Bagaimana cara mengembangkan game on-chain yang dapat diverifikasi dengan Zypher?

Sejak Dojo ekosistem Starknet mengusulkan konsep permainan on-chain yang dapat dibuktikan, banyak tim mulai mengeksplorasi di bidang ini, seperti paima menggunakan kompresi NFT, redux menggunakan pohon Merkle dan prasasti negara, dan sebagainya. Zypher Network (@Zypher_Network) juga telah merilis serangkaian kit pengembang berdasarkan teknologi zk-SNARKs untuk membantu membuat game on-chain yang dapat diverifikasi.

Apa itu game on-chain yang dapat diverifikasi

Kita sekarang tahu bahwa kombinasi industri game dan teknologi Blockchain akan mengambil mode GameFi on-chain aset, atau mode permainan on-chain dari on-chain negara. Definisi umum dari permainan on-chain adalah ini: semua logika permainan, keadaan (aset dan lainnya) ada di on-chain, diimplementasikan melalui smart contract.

Sebagai platform smart contract, Ethereum secara alami adalah mesin status terdistribusi yang dapat melakukan perhitungan on-chain dan verifikasi status yang sedikit lebih sederhana. Jadi semua orang mencoba menulis logika permainan ke dalam smart contract, sehingga permainan menjadi permainan desentralisasi tanpa backend server, dan membawa tingkat komposabilitas yang lebih tinggi dalam hal aturan permainan. Namun, masalah juga muncul: daya komputasi Ethereum Mainnet terlalu lemah, dan biaya penggunaannya sangat tinggi, bahkan jika Anda mempertimbangkan untuk menggunakan rantai layer2 berkinerja tinggi atau rantai publik lainnya, itu tidak dapat memenuhi kebutuhan game on-chain

Terinspirasi oleh rollup layer2, karena operasi transfer skala besar dapat diverifikasi off-chain perhitungan on-chain on-chain mengapa tidak menangani eksekusi logika permainan dengan cara yang sama? Meskipun logika permainan dihitung off-chain, setiap langkah operasi dapat diverifikasi di on-chain, yang juga memastikan desentralisasi dan kepercayaan permainan, dari situlah kata “dapat diverifikasi” berasal, dan bahkan kita dapat dengan mudah menganalogikan: TX dalam rollup layer2 adalah transaksi transfer biasa, dan TX dalam game on-chain yang dapat diverifikasi adalah transaksi on-chain dari game.

Tergantung pada metode verifikasi on-chain, rollups dibagi menjadi OP-rollups dan ZK-rollups. Demikian pula, game on-chain yang dapat diverifikasi menggunakan zk-SNARKs memiliki keunggulan luar biasa dalam hal finalitas dan kinerja verifikasi negara, itulah sebabnya Dojo dan Zypher Network memilih ZKP untuk mengembangkan game on-chain yang dapat diverifikasi.

Kit Pengembang Jaringan Zypher

Developer kit Zypher Network terdiri dari 3 bagian, yaitu AW Engine, Secret Engine dan Zytron kit.

1. AW Engine: Memanfaatkan kemampuan kompresi informasi ZKP untuk memberikan skalabilitas. Kerangka kerja modular yang memungkinkan game menjadi super skalabel secara vertikal. Dapat diprogram melalui sirkuit atau zkVM. Z4 SDK-nya dapat dukungan acara kerinduan dalam game secara real-time (pemain vs. pemain).

2. Mesin Rahasia: Kemampuan menyembunyikan informasi ZKP digunakan untuk menyediakan permainan informasi asimetris. Kit pengembangan perangkat lunak untuk zk-SNARKs sebagai layanan yang menyediakan asimetri informasi untuk game yang membutuhkan mekanisme strategi. ZK-SNARKs (ZKPs dapat sepenuhnya menerapkan perhitungan privasi dan keacakan pada on-chain dan dapat membuktikan keadilan mereka.

3. Zytron kit: Tumpukan lapisan 3. Tumpukan rantai rollupL3 berdaulat yang menyediakan penyebaran infrastruktur game yang nyaman, termasuk pengoptimalan lapisan peer-to-peer, sharding server, dan banyak lagi. Dirancang untuk game kerinduan besar dan konstruksi AW.

