Zypher Network 技術白皮書系列解讀（一）：構建未來的全鏈遊戲世界

2024-05-08 10:03:05

章節概述：Zypher 引擎與全鏈遊戲的未來

分享至

摘要

Zypher Network 正在構建下一代自治世界基礎設施，包括從主權 Layer 3 Rollups 到 ZK-as-a-service SDKs 的一系列 ZKP 驅動的遊戲引擎。我們的技術為去中心化遊戲提供了所需的可組合性、可編程性、可擴展性和密碼學原語。它賦予遊戲開發者創造豐富、互動的鏈上世界的能力，強調可擴展性、公平性和遊戲策略的複雜性。

1. 背景

1.1 什麼是全鏈遊戲

基於以太坊的圖靈完備性，意味著以太坊虛擬機代碼可以對任何設想可執行的計算進行編碼，區塊鏈各類型的大量應用得以發展[1]。包括在全鏈遊戲的發展中以太坊也扮演了重要角色，主要通過引入智能合約 [2] 來實現複雜的遊戲邏輯，支持非同質化代幣（NFT）[3] 以確保遊戲資產的獨特性和可交易性，以及建立了一個強大的開發者社區和生態系統，促進了全鏈遊戲的創新和增長。此外，以太坊推動了DeFi [4] 與遊戲的融合，創造了"Play to Earn"模式，並不斷探索Layer 2 [5] 等技術創新以提高性能和可擴展性，這些都極大地推動了全鏈遊戲行業的發展和繁榮。

全鏈遊戲（Fully on-chain game）指的是一種將遊戲邏輯和數據完全存儲在區塊鏈上的遊戲。這種遊戲的運行和交互都是基於智能合約，因此能夠充分發揮區塊鏈技術的優勢，包括去中心化、零信任、可驗證、透明可追溯等 [6]。根據上鏈內容的不同，又可以分為核心邏輯上鏈、資產上鏈和成就上鏈。

全鏈遊戲與部分鏈上遊戲（Partial On-Chain Games）[7] 相對應。部分鏈上遊戲僅將部分遊戲元素（如遊戲資產、交易記錄等）存儲在區塊鏈上，而遊戲邏輯和數據處理仍然依賴於傳統的中心化伺服器。

1.2 為什麼需要全鏈遊戲

市場對全鏈遊戲的需求，可以從以下幾個方面來理解：

去中心化的遊戲世界： 全鏈遊戲消除了對中心化伺服器的依賴，使遊戲運行更加去中心化。這可以增加系統的安全性和抗審查性，降低對單一組織或個體的依賴風險。[8]

遊戲公平性： 由於遊戲邏輯和數據都存儲在區塊鏈上，遊戲規則和狀態對所有人都是透明的。這使得玩家能夠驗證遊戲的公平性和結果的正確性，增加了遊戲的可信度。

資產所有權： 全鏈遊戲可以使用非同質化代幣（NFTs）表示遊戲內的物品和角色，使玩家能夠真正擁有和控制這些資產。這種所有權可以激勵玩家參與遊戲，同時為他們提供現實世界的價值和收益。

永久運行： 由於遊戲狀態和邏輯都存儲在區塊鏈上，全鏈遊戲具有較高的可持續性。即使遊戲的原始開發者不再支持遊戲，只要這條鏈不停止出塊，遊戲依然可以繼續運行和發展。

依靠DAO： 全鏈遊戲通過智能合約和去中心化自治組織（DAOs）[9] 實現了社區驅動的開發和治理。這使得遊戲可以更好地適應玩家需求和市場變化，增加了遊戲的生命周期和吸引力。

開放協作： 開源的代碼與開放的體系促進了個體間的開放協作，在AI大模型的輔助下，用戶的創造活力將得到充分釋放，AIGC的內容將帶來更多元、更豐富、更精妙的遊戲體驗。

2. Zypher 引擎介紹

2.1 全鏈遊戲面臨的挑戰

全鏈遊戲概念提出至今，仍未受到大規模採用，因為其在現實層面存在許多問題：

開發難度： 區塊鏈網絡的處理能力相對有限，特別是在交易吞吐量和確認速度方面。全鏈遊戲可能會導致網絡擁堵和延遲，影響遊戲體驗。為解決這一問題，開發者需要研究擴容方案，例如分片技術、狀態通道和二層擴容等。

