链上游戏技术栈:如何同步游戏状态?

    全链游戏/自治世界("FOG/AW")是围绕Web3的少数重要叙事之一。相比于只通过NFT连接到Web3的Web2.5应用不同,FOG/AW将游戏逻辑也放在了链上。它利用区块链作为游戏服务器,成为游戏状态的去中心化信任源。这带来了持久性、抗审查、可组合性等优点,但也限制了构建在其之上的游戏多样性和复杂性。随着游戏复杂性和可玩性要求的提高,对引擎架构提出了更多的挑战要求:比如帧数延迟、随机数、生命值恢复、连续的被动效果、计时器等等。其中时间的概念以及Ticks单位在区块链上是不一样的。Mud提供了不少思路来模拟时间流逝以及被动恢复技能。比如,当玩家在房间中移动时,交易中附带根据一些预定义的设计移动房间中的所有物品。以此感知时间和状态的变化。FOG/AW技术栈可被抽象为:开发者为ui/ux和游戏核心逻辑编写前端和后端代码,然后通过游戏状态的循环来同步所有的变化,最后由索引器将新的状态反映到前端的本地设备上。由于许多游戏类型,如RTS,需要高的tickrates,而由共识产生的区块链只能处理区块时间的变化,tickrate是这里要解决的一个大问题。Curio和Argus是这方面的领先者,他们正在摸索链的层面上增加游戏tickrate。Mud在试图最大程度实现全链上,整个应用程序状态都保存在EVM中。并没有为实现游戏更高tickrate上引入链下结合的方案。对于不同链的选择上,Dojo在引领Starknet的全链生态。根据@tarrenceva的描述,Starknet有Statediffs状态差异,不同于optimisticrollups,重点放在了执行输出而不是输入。对游戏的影响主要可能在于优化成本,例如国际象棋游戏:在三分钟的游戏中,可能会发生50步。通过状态差异,单个证明和最终状态可以证明“输出”。而optimisticrollups需要所有中间状态的“输入”。定义FOG/AW:游戏状态是如何同步的我认为要判断是否是FOG,基准是游戏状态是如何同步的(sourceoftruth)。对于Web2.5游戏或传统的多人游戏,有一个中心化的服务器来定义当前的游戏状态,当玩家发送行动时,服务器会编译这些输入并将更新的结果返回给每个连接的玩家的设备。服务器处理所有的输入(tick),解决不一致的问题,并定期向玩家发送更新,提供游戏中所有元素的快照,每一个tick都更新游戏状态。游戏状态("gamestateortick")是游戏世界中每个对象的属性的时间快照。Tickrate是指游戏服务器每秒钟计算并向玩家广播更新的游戏状态的次数。Tickrate越高,游戏体验就越精确、越高保真。一般来说,实时战略或动作游戏需要高。tickrate,而卡牌游戏等回合制游戏则不需要。

    对于完全运行在链上的游戏,区块链是游戏服务器并作为游戏状态的去中心化的信任源。在这种情况下,不仅NFTs或代币有真正的所有权,就连游戏者的ticks以及游戏逻辑也是在链上的。这就是为什么可以实现真正的所有权、持久性、抗审查性、可组合性等。理想情况下,游戏者的每个动作都应该提交给区块链,在达成共识后,游戏状态被更新并返回到本地设备。因此,自然而然地,需要较少tickrate的游戏类型更适合完全在链上进行。解决游戏的延迟、时间等的挑战随着游戏复杂性和可玩性要求的提高,对引擎架构提出了更多的挑战要求:比如帧数延迟、随机数、生命值恢复、连续的被动效果、计时器等等。帧数延迟其实在Web2世界也非常普遍,来自包括客户端渲染和用户操作上的延迟。特别是FPS这种高tickrate游戏,一旦出现延迟,玩家体验会非常差,Web2中的其中一个解决办法是lockstepstateupdate,让所有玩家的同步按玩家中最高延迟的标准来同步,以此解决玩家公平性的体验。当引入区块链并需要等待交易确认后,这个延迟可能会更严重。为此,Mud也增加了游戏中常用的optimisticrendering乐观渲染这一机制,假设用户操作成功,并在服务器同意之前(或者在本例中是在事务确认之前)将其渲染在客户端中。链上生成随机数是一个经常被讨论的课题,Mud认为可以将用户行为作为随机结果的输入,在交互发生后生成。时间的概念以及Ticks单位在区块链上是不一样的。@SebastienGllmt认为在用fraudproof概念的链上(比如Op)很难使用计时器,因为一旦出错,将需要回滚,如果游戏中用到计时器,体验将很差。Mud提供了不少思路来模拟时间流逝以及被动恢复技能。