AW Engine, kerangka kerja modular untuk zk-SNARKs

AW Engine bertanggung jawab atas pembangunan sirkuit ZKP, pembuatan bukti dan verifikasi bukti, sehingga merupakan jantung dari suite. Ini terdiri dari bagian-bagian berikut:

1. Gadget (gadget): Mendukung berbagai gadget yang digunakan dalam pengembangan sirkuit game, termasuk hash dasar, ecc, masker, pengocokan, dll.
2. Sirkuit khusus aplikasi: Gunakan plonk khusus aplikasi sebagai skema dasar untuk bukti zk, dan tulis sirkuit permainan tertentu melalui berbagai gadget yang disediakan oleh SDK. Ini mendukung kompilasi sirkuit langsung ke wasm dan dapat menjalankannya di browser atau aplikasi. Pada saat yang sama, ia juga menyediakan kemampuan untuk beroperasi di berbagai Virtual Machine (EVM / WASM / … Kontrak ini dapat berjalan dalam sistem Blockchain yang berbeda untuk mencapai off-chain pembuatan bukti dan verifikasi on-chain.
3. On-chain validator: wasm dioptimalkan untuk provers dan validator, serta dukungan untuk validator soliditas umum untuk semua rantai EVM, dan Move-lang validator untuk rantai berbasis Move.
4. Mesin PVP kerinduan Z4: Z4 adalah sistem untuk game kerinduan real-time. Ini menskalakan kemampuan pemrosesan acara kerinduan dengan mengalihdayakan acara pemain versus pemain (PvP) ke node zk-rollup khusus.

Diagram di atas menggambarkan prinsip kerja dan arsitektur AW Engine. Mesin game ini dibagi menjadi beberapa bagian utama, dan saya akan menjelaskan fungsi setiap bagian langkah demi langkah:

1. Zypher Plonk / Bulletproofs / Groth16 / STARKs: Ini semua adalah skema zk-SNARKs yang berbeda. Ini menunjukkan bahwa mesin game mendukung jenis skema ZKP terpanjang, memungkinkan pengembang game untuk memilih sistem bukti yang sesuai dengan kebutuhan mereka.

2. General VM / DSL: Ini mengacu pada mesin virtual tujuan umum atau Domain-Specific Language (DSL) yang digunakan untuk menulis dan menjalankan logika game. Zypher Network telah secara resmi mengumumkan kemitraan strategis dengan Risc Zero, yang diharapkan dapat mengintegrasikan zkVM generik keluarganya.

3. Gadget & sirkuit Zypher: Gadget dan sirkuit ini adalah blok bangunan dasar untuk membangun ZKP. Dalam zk-SNARKs, gadget adalah fungsi yang telah ditentukan atau potongan logika, dan sirkuit adalah proses komputasi yang lebih besar yang menghubungkan gadget ini.

4. Game Proof Circuit: Game Proof Circuit adalah versi zk-SNARKs dari seluruh logika game. Di sini, sirkuit dibuat yang memvalidasi aturan permainan tanpa mengungkapkan tindakan atau strategi spesifik pemain.

5. Prover API: Prover API adalah antarmuka di mana pengembang menghasilkan bukti. Dalam konteks permainan, ini berarti membuktikan bahwa tindakan pemain dilakukan sesuai dengan aturan permainan.

6. Onchain Verifier API: on-chain validator API adalah antarmuka lain untuk memverifikasi pengesahan yang disediakan di atas. Ini dilakukan di Blockchain untuk memastikan bahwa setiap langkah permainan adil dan transparan.

7. ZK Proof Market: Untuk pemain di perangkat seluler, ada Desentralisasi Proof Computation Marketplace di mana pemain dapat melakukan outsourcing Proof Computation; Ini semakin membuat perangkat keras game on-chain agnostik.

8. Game: Bagian game dari perhitungan off-chain berisi logika game aktual dan antarmuka pengguna yang memungkinkan pemain untuk bermain.

9. Game Onchain: Setelah mengirimkan bukti ke Blockchain, game menjadi game yang Desentralisasi dan Trustless on-chain. Ini dapat dibandingkan dengan DA Proof di layer2 untuk operasi on-chain.

Secara keseluruhan, AW Engine memanfaatkan zk-SNARKs untuk memastikan keamanan dan keadilan game. Ini memungkinkan logika game diverifikasi tanpa mengekspos informasi penting apa pun, memberikan cara baru untuk mengembangkan dan menjalankan game yang dibangun di atas Blockchain.