交易成本： 在更"基要主義"的方法下，全鏈遊戲中的每個操作都需要作為交易提交到區塊鏈，因此會產生相應的手續費（如以太坊的Gas費）。如果交易成本過高，可能會限制玩家的參與度和遊戲的可玩性。降低交易成本需要考慮優化交易結構、使用更節能的共識算法等方法。

用戶體驗： 與傳統遊戲相比，全鏈遊戲不可避免地面臨用戶體驗方面的挑戰。例如，用戶需要了解和使用加密貨幣錢包、處理私鑰和交易等，這些對於普通用戶而言可能存在一定的門檻和學習成本。

隱私問題： 由於區塊鏈的公開和透明特性，全鏈遊戲中的玩家數據和交易信息可能面臨隱私洩露的風險。保護玩家隱私需要採用零知識證明、隱私計算等技術，但這些技術可能進一步增加系統的複雜性和開發成本。

遊戲設計限制： 由於性能限制，全鏈遊戲可能無法實現複雜的遊戲機制和實時交互。這意味著全鏈遊戲在遊戲類型和玩法上可能受到限制，較難適應大規模多人在線遊戲、動作遊戲等高性能要求的遊戲類型。

2.2 Zypher 如何解決這些問題

Zypher Games 推出了一系列引擎以幫助開發者解決上述問題：

Secret 引擎 ：通過使用優化的 WASM 和預編譯合約來滿足對不完全信息的需求，以確保加密計算的安全、可驗證執行，從而保持鏈上策略元素的隱私性。例如 shuffle SDK，保證高性能、低成本的去中心化洗牌過程。

AW 引擎 ：通過支持各種遊戲電路開發工具、應用特定電路和鏈上驗證器，簡化了開發流程，允許開發者輕鬆實現即插即用的ZK功能和電路可組合性。此外，它還整合了 Risc Zero，提供靈活的定制選項，使開發者能夠構建複雜邏輯和提高鏈上遊戲的性能和安全性。

Z4 引擎 ：支持複雜機制和實時交互的實現，開發者可以通過 plonk 定制遊戲電路，或使用 zkvm、DSL，創建特定的 z4 節點。通過集成 Risc Zero 的 risc-vm 沙盒，開發者僅需定義遊戲邏輯並提交至鏈上的 z4-risc0 通用節點，該節點能運行任意基於 risc-vm 的遊戲並利用 bonsai proof market 實現快速證明。對於規模較大的遊戲，採用基於門檻簽名的證明方案提高證明效率，通過玩家簽名和社會化共識判斷遊戲結果的合法性，解決證明生成時間長和驗證問題，例如射擊遊戲，MMO 的特定場景。

Zytron L3 : Zytron 是一個開源、高度模組化的Web3遊戲鏈堆疊，提供可定制的 L3 主權 rollup 基礎設施和通用zk協議模板的ZK引擎。它讓開發者能夠以最低成本構建自治世界、迷你策略遊戲或將3A遊戲遷移到鏈上，同時保持生產級用戶體驗。Zytron 包含四大核心組件：主權Rollup、伺服器分片、數據兼容性和定制網絡，旨在增強區塊鏈遊戲的可玩性、性能、數據管理並降低交易成本。它還提供了一套完整的零知識支持工具，並通過整合P2P、RPC和特定遊戲傳輸優化網絡通信，提供高度可擴展和全EVM兼容的開發環境。

AI 創作引擎： 通過將AI與ZKP技術相結合，Zypher Network 在全鏈上遊戲開發效率和玩家體驗方面實現了前所未有的突破。AI大幅提升了遊戲元素如非玩家角色（NPC）、地圖、道具和情節的生產效率。然而，內容質量保證不僅依賴於算法模型，還依賴於創作者提供的精確提示和參考數據。這些內容是創作者的經驗，是重要的數字資產，也是確保AI生成的內容符合遊戲設計規則和風格的關鍵。利用ZKP技術，AI創作引擎可以在不透露核心設計邏輯和敏感設計信息的情況下，有效地驗證遊戲的基本規則和設計理念，確保AI創作的內容既豐富又符合遊戲的世界觀。AI與ZKP的融合不僅推動了技術創新，還創造了一種新的遊戲創作和參與模式：一個由社區自主塑造和發展的世界，在開發者設定的基調下，代表著遊戲創作的深刻變革。

參考文獻

[1] computation and turing completeness

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

[3] What are NFTs?

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

[4] Decentralized finance (DeFi)

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

[5] Ethereum Layer 2

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

[6] A Comprehensive Introduction of Fully On-Chain Games. by Gate.io Oct 29, 2023

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

[7] What Is On-Chain Gaming?