要約

Zypher Networkは、主権Layer 3 RollupsからZK-as-a-service SDKsまでの一連のZKP駆動のゲームエンジンを含む、次世代の自治世界インフラを構築しています。私たちの技術は、分散型ゲームに必要なコンポーザビリティ、プログラマビリティ、スケーラビリティ、暗号学的原則を提供します。これにより、ゲーム開発者は、スケーラビリティ、公平性、ゲーム戦略の複雑さを強調した、豊かでインタラクティブなオンチェーンの世界を創造する能力を持つことができます。

1. 背景

1.1 全チェーンゲームとは

イーサリアムのチューリング完全性に基づいて、イーサリアム仮想マシンのコードは、あらゆる想定可能な計算をエンコードすることができ、多くの種類のブロックチェーンアプリケーションが発展しました[1]。全チェーンゲームの発展においても、イーサリアムは重要な役割を果たしており、主にスマートコントラクトの導入を通じて複雑なゲームロジックを実現し、非同質化トークン（NFT）[3]をサポートしてゲーム資産の独自性と取引可能性を確保し、強力な開発者コミュニティとエコシステムを構築し、全チェーンゲームの革新と成長を促進しました。さらに、イーサリアムはDeFi [4]とゲームの融合を推進し、「Play to Earn」モデルを創出し、Layer 2 [5]などの技術革新を探求し続け、性能とスケーラビリティを向上させ、全チェーンゲーム業界の発展と繁栄を大いに促進しました。

全チェーンゲーム（Fully on-chain game）とは、ゲームロジックとデータが完全にブロックチェーン上に保存されるゲームを指します。このようなゲームの運営とインタラクションはすべてスマートコントラクトに基づいているため、分散化、ゼロトラスト、検証可能性、透明性、追跡可能性など、ブロックチェーン技術の利点を最大限に活用できます[6]。上チェーンの内容によって、コアロジックの上チェーン、資産の上チェーン、成果の上チェーンに分けることができます。

全チェーンゲームは、部分チェーンゲーム（Partial On-Chain Games）[7]と対比されます。部分チェーンゲームは、ゲーム資産や取引記録などの一部のゲーム要素のみをブロックチェーン上に保存し、ゲームロジックやデータ処理は依然として従来の中央集権的なサーバーに依存しています。

1.2 なぜ全チェーンゲームが必要なのか

全チェーンゲームに対する市場の需要は、以下のいくつかの側面から理解できます：

分散型ゲーム世界： 全チェーンゲームは中央集権的なサーバーへの依存を排除し、ゲームの運営をより分散化します。これにより、システムの安全性と検閲耐性が向上し、特定の組織や個人への依存リスクが低下します。[8]

ゲームの公平性： ゲームロジックとデータがブロックチェーン上に保存されているため、ゲームのルールと状態はすべての人に対して透明です。これにより、プレイヤーはゲームの公平性と結果の正確性を検証でき、ゲームの信頼性が向上します。

資産の所有権： 全チェーンゲームは、非同質化トークン（NFTs）を使用してゲーム内のアイテムやキャラクターを表現でき、プレイヤーはこれらの資産を真に所有し、管理できるようになります。この所有権は、プレイヤーがゲームに参加する動機となり、現実世界での価値と利益を提供します。

永続的な運営： ゲームの状態とロジックがブロックチェーン上に保存されているため、全チェーンゲームは高い持続可能性を持ちます。ゲームの元の開発者がゲームをサポートしなくなっても、ブロックチェーンがブロックを生成し続ける限り、ゲームは運営と発展を続けることができます。

DAOへの依存： 全チェーンゲームは、スマートコントラクトと分散型自治組織（DAOs）[9]を通じて、コミュニティ主導の開発とガバナンスを実現しています。これにより、ゲームはプレイヤーのニーズや市場の変化により適応しやすくなり、ゲームのライフサイクルと魅力が増します。

オープンな協力： オープンソースのコードとオープンなシステムは、個人間のオープンな協力を促進し、AI大モデルの支援を受けて、ユーザーの創造的な活力が十分に発揮され、AIGCのコンテンツはより多様で、より豊かで、より精緻なゲーム体験をもたらします。

2. Zypherエンジンの紹介

2.1 全チェーンゲームが直面する課題

全チェーンゲームの概念が提唱されて以来、大規模な採用には至っていません。なぜなら、現実のレベルで多くの問題が存在するからです：

開発の難易度： ブロックチェーンネットワークの処理能力は相対的に限られており、特に取引のスループットと確認速度において制約があります。全チェーンゲームはネットワークの混雑や遅延を引き起こし、ゲーム体験に影響を与える可能性があります。この問題を解決するために、開発者はシャーディング技術、ステートチャンネル、レイヤー2の拡張などのスケーリングソリューションを研究する必要があります。

取引コスト： より「基本主義的」なアプローチでは、全チェーンゲーム内の各操作は取引としてブロックチェーンに提出される必要があるため、相応の手数料（例えば、イーサリアムのガス代）が発生します。取引コストが高すぎると、プレイヤーの参加度やゲームのプレイ可能性が制限される可能性があります。取引コストを下げるためには、取引構造の最適化や、よりエネルギー効率の良いコンセンサスアルゴリズムの使用などを考慮する必要があります。

ユーザー体験： 従来のゲームと比較して、全チェーンゲームは避けられないユーザー体験の課題に直面しています。例えば、ユーザーは暗号通貨ウォレットを理解し、使用し、秘密鍵や取引を処理する必要があり、これらは一般のユーザーにとって一定のハードルや学習コストが存在する可能性があります。