Akhirnya, mari kita lihat seluruh alur kerja mesin dari perspektif pengembang:

1. Tahap Pengembangan:

• Pertama, pengembang memilih skema zk-SNARKs yang sesuai (seperti Plonk, Bulletproofs, Groth16, atau STARKs).

• Mereka kemudian menggunakan salah satu skenario ini untuk membuat “gadget & sirkuit Zypher”, yang merupakan blok bangunan logika permainan.

• Blok bangunan ini digabungkan menjadi “Game Proof Circuit” lengkap, yang merupakan sirkuit tanpa pengetahuan yang membuktikan validitas status game tanpa mengungkapkan informasi spesifik.

2. Pembangkitan Bukti (Prover API) :

• Setiap tindakan atau perubahan status dalam game diubah menjadi bukti di backend melalui “Prover API”, yang tidak dapat dipalsukan dan tidak mengungkapkan data game penting apa pun.

• Bukti ini berarti bahwa aksi permainan pemain atau status permainan sesuai dengan aturan permainan.

3. Autentikasi on-chain (Onchain Verifier API) :

• Bukti yang dihasilkan kemudian diserahkan ke Blockchain melalui “Onchain Verifier API”.

• Validator on-chain ini akan memverifikasi validitas proof of validarion, mengkonfirmasi keabsahan aksi atau status game, dan memastikan keadilan dan kebenaran game.

Proses di atas tidak termasuk sistem pertempuran kerinduan Z4, pada kenyataannya, ZKP tidak hanya dapat “memverifikasi” logika permainan, tetapi juga “memverifikasi” “sistem pertempuran kerinduan”.

Gambar di atas adalah diagram alur kerja mesin Z4, dan dapat dilihat bahwa cara mesin Z4 mendukung game pemain long real-time adalah dengan membuat ruang stateless untuk matchmaking dan gameplay pemain, yang Node dukungan oleh zk-rollup, Node tidak menyimpan data. Ketika logika permainan berjalan di Node, semua operasi diurutkan dan diringkas, dan dikonfirmasi oleh zk-SNARKs. Setelah permainan berakhir, bukti operasi dan kesimpulan diunggah ke on-chain untuk verifikasi. Z4 Node dapat menjalankan logika permainan secara langsung tanpa menggunakan mesin virtual, menghindari biaya transaksi dan gas. Virtual Machine (seperti WASM / EVM) juga dapat digunakan pada Node untuk menjalankan logika permainan jika diperlukan. Seluruh proses dirancang untuk dukungan volume jutaan atau bahkan miliaran per detik di seluruh jaringan untuk memastikan kinerja game secara real-time dan konkurensi tinggi.

Modul informasi asimetris Mesin Rahasia

Fog of War adalah mekanik yang biasa ditemukan dalam game, dengan contoh khas termasuk StarCraft dan Warcraft 3. Desain ini menyembunyikan informasi dengan mencakup area tertentu dari peta game, yang hanya terungkap ketika pemain menjelajahi area tersebut. Mekanik ini meningkatkan ketidakpastian lingkungan permainan dan tipikal dari apa yang disebut permainan informasi asimetris. Sebagian besar game MMO populer long menampilkan mekanisme permainan informasi asimetris, yang memberi pemain lebih banyak long short untuk dijelajahi dan menyusun strategi.

Namun, dalam teknologi Blockchain, data biasanya benar-benar terbuka dan transparan, yang membuatnya sulit untuk menerapkan mekanisme informasi asimetris. Namun, dengan menggunakan zkSNARKs, teknologi zk-SNARKs, game Dark Forest berhasil mempertahankan status privasi mereka sementara pemain harus secara terbuka mengirimkan tindakan yang valid dan dapat diverifikasi. Dengan cara ini, Dark Forest menciptakan lingkungan permainan dengan informasi yang tidak lengkap tentang Blockchain. Namun, metode penyembunyian informasi yang kompleks ini memerlukan pemrograman sirkuit ZK khusus, sehingga penyembunyian informasi yang luas tidak dapat diterapkan dalam game on-chain.