比如随时间流逝增加金币,每次玩家执行需要金币的操作时,根据玩家之前的金币数量、最近一次刷新的数量和刷新率来计算玩家的金币数量。再比如,当玩家在房间中移动时,交易中附带根据一些预定义的设计移动房间中的所有物品。以此感知时间和状态的变化。写脚本“作弊”也许不是问题。@BriefKandle不认为对游戏系统的MEV算作弊,防止脚本能简单的MEV是游戏团队需要考虑的事情,Web2的游戏开发需要转变思路,好的MEVbot是游戏内的NPC。部分功能已在最近推出的一些链上游戏中实现,比如Rhascau中,他们使用了计时器和连续被动效果。基本上使用区块时间作为刻度。(在当前的L2中,区块时间=tickrate)。FOG/AW技术栈FOG/AW引擎框架是一个开发者工具栈,可以让开发者利用区块链作为服务器和信任源构建游戏。此外,它可以解决目前的一些问题:由于没有标准/现成的框架,构建链上FOG/AW的效率低下;缺乏模块化和代码重用性;缺乏可组合性。随着FOG/AW引擎的发展,链上游戏可以更加有趣和富有想象力。为了便于理解,这类引擎一般简化的技术流程是:开发者为ui/ux和游戏核心逻辑编写前端和后端代码,然后通过游戏状态的循环来同步所有的变化,最后由索引器将新的状态反映到前端的本地设备上。为了使运行在区块链上的游戏也能顺畅地运行这一回路,Mud,Dojo,Curio,Argus,Paimaengine及Lootchain等正在为此开发各自的技术栈。

    技术栈由3个关键部分组成:链、核心开发栈和游戏前端。他们都有自己的创新,在去中心化和游戏复杂性之间做出权衡。游戏前端:包含传统引擎如Unity、Unreal等以及react/Threejs等语言和强大的工具提供渲染等功能,增强游戏可玩性和体验感必不可少的一环。以上项目基本都能提供相关SDK供开发者使用。核心开发栈:设计一套方案能让游戏逻辑运行在区块链上,并能按时同步到前端。关键组件包括合适的数据库结构(定义游戏行为和逻辑),以及游戏状态的同步和返回。链:大部分选择了Ethereum、Optimism和Starknet上构建。下图描绘了不同的协议是如何设计各自的技术栈。以MudV2为例来看其运作流:一个开发者会在Mud调用一些Web2的前端工具来编写代码,利用这些强大的功能如渲染使得游戏更可视化看起来更好玩;同时,开发者会依Mud的智能合约框架(MudWorld)来写游戏的人物、物品以及具体的运行逻辑等,比如当英雄A从X处移动至Y处,并发起对Y地块的讨伐,多大概率或什么情况下能成功占领该地块;以上的动作及游戏状态会被记录在MudStore,它是一个链上数据库,负责全局游戏状态,是游戏状态同步的信任来源;当英雄A对Y进行讨伐,其实是玩家在前端本机上点击了鼠标并提交了该命令上链,该命令依据开发者的游戏设计逻辑,以及当前Store里的游戏状态,造成了一个结果,该结果被更新至新的游戏全局状态,并被同步上链;Mud上的游戏支持Web、Mobile等各种前端,不过可能会面临复杂的索引需求,Mode正是为此而开发的一个链下索引器。现在,让我们谈谈这些核心框架的共同和不同的设计。他们中的大多数遵循Mudv1设计,并利用ECS作为游戏开发的数据结构。这是游戏逻辑的编写和呈现方式。MudV2对其进行了改进,数据被定义在Tables和Systems,这允许其他的数据标准(不必如V1遵守ECS数据建模标准),这给了开发者更多的选择,使其更具包容性。大多数都使用去中心化的数据库,因为区块链自然地是游戏状态和数据库的信任来源。Mud在试图最大程度实现全链上,整个应用程序状态都保存在EVM中。并没有为实现游戏更高tickrate上牺牲去中心化或者引入链下结合的方案。由于许多游戏类型,如FPS,需要高的tickrates,而由共识产生的区块链只能处理区块时间的变化,tickrate是这里要解决的一个大问题。Curio和Argus在自己的创新设计中,率先希望在链的层面上增加tickrates。对于不同链的选择上,Curio和Loot都利用Caldera构建Opstackchain,除此之外,Dojo在引领Starknet的全链生态。根据@tarrenceva的描述,Starknet有Statediffs状态差异,不同于optimisticrollups,重点放在了执行输出而不是输入。对游戏的影响主要可能在于优化成本,例如国际象棋游戏:在三分钟的游戏中,可能会发生50步。通过状态差异,单个证明和最终状态可以证明“输出”。而optimisticrollups需要所有中间状态的“输入”。目前已经有一些游戏构建在这些引擎之上,Mud和Dojo都在为此举办黑客松吸引开发者构建应用,Curio也刚在ETHCC发布魔兽争霸的minigamedemo。很明显,FOG/AW正在成为公链争夺的关键生态,由Lattice提出的AW(自治世界)是一个很大的概念,不仅限于游戏、还包含社交、金融等众多属性。因此,构建在此之上的是一个充满想象力的虚拟世界,即Metaverse。我们可以期待一些新形态的游戏、社交、金融等融合应用。

