每個游戲中的動作簽署交易，同時可以在主錢包上保持強大的安全性。

回溯和gaMEV

聲音 | 比特幣協會創始主席：BSV會通過擴容和增加交易量來實現比特幣愿景:12月7日下午，在BSV中國大會上，比特幣協會創始主席Jimmy Nguyen發表主題演講。他表示，當前比特幣7筆/秒的交易性能完全沒有實現比特幣白皮書中所提及的愿景。BSV要做的就是通過提升區塊大小上限來實現擴容，同時通過增加交易量來改善比特幣的經濟模型。為使礦工保持盈利，“挖礦獎勵”的損失要通過增加交易量也就是交易手續費來彌補。BSV是未來唯一能讓礦工持續盈利的區塊鏈。今年7月，我們在壓力測試中連續產出12個2GB區塊，包含的交易量在270-400萬筆之間，交易處理能力理論值超過9000 筆/秒。在擴容測試網啟動后的26天內，交易量突破14億筆，是BTC鏈上10年交易量總和的3倍。[2019/12/7]

當玩家將交易發送到公共內存池時，如果交易以可讀的形式提交，他們就可能將自己暴露在反向運行中。內存池的任何觀察者都將能夠提前知道下一個動作流將是什么并采取相應的行動。

例如，考慮一個格斗游戲，其中Player1提交與內存池上的動作相關的交易。同時，Player2正在監控內存池中來自Player1的所有交易。交易一提交，Player2就可以預見對手的下一步行動，并完美反擊對手。

Player2用他們的High-Parry反擊Player1的High-Kick

這類問題的解決方案是：通過加密玩家的行為或通過私人內存池發送交易，來防止回溯或被預判。

除了系統性的逆向開發之外，每一個強鏈上游戲都可以呈現長尾?MEV?或gaMEV的形式，例如?Briq?的?Sylve?所創造的那樣。套利、搶先交易和其他復雜形式的gaMEV機會將很突出。由于它們嚴格依賴于游戲的架構、動態和元游戲，因此無法以一般化的形式定義它們。

在各種情況下，我們相信長尾gaMEV提取將在接下來的幾年中成為一項非常突出的活動。

信息隱藏

大多數競技游戲依賴于某種程度的隱藏信息。

但是，公共區塊鏈卻以清晰易讀的方式存儲所有信息，世界上任何有權訪問節點的人都可以訪問。這就導致任何觀察者都可以通過讀取存儲在智能合約上的信息來利用其他玩家。

想象一下在一個實時戰略游戲中，玩家通過組建不同屬性的戰爭部隊來相互對抗，每個用戶因為視野受限只可看見部分游戲地圖，由于部隊的人口結構對戰斗結果很重要，因此在戰爭迷霧中看到對手的作戰策略是一種競爭優勢。而區塊鏈技術可以通過讀取智能合約來窺探對方的作戰方法，從而調整自己的策略。

當本應保密的信息在游戲合約上公開時，可以讀取存儲字段的人和不能讀取存儲字段的人之間就存在不對稱性。由于區塊鏈游戲通常帶有金錢獎勵，因此這種利用過程更加嚴重。

異步回合制游戲可能會實施提交-顯示方案。玩家可以用非中心化的形式發布他們的行動，而無需透露他們的潛在意圖。

另一種解決方案是利用零知識證明。如本文開頭所述，ZKP是非常強大的加密原語。它可以讓外部方驗證狀態轉換的有效性，同時來保持計算的私密性。

DarkForest是一款完全上鏈的MMO，率先使用zkSNARKs來保護游戲內信息的私密性。在DF中，玩家可以在宇宙中征服行星。但是，他們不需要提交他們所征服的行星的坐標。而是提交散列的坐標和本地生成的zk-proof。同樣的，每當他們想從A星球移動到B星球時，他們需要提供兩個星球坐標的哈希值加上對應的zk-proof。只有玩家知道坐標和狀態轉換，因為它們存儲在本地。每個外部用戶只會看到哈希和zk-proof。

來自黑暗森林博客的方案

ZKP的最大缺點是生成它們的計算量非常大。例如，在現代設備上生成zkSNARK可能需要幾到幾十秒。

但對于實時游戲來說，我們希望ZKP的生成時間能縮短到亞秒級。

延遲

如果成千上萬的用戶通過調用公共RPC端點每秒讀取數十萬次智能合約，有可能迅速造成網絡過載。理想情況下，每個用戶都應該能夠在他們的瀏覽器/設備上運行他們的本地節點。

此外，鏈上游戲的安全可能比鏈上金融相關活動更弱，因為偽造攻擊造成的經濟損失要小幾個數量級。因此，從安全的角度來看，運行本地輕節點可以被認為是足夠好的。

以太坊的無狀態客戶端Verkle樹、Mina的遞歸zkSNARKs和Polkadot的SubstrateConnect都是朝著這條道路邁出的。

然而，RPC擁堵問題只是延遲問題之一。由于網絡的點對點性質，玩家可能會因為網絡拓撲而遭受高延遲。

延遲問題的一種解決方案是Xaya團隊的游戲頻道。作為狀態通道，玩家可以直接打開一個鏈下通信通道，他們可以在其中玩自己的動作，同時不斷的更新鏈上狀態。

它將允許實時交互能夠降低到相關方之間地理距離最小的延遲限制。

玩家在他們的直接溝通渠道中進行鏈下交互，僅在需要時進行鏈上結算。但是，在兩方之間打開鏈下通道可能會帶來兩個主要缺點：

在沒有中央機構在場的情況下建立事件的順序；

防止拒絕服務。

考慮一個FPS游戲的兩個玩家之間的游戲通道，兩個對手之間有一些延遲。有時，它們會出現在彼此的前面并同時扣動扳機。從玩家A的角度來看，他們先出手。但是玩家B看到了相反的情況。我們如何確定誰先開槍？以上可以追溯到分布式系統中的根本時序問題。除此之外，當打開一個直接通道時，玩家會互相暴露他們的IP，使他們可能更容易受到拒絕服務攻擊。

目前尚不清楚如何以可擴展和信任最小化的方式解決這些缺點。

在比特幣的閃電網絡上，第三方可以運行?Watchtowers?來檢測并防止不誠實的交易對手在用戶離線或在違規時無法響應時竊取用戶的資金。

以類似的方式，讓受信任的第三方作為游戲頻道內的計時機構可能是解決爭議的令人滿意的解決方案。

盡管上述方案會在游戲中引入中心化組件，但這些第三方可能造成的最大傷害是通過提供不正確的信息來影響游戲回合的結果，但絕不會竊取用戶的資金。而且，如果被發現行為不誠實，他們可能會失去聲譽、客戶甚至股份。

結論

以上只是強鏈上游戲面臨的挑戰中的一部分。我們還沒有涉及到還原交易、數據存儲等等。?建設者將不得不圍繞區塊鏈架構的技術挑戰和負外部性來開發他們的游戲。

盡管如此，鏈上可組合性和互操作性仍然是非常強大的手段。人類協作、元游戲和MEV機會的全新水平將在未來幾年內出現。

現在區塊鏈擴展正在慢慢成為現實，有了高擴展性方案的支持，我們期待看到更強大的鏈游出現。

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