Secret Engine memecahkan sebagian masalah ini dengan WASM yang dioptimalkan dan kontrak yang telah dikompilasi sebelumnya, dan mengimplementasikan proses pengocokan Desentralisasi berkinerja tinggi dan berbiaya rendah melalui Shuffle SDK. Mengocok sirkuit dan protokol menjamin eksekusi yang aman dari perhitungan enkripsi yang dapat diverifikasi, memastikan bahwa elemen kebijakan tetap rahasia dalam on-chain. Selain permainan kartu poker, Monopoli, dan perdagangan, SDK dapat diterapkan pada kasus penggunaan SLG lainnya yang membutuhkan kepercayaan dan keacakan, seperti:

** Penipuan Sosial **: Permainan penipuan sosial yang melindungi identitas atau strategi rahasia pemain. ** Penempatan Rahasia *: Tindakan penempatan rahasia dalam game, seperti menyembunyikan unit atau lokasi sumber daya, dapat diterapkan dengan aman. Fog of War: adalah Fog of War, yang dapat digunakan untuk memastikan bahwa bagian-bagian tertentu dari peta dirahasiakan dari pemain tertentu sampai kondisi tertentu terpenuhi.

Ada dua SDK yang umum digunakan:

zk-Shuffle-as-a-service:* Pemain bergiliran enkripsi dan mengocok kartu untuk menghasilkan setumpuk kartu yang “disegel” dan diurutkan secara acak, yang memberikan solusi yang tidak dapat disediakan oleh generator nomor acak tradisional seperti Verifiable Random Functions (VRFs). zk-Matchmaking-as-a-service:* Pemain mengirimkan “benih bukti” untuk menghasilkan nomor acak dan mencocokkannya on-chain, seluruh proses dapat dibuktikan melalui zkp.

Gambar ini menggambarkan alur kerja SDK Acak:

1. Zypher PlonK:

• Basic PlonK: Ini adalah skema bukti zk-SNARK tujuan umum yang memungkinkan bukti dihasilkan untuk memverifikasi kebenaran perhitungan kompleks tanpa mengungkapkan informasi tambahan.

• Pemilih acak: Ini adalah logika atau konfigurasi khusus untuk proses pengocokan yang memungkinkan sistem bukti PlonK melakukan pengocokan kartu dengan benar.

2. Sirkuit Acak:

• Chaum Pedersen: Sub-komponen ini digunakan untuk memastikan privasi proses pengocokan. Biasanya terkait dengan tanda tangan digital atau enkripsi, di mana enkripsi setiap kartu aman.

• Reveal: Langkah ini melibatkan pengungkapan identitas kartu dengan aman bila diperlukan, tanpa mengungkapkan informasi tentang kartu lain.

• Permutasi: Ini mengacu pada proses pengocokan kartu yang sebenarnya, yaitu penataan ulang kartu.

• Model Kartu: Ini mendefinisikan model data kartu, yang penting dalam membuat versi kartu yang enkripsi dan kemudian memverifikasi shuffle.

3. SDK Acak:

• Prover SDK (Rust / WASM): Kit pengembangan perangkat lunak ini memungkinkan pengembang game untuk menghasilkan zk-SNARKs untuk membuktikan bahwa proses pengocokan benar tanpa mengungkapkan pesanan kartu yang sebenarnya.

• Onchain Verifier SDK (Solidity/WASM/Move): SDK ini digunakan untuk membuat on-chain validator dan memverifikasi kebenaran bukti acak.

Pendahuluan di atas mungkin masih terlalu abstrak, mari kita gunakan Texas Hold’em on-chain sebagai contoh untuk menggambarkan prinsip Shuffle SDK.

Dalam permainan, kita perlu menyimpan hasil “tumpukan acak” di on-chain. Ini berfungsi tidak hanya sebagai hasil dari pengocokan saat ini, tetapi juga sebagai input umum untuk ‘pengocokan’ berikutnya, seperti yang ditunjukkan dalam operasi Set Up Pile. Awalnya, atur dek untuk menyimpan dek yang diinisialisasi secara default. Namun, penyimpanan on-chain terkenal mahal, terutama untuk volume data yang besar. Setumpuk 52 kartu terdiri dari total 208 jenis data uint256, membuat biaya penyimpanan menjadi pertimbangan penting.