    Part.2投融资事件Web3基础设施公司RISCZero完成4000万美元融资*基础设施旨在帮助开发者开发零证明软件的基础设施公司RISCZero完成4000万美元A轮融资,BlockchainCapital领投,参投方包括IOSGVentures、GalaxyDigital、RockawayX、Maven11、FenbushiCapital、DelphiDigital、AlgaéVentures、IOBC、TributeLabs的ZeroDao和Alchemy。「可读」区块链浏览器Cymbal完成1850万美元融资*区块链技术初创公司总部位于加利福尼亚州门洛帕克的区块链技术初创公司Cymbal宣布完成1850万美元融资,FirstRoundCapital、SolanaVentures、CAAConnect、CoinbaseVentures、Patron、GV、Acrew和UTAVentures等参投。Cymbal打算利用这笔资金扩大业务并加大开发力度。轻量级节点协议OverProtocol开发商完成800万美元融资*轻量级节点协议Layer1区块链轻量级节点协议OverProtocol开发商Superblock宣布已通过两笔融资交易完成总计800万美元募资,SK、Netmarble、DSC、E&Investment、Schmidt、SpringCamp和NaverZ参投。EyeballGames完成150万美元融资,WhiteStarCapital领投*游戏Web3游戏开发商EyeballGames宣布完成150万美元Pre-Seed轮融资,育碧旗下数字资产基金支持的WhiteStarCapital领投,PolygonVentures、Immutable、Oular、GreatSouthGateVentures和一批天使投资人参投。社交feed流应用Interface完成140万美元种子轮融资,PolymorphicCapital和MaskNetwork联合领投*社交社交feed流应用Interface完成140万美元种子轮融资,PolymorphicCapital和MaskNetwork联合领投,SeedClub、CaballerosCapital、SafeEcosystemFoundation以及包括BlakeGao、AntonBukov、SergejKunz、ArthaudMesnard、AndreyScherbovich和WillPapper在内的天使投资人参投。CosmicWire完成3000万美元融资,Solana基金会和Polygon领投*Web3和区块链解决方案Web3和区块链解决方案CosmicWire完成3000万美元种子轮融资,Solana基金会和Polygon领投,本轮融资将用于推动CosmicWire开发去中心化应用并扩大Web3生态系统。CosmicWire表示其帮助用户获得数据和在线交互的控制权,继而更安全地交换信息,满足Web3领域不断变化的数据需求,其技术可以在金融、供应链、保险、游戏、体育、娱乐等领域应用。MantaNetwork开发商p0xlabs以5亿美元估值完成2500万美元融资*基础设施MantaNetwork开发商p0xlabs以5亿美元估值完成2500万美元融资,PolychainCapital和启明创投领投。本轮融资将用于扩展MantaPacific和MantaAtlantic的ZKLayer1区块链,以实现合规的链上隐私。DeFi抵押借贷协议PWN完成200万美元融资*DeFiDeFi抵押借贷协议PWN以4200万美元估值完成200万美元融资,投资方包括DigitalFinanceGroup、IQTEC、StarkWare、Nethermind、SafeEcosystemFoundation、Dilectic、NextWebCapital、PatricioWorthalter、ChristophJentzsch、DannyRyan、TimBeiko、AlexVandeSande、LefterisKarapetsas、LuisCuende、AnthonySassano和EricConner。