プライバシーの問題： ブロックチェーンの公開性と透明性の特性により、全チェーンゲーム内のプレイヤーデータや取引情報はプライバシー漏洩のリスクにさらされる可能性があります。プレイヤーのプライバシーを保護するためには、ゼロ知識証明やプライバシー計算などの技術を採用する必要がありますが、これらの技術はシステムの複雑性や開発コストをさらに増加させる可能性があります。

ゲームデザインの制約： 性能の制約により、全チェーンゲームは複雑なゲームメカニクスやリアルタイムインタラクションを実現できない可能性があります。これは、全チェーンゲームがゲームの種類やプレイスタイルにおいて制約を受け、大規模なマルチプレイヤーオンラインゲームやアクションゲームなどの高性能要求のゲームタイプに適応しにくくなることを意味します。

2.2 Zypherがこれらの問題をどのように解決するか

Zypher Gamesは、開発者が上記の問題を解決するための一連のエンジンを導入しました：

Secretエンジン ：最適化されたWASMとプリコンパイルされたコントラクトを使用して、不完全な情報に対するニーズを満たし、暗号計算の安全性と検証可能な実行を確保し、オンチェーンの戦略要素のプライバシーを保持します。例えば、shuffle SDKは、高性能で低コストの分散型シャッフルプロセスを保証します。

AWエンジン ：さまざまなゲーム回路開発ツール、アプリケーション特定回路、オンチェーンバリデーターをサポートし、開発プロセスを簡素化し、開発者が簡単にプラグアンドプレイのZK機能と回路のコンポーザビリティを実現できるようにします。さらに、Risc Zeroを統合し、柔軟なカスタマイズオプションを提供し、開発者が複雑なロジックを構築し、オンチェーンゲームの性能と安全性を向上させることができます。

Z4エンジン ：複雑なメカニズムとリアルタイムインタラクションの実現をサポートし、開発者はplonkを通じてゲーム回路をカスタマイズしたり、zkvmやDSLを使用して特定のz4ノードを作成したりできます。Risc Zeroのrisc-vmサンドボックスを統合することで、開発者はゲームロジックを定義し、オンチェーンのz4-risc0汎用ノードに提出するだけで済みます。このノードは、任意のrisc-vmベースのゲームを実行し、bonsai proof marketを利用して迅速な証明を実現します。大規模なゲームの場合、閾値署名に基づく証明スキームを採用して証明効率を向上させ、プレイヤーの署名と社会的合意を通じてゲーム結果の合法性を判断し、証明生成時間の長さや検証問題を解決します。例えば、シューティングゲームやMMOの特定のシーンにおいてです。

Zytron L3 ：Zytronは、カスタマイズ可能なL3主権ロールアップインフラストラクチャと汎用zkプロトタイプテンプレートのZKエンジンを提供するオープンソースで高度にモジュール化されたWeb3ゲームチェーンスタックです。これにより、開発者は最低コストで自治世界、ミニ戦略ゲームを構築したり、3Aゲームをチェーン上に移行したりしながら、プロダクションレベルのユーザー体験を維持できます。Zytronは、主権Rollup、サーバーシャーディング、データ互換性、カスタマイズネットワークの4つのコアコンポーネントを含み、ブロックチェーンゲームのプレイ可能性、性能、データ管理を強化し、取引コストを削減することを目的としています。また、完全なゼロ知識サポートツールのセットを提供し、P2P、RPC、特定のゲーム伝送を統合してネットワーク通信を最適化し、高度にスケーラブルで全EVM互換の開発環境を提供します。

AI創作エンジン： AIとZKP技術を組み合わせることで、Zypher Networkは全チェーンゲームの開発効率とプレイヤー体験において前例のない突破口を実現しました。AIは、非プレイヤーキャラクター（NPC）、マップ、アイテム、ストーリーなどのゲーム要素の生産効率を大幅に向上させます。しかし、コンテンツの品質保証はアルゴリズムモデルだけでなく、クリエイターが提供する正確なプロンプトと参照データにも依存しています。これらのコンテンツはクリエイターの経験であり、重要なデジタル資産であり、AIが生成するコンテンツがゲームデザインのルールやスタイルに合致することを保証するための鍵です。ZKP技術を利用することで、AI創作エンジンはコアデザインロジックや敏感なデザイン情報を開示することなく、ゲームの基本ルールやデザイン理念を効果的に検証し、AIが創作したコンテンツが豊かでゲームの世界観に合致することを確保します。AIとZKPの融合は、技術革新を推進するだけでなく、コミュニティが自主的に形作り、発展させる新しいゲーム創作と参加のモデルを創造します。これは、開発者が設定したトーンの下で、ゲーム創作の深い変革を代表する世界です。

参考文献

[1] 計算とチューリング完全性

https://ethereum.org/zh/whitepaper/#computation-and-turing-completeness

[2] スマートコントラクトのアイデア Copyright (c) 1997 by Nick Szabo https://www.fon.hum.uva.nl/rob/Courses/InformationInSpeech/CDROM/Literature/LOTwinterschool2006/szabo.best.vwh.net/idea.html

[3] NFTとは？

https://ethereum.org/en/nft/

[4] 分散型金融（DeFi）

https://ethereum.org/en/defi/

[5] イーサリアムLayer 2

https://ethereum.org/en/layer-2/

[6] 完全オンチェーンゲームの包括的な紹介。by Gate.io 2023年10月29日

https://www.gate.io/learn/articles/a-comprehensive-introduction-of-fully-on-chain-games/786

[7] オンチェーンゲームとは？

https://chain.link/education-hub/on-chain-gaming

[8] 手放すゲーム：分散型未来での繁栄。by E. DRAKE KAJIOKA, Google LLC

https://dl.acm.org/doi/pdf/10.1145/3600235

[9] 分散型自律組織の立ち上げ

https://bitcoinmagazine.com/technical/bootstrapping-a-decentralized-autonomous-corporation-part-i-1379644274