Solusi Zypher adalah menyimpan hanya sebagian data di on-chain setelah mengocok, khususnya, hanya perlu menyimpan 2n + 5 kartu, di mana n adalah jumlah pemain. Mengingat bahwa 6 pemain long saat ini didukung, paling banyak 17 kartu long. Ini berarti bahwa pada akhirnya hanya 17 kartu yang perlu disimpan di on-chain. Tetapi seperti yang disebutkan sebelumnya, tujuan lain dari penyimpanan on-chain adalah bahwa kartu-kartu ini juga akan berfungsi sebagai input umum untuk pengocokan berikutnya. Oleh karena itu, jika hanya 17 kartu yang disimpan, tidak mungkin untuk memverifikasi kebenaran shuffle.

Untuk mengatasi masalah ini, sirkuit zk-shuffle Zypher juga mengeluarkan hash dek penuh sebagai input umum, yang juga disimpan on-chain. Saat memverifikasi zk-shuffle, pengguna mengunggah tumpukan pra-acak sebagai input umum, dan sirkuit menghitung hash kartu yang diunggah oleh pengguna dan membandingkannya dengan hash yang disimpan di on-chain. Akhirnya, karena hanya sebagian dari data yang disimpan on-chain, pengguna mungkin perlu memperoleh 52 kartu penuh. Untuk ini, acara kontrak dapat digunakan. Acara adalah metode komunikasi yang sangat murah yang memungkinkan pengguna mendengarkan acara untuk data game lengkap.

Singkatnya, inti dari keseluruhan proses adalah penggunaan zk-SNARKs untuk menjamin privasi dan kebenaran shuffle. Dengan cara ini, keputusan dan strategi pemain tetap pribadi, bahkan jika semua tindakan direkam secara publik di Blockchain.

Sovereign L3 tumpukan Zytron kit

Zytron Kit adalah tumpukan rollup berdaulat Layer 3 yang sangat dapat disesuaikan yang mendukung mesin permainan Zypher sebagai kontrak yang telah dikompilasi sebelumnya.

Infrastruktur Dapp yang ada, terutama EVM, tidak memiliki long wick candle untuk mengoptimalkan kasus penggunaan yang sangat responsif seperti game on-chain, dan gagal memberikan efisiensi biaya dan skalabilitas yang diperlukan. MMO dan game berkinerja tinggi lainnya membutuhkan infrastruktur khusus dan disesuaikan dengan sumber daya komputasi yang efisien dan dapat diprediksi. Jaringan alpha pertama Zytron, menampilkan 0 gas, 0.2S waktu blok, kontrak yang telah dikompilasi yang dirancang khusus untuk game, akan diluncurkan dalam waktu dekat, dengan 10 game direncanakan sebagai penguji perintis.

Kit ini menawarkan 4 komponen inti plug-and-play:

Sovereign Rollup: Hal terpenting dalam game ini adalah pemutaran, yang membutuhkan ketersediaan tertinggi (CAP) dalam sistem terdistribusi, dan seluruh sistem dapat dengan cepat ditingkatkan dan digunakan secara otomatis. Server Sharding: Mendistribusikan peta dunia game di berbagai node untuk meningkatkan daya dukung satu node. Pada saat yang sama, ia menyediakan satu set algoritma pengambilan yang efisien untuk dengan cepat berpindah di antara node yang berbeda di peta global, beralih di antara layanan node yang berbeda, dan menyinkronkan informasi. Kompatibilitas data: Komponen penting untuk abstraksi penyimpanan, protokol mengintegrasikan database relasional dan caching yang lebih ramah pengguna untuk mempercepat pemrosesan data game. Fitur ini menjawab kebutuhan akan manajemen data yang efisien dan akses cepat, yang penting untuk menjaga pengalaman bermain game yang lancar. Jaringan Kustom: Mengingat kebutuhan jaringan game yang tinggi, kerangka kerja ini mengoptimalkan Layer Jaringan peer-to-peer (P2P) yang mendasarinya untuk dukungan skenario game. Ini termasuk pengoptimalan untuk pesan intra-grup, menggunakan teknik NAT traversal dan hole-punching untuk koneksi yang cepat dan efisien. Selain itu, jaringan telah long wick candle merancang protokol UDP khusus untuk permainan, yang dirancang untuk menjaga latensi di bawah 10 milidetik. Ini memastikan transfer data yang cepat dan andal, yang penting untuk pengalaman bermain game real-time.