Hexacore完成350万美元融资,ScaloTechnologies领投*游戏Web3移动游戏开发商Hexacore宣布完成350万美元融资,迪拜科技风投ScaloTechnologies领投,Xsolla、Estoty和其他天使投资人参投。新资金将用于加速该公司进一步移动游戏的Web3功能开发,包括应用内置购买、NFT藏品和广告激励等。Futureverse完成5400万美元A轮融资,10THoldings领投*AI元宇宙AI元宇宙初创公司Futureverse完成5400万美元A轮融资,10THoldings领投,RippleLabs等参投。Futureverse由11家不同的公司合并而成,于2022年底开始由八家公司合并,之后又有三家公司加入。Ethena完成600万美元融资,Dragonfly领投*稳定币去中心化稳定币项目Ethena完成600万美元融资,Dragonfly领投,该融资还得到Deribit、Bybit、OKX、Gemini和Huobi等加密衍生品交易所的支持。该项目将发行稳定币USDe,并通过将用户的部分抵押品转换为以太坊并质押,再通过永续合约做空相同数量的以太坊来保证稳定币抵押品价值的稳定。Ethena希望在第三季度完成测试网阶段后,在未来几个月内全面推出其稳定币和债券资产。EchoooWallet完成1500万美元融资*钱包账户抽象钱包EchoooWallet以1亿美元估值完成1500万美元融资,参投方包括SkyviewCapital、A&TCapital等。EchoooWallet在推特上表示将于北京时间今日22:00启动限时免费的「AAWalletGiveaway」活动。Part.3IOSG投后项目进展MetaMask计划年底前推出Snaps协议,允许任何人安全扩展MetaMask功能MetaMask计划在2023年底之前推出Snaps协议。Snaps是一个允许任何人安全扩展MetaMask功能的系统,允许钱包用户访问新应用并执行跨链协议交互。MetaMask不会向Snaps用户收取任何费用。StarkWare推出用于开发Starknet合约的极速工具包StarknetFoundry,并且即将推出Starknet应用链StarkWare联合创始人EliBen-Sasson在巴黎EthCC(EthereumCommunityConference)大会上宣布推出开源项目StarknetFoundry。根据Github,StarknetFoundry是用于开发Starknet合约的极速工具包,由SoftwareMansion的前Protostar团队设计和开发,基于本地Cairo测试运行器和Blockifie用Rust编写。此外EliBen-Sasson还表示,Starknet即将推出Starknet应用链(Appchains)。Starknet堆栈包括Starknet应用链(FullAppchainasAService)和StarkWare支持,StarknetAppchains可以由使用Starknet堆栈的应用启动,具有可定制性、去中心化等特点。

    Taiko推出Alpha-4测试网,旨在测试初始层和基于质押的证明者经济学基于zkRollup的以太坊二层网络Taiko宣布推出EldfellL3(Alpha-4测试网)该测试网旨在测试在Taiko上部署Taiko作为L3初始层(Rollup上的Rollup),以及测试新的基于质押的证明者经济学。zkSyncEra推出基于STARK的证明系统BoojumzkSyncEra发文称,正在过渡到名为Boojum的新的基于STARK的证明系统,补充了zkSyncEra定序器。Boojum证明者仅需要16GBRAM,可实现未来大规模证明者去中心化。目前,影子证明已经在主网上线,该阶段为主网影子模式,尽管处于测试阶段,但已在为主网区块说生成并验证「影子证明」。Boojum特性包括PLONK式算术化、FRI承诺方案、系统「无聊」部分的效率、易于扩展、单堆栈等。Boojum可以增强性能,也可以降低去中心化的硬件要求,更快地证明交易。Part.4行业脉搏IOSGVentures老友记活动巴黎站取得圆满成功在巴黎举办的ETHCC期间,IOSGVentures于7月18日成功举办了以GenerativeWorldArchitecture为主题的活动,吸引了来自加密货币和人工智能领域的专家、爱好者、项目创始人、投资人和社区参与者。