Sovereign rollups adalah konsep baru yang menambahkan tingkat otonomi dan fleksibilitas yang lebih tinggi ke rollups normal, memungkinkan jaringan Blockchain independen dengan otonomi penuh dibangun di atasnya. Ini berarti bahwa setiap rollup berdaulat dapat memiliki Mekanisme Konsensus, mesin negara, dan model tata kelolanya sendiri, sambil tetap mempertahankan kompatibilitas dengan mainchain.

Dari frame diagram di atas, kita dapat memahami fungsi dari masing-masing komponen suite Zytron:

**1. Komponen inti menyediakan infrastruktur rantai game, memungkinkan penyesuaian dan pengoptimalan tingkat tinggi. **

• Sovereign Rollup menjamin pemutaran dan ketersediaan game yang tinggi, mendukung peningkatan cepat dan penyebaran sistem secara otomatis.

• Server Sharding meningkatkan kapasitas muat satu Node dengan mendistribusikan dunia game di seluruh long Node.

• Kompatibilitas data memastikan pemrosesan data game yang cepat dengan mengintegrasikan sistem basis data yang mudah digunakan.

• Jaringan khusus mengoptimalkan Jaringan P2P Layer yang mendasarinya untuk memenuhi tuntutan jaringan game yang tinggi, termasuk pesan yang dioptimalkan antar grup dan mengurangi latensi.

**2. Komponen on-chain berisi bagian-bagian dasar yang berjalan di on-chain untuk memastikan kebenaran logika permainan dan keamanan aset. **

• On-chain validator memastikan bahwa semua transaksi dan operasi game valid dan sah.

• Kontrak pintar berfungsi sebagai pembawa pengkodean aturan permainan dan logika, menangani interaksi antara pemain dan perubahan status permainan.

**3. Komponen modul menyediakan implementasi fitur dan layanan game tertentu. **

• Sistem ZK menyediakan dukungan untuk perlindungan privasi, seperti perhitungan dan verifikasi yang menjaga privasi.

• Sistem akun dan sistem pesan instan menyediakan manajemen pengguna dan fungsi komunikasi real-time.

• Sistem pemantauan digunakan untuk memantau kondisi jaringan dan kesehatan game.

• Sistem kamar, sistem keuangan, dan sistem AI menyediakan manajemen ruang dalam game, transaksi keuangan, dan dukungan AI.

• Sistem logging mencatat semua operasi dan peristiwa untuk analisis dan debugging.

Diagram di atas menunjukkan alur kerja tumpukan kit Zytron:

• Transaksi pertama kali dihasilkan pada Layer 3 dan dipesan oleh Sequencer.
• Runner Node mendengarkan peristiwa Layer 1/2 dan output Sequencer, dan mereka berkomunikasi satu sama lain untuk melakukan transaksi dan mencapai konsensus untuk mengimplementasikan fungsionalitas Sharding layanan.
• Data dikirimkan ke Celestia secara teratur untuk memastikan ketersediaan dan keamanan data.
• Klien berinteraksi dengan Layer 3 melalui sinkronisasi ringan dan dapat memanggil layanan yang disediakan oleh Layer 3.

Lebih menarik lagi, dua rangkaian mesin pertama, termasuk AW Engine dan Secret Engine, dapat diintegrasikan dengan kit Zytron dalam bentuk yang telah dikompilasi untuk menyediakan infrastruktur yang efisien, responsif, kaya fitur untuk game on-chain dalam bentuk yang lebih minimalis. Pengembang juga dapat memilih komponen yang sesuai dengan kebutuhan mereka untuk menciptakan lingkungan rantai yang sesuai dengan desain game mereka. Zypher tidak hanya mendukung ekosistem ETH, tetapi juga secara aktif menjajaki kemungkinan on-chain game dan L3 di ekosistem BTC, Zypher dan BTC’s Layer2 B² Network secara resmi mengumumkan bahwa mereka akan menyebarkan Layer 3 eksklusif game on-chain berdasarkan B² Network dan DA Layer B² Hub-nya, yang akan menjadi Layer 3 pertama di ekosistem BTC yang dukungan on-chain game. Zypher telah menjadi mesin pengembangan game on-chain pertama yang dukungan ekosistem BTC.