此次活动涵盖了众多令人期待的主题,包括ZKML、去中心化机器学习、生成AI技术、智能合约潜力、机器与身份、超级扩展可验证计算等等。与会者们进行了深入讨论,共同探索了加密货币和人工智能领域的非凡融合及应用。本次活动邀请了zkSync,StarkWare,Scroll,NilFoundation,Ingonyama,Risc0,Galxe,Worldcoin,Linea,Runtime等伙伴参与,设置10场主题演讲和3场圆桌讨论环节,吸引了实际在线报名人数1306,累计逾1000人员到场参与,活动收到了来自项目和社区的积极反馈。IOSGVentures感谢所有参与者的支持,本次活动的成功离不开各位的积极参与和热情贡献。展望未来,IOSGVentures将继续致力于推动加密货币和人工智能领域的发展,为行业创造更多令人振奋的机遇。机构流动性平台Paradigm在Starknet上孵化应用链Paradex*DeFi加密货币机构流动性平台Paradigm在Starknet上孵化了一个名为「Paradex」的应用链。Paradex是一个混合衍生品交易所,会把Paradigm的流动性与DeFi的透明度和自我托管相结合,将作为基于Starknet开发者堆栈的自己的链运营,并且是StarkWare和Paradigm之间持续六个月合作的结果。Worldcoin公开发布WorldIDSDK*DID由OpenAI首席执行官SamAltman联合创立的以身份为中心的加密项目Worldcoin宣布公开发布WorldIDSDK。Worldcoin表示,「WorldIDSDK使网络、移动和链上集成变得快速、简单,包括Web小部件(JS)、开发人员门户、开发模拟器、示例、指南等。鉴于WorldID的无许可架构,世界各地的开发人员都可以免费与其集成。第166次以太坊核心开发者执行会议:下一次以太坊执行层升级为Prague,执行层为Electra*以太坊以太坊核心开发者TimBeiko表示,在第166次以太坊核心开发者执行会议上,开发者讨论了Dencun升级devnets的现状:devnet-7仍在运行,工具支持方面的工作也在进行中,尤其是拥有一个包含创世以来所有blob的blob浏览器。此外,还进行了一次小规模的Sepolia影子分叉,发现了一些客户端错误。客户端正在转向devnet-8工作,其中也将包括非4844功能。目前,Nethermind已实施所有内容,但仍在审查一些EIP;Erigon正在实施4844,1153、5656、4788也在实施中,SELFDESTRUCT删除(6780)也是待办事项。HyperledgerBesu除了4788与6780外,其余都准备就绪,EthereumJS也已准备就绪。SolanaLabs推出支持使用Solidity编写合约的编译器Solang*基础设施SolanaLabs推出支持使用Solidity语言编写智能合约的编译器Solang,其特点包括与以太坊Solidity0.8兼容、能够调用其他Solana智能合约、支持SolanaSPL代币等。ConsenSysL2网络Linea向整个社区开放对主网Alpha的访问*Layer2ConsenSysLayer2网络Linea宣布向整个Linea社区开放对LineaMainnetAlpha的访问,已使开发人员可以访问该Rollup和ETH桥UI以及Infura和MetaMask和Infura中的RPC端点。支持ERC20代币的规范代币桥将在未来几周内推出。OpenSea推出NFT交易功能Deals,支持使用WETH交易*NFTOpenSea发推称,正式推出Deals,用户可在OpenSea上交换NFT。Deals允许支持使用WETH进行NFT交易;由原生NFT协议Seaport提供支持,节省Gas费;可直接在OpenSea上提供、查看与接受交易。OKXWeb3钱包已接入Layer2网络Linea*钱包基于OPStack的Layer2网络PublicGoodsNetwork(PGN)已推出,拟将大部分定序器净收入用于支持以太坊生态系统及其他公共产品。目前,PGN的部署与基础设施已准备好进行测试,跨链桥、交易视图、区块资源管理器与核心基础设施已就绪。在主网启动6个月后,将根据累积的影响数据评估和分配费用,可加入网络联网,合作确定定序器费用的分配方式。PGN承诺进行至少两年的实验,允许合作伙伴在PGN上运行DApp,支持公共产品资金。

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