ゼロ知識機械学習(ZKML)と自律的な世界

来源:MetaCat

自律世界論

自律的な世界(aw.network)は、独自のルールとエンティティによって管理されるデジタルエコシステムです。 これらの世界は、私たちが住む物理的な世界や概念的な空間によく似ており、独自の「物語」内またはその決定的な境界内に存在する一連の条件/法則の下で動作しています。 例としては、ロード・オブ・ザ・リングのような精巧な架空の世界から、米ドルのような現実世界の経済システムまであります。 自律的な世界に不可欠な3つのコアコンセプトは次のとおりです。

ブロックチェーン状態ルート。 世界の状態を構成するすべての物語エンティティの定義と圧縮。 ブロックチェーンの状態遷移関数。 ナラティブエンティティの導入方法と変更方法を管理するルールの定義と施行。 ブロックチェーンコンセンサスメカニズム。 国家移行の有効性に関する世界の利害関係者間の合意。 これにより、誰もが参加者であり、意思決定者になります。

これらのメカニズムにより、明確な物語の境界によって統治され、国家とコンセンサスによって強制され、自律的に機能するように設計されている世界を構築することができます。 客観性を共食いすることなくルールを施行し、「誰も自律的な世界の力を抜くことはできない」。

ZKで利用できるインフラ

ブロックチェーンによって発生するオーバーヘッドは、主にパフォーマンスとコストによるものです。 フルスタック環境では、ユーザーも開発者も同様に、高く複雑なガスコストとコンセンサス主導のレイテンシーに直面します。 既存のパラダイムは、多くの場合、オンチェーンゲームとオフチェーンゲームの間の二元的な関係です。

これらのパラダイム間の妥協点は、検証可能なオフチェーン計算とオンチェーン状態管理であると考えています。 実際には、ZK、より具体的にはZKML(ゼロ知識機械学習)などの特殊なブロックチェーンソリューション、つまり高品質のゲーム体験に必要な複雑な操作に最適化されたインフラストラクチャによって実現されます。

ZKは、多くのブロックチェーン実装、特にEVMの優れた機能であるプリコンパイルを活用しています。 プリコンパイルは、基になる VM にエンコードされたガス効率の高い関数であり、一般的ではあるが非常に複雑でコストのかかる操作をサポートします。 KECCAK256ハッシュ、ECDSA検証、またはBN128ペアプリコンパイルが含まれます。

典型的なZKアプリケーションフロー。 これは、シェイプスピナーのわかりやすい例です。 ユーザーはZK証明を計算し、世界の有効回転を計算したことを証明します。 彼らは、この証明を、新しい座標セットとワールドローテーションの更新とともに、オンチェーンの世界を管理するバリデーターコントラクトに提出します。 1人のプレーヤーが地球規模の変化を起こす可能性を秘めていることが観察されます。

汎用ZKがゲームに応用されている例は様々です。 Dark Forest と ZK Hunt は、ゼロ知識証明のプライバシーの手頃な価格を利用して、戦場の霧や隠された情報メカニズムを備えたゲームを作成するパイオニアです。 計算の検証可能性は、オンチェーンゲーム開発者にとってまだ未開拓のツールであり、すでにますます多くの開発者やプレイヤーがこのビジョンにエネルギーを注いでいるのを目の当たりにしています。 一般的なZKゲームアプリケーションに加えて、MLに最適化された戦略とエージェントに関する新しい設計の可能性を信じています。 ゲームデザイナーとプレイヤーの間で人気の兆しを見せているZKMLゲームデザインへの3つの主要なアプローチを探ります。

1. ZKMLモデルはゲームであり、 2.デジタル物理学としてのZKML、
2. ZKMLは物語と伝承に使用されます。

ゲームとしてのZKMLモデル

オンチェーンゲームとZKMLの収束を最も早く探究したのが、ゲームとしてのZKMLモデルです。 このシナリオでは、プレイヤーは ZKML モデルと直接対話し、この相互作用がゲームプレイの大部分を形成します。 代表的な事例が、自社開発のクリプトアイドルゲーム(cryptoidol.tech)です。 このゲームでは、出場者は終わりのない歌のコンテストで最高の歌手の称号を競います。 彼らはブラウザで歌い、公開審査モデルによって正しく採点されたことの証明を生成します。 その後、スコアと関連するプルーフをオンチェーンで送信して、リアルタイムで更新されるリーダーボードに入力できます。

ここでの機械学習モデルはゲームそのものであり、プレイヤーのインタラクションはすべてZKMLモデルと直接行われます。 ほとんどのインタラクションはシングルプレイヤーです。

歌う。 スコアを受け入れます。 永続的なオンチェーンランキングを獲得します。

**ZKML as Digital Physics (英語)

また、機械学習モデルが三目並べのゲームデータで事前にトレーニングされ、有効または無効なゲームパターンを識別して、ゲームがオフチェーンで実行され、最終的な状態をオンチェーンで送信して解決できるようにする、シンプルなオンチェーン三目並べを設計しました。 これを行う方法を示す 2 つのチュートリアルがあります。 ゲームの「ルール」をエンコードするこのニューラルネットワークパターンは、次のデザインパラダイムにつながり、ZKMLは世界の「オンチェーン物理」の作成に役立ちます。 三目並べモデルではニューラル ネットワークを利用しますが、この設計パターンでは ZKML の機能を少し変更する必要があります。 ある意味、ZKMLがニューラルネットワークの「推論」(つまり、トレーニング後の予測)に焦点を当てている場合、ZK計算をML固有の計算に制限するものは何もありません。

行列乗算は、世界の天気などの AW 状態の状態遷移をモデル化するために使用できます。 BabyGaya(残念ながら現在はオンラインではありません)は、このアイデアを具現化したゲームであり、誰でも実行できるZK行列乗算を使用して、各ブロックのワールド状態全体を変更します。

ここでは、プレイヤーはZKMLモデルによって作成された世界と対話します。 多くのプレイヤーが、この共有状態の世界と対話することができます。

ZKML (ナラティブと伝承用)

3つ目は、おそらく最も野心的なもので、ZKMLを使って世界の伝承や物語を構築するものです。 機械学習モデルを使用して、複雑なエージェント/NPCと同時進行のストーリーラインを作成できますが、これらはより大きな全体の微視的な要素です。

たとえば、ゲームの進行に合わせて世界の物語を記述する言語モデルや、個々の NPC のストーリーラインを記述する言語モデルなどです。 その最初の調査として、私たちは「ワーム」と呼ぶ独自のオンチェーンNPCを作成しました。 我々は、線虫神経系の電位活性化(与えられた感覚入力)をモデル化する生成モデルを実装した。 MUDなどのフルチェーンゲームエンジンを使用してワームの感覚入力を生成し、特定のオンチェーン感覚環境でワームの脳活動を更新する証明を生成できます。 誰でもこれらの証明を実行し、ワームをオンチェーンで「生き返らせる」ことができ、他のゲームやインターフェースが自分のゲームで使用できる自律的なプロキシを効果的に作成することができます。 ゲームやワールド間で共有される再利用可能でパーミッションレスなNPCが可能です。

ここでは、プレイヤーが遭遇するストーリーやキャラクターなど、世界の伝説がZKMLモデルによって生成されます。 これまでと同様に、多くのプレイヤーがこの伝承に参加し、この物語を体験することができます。

ゲームスタック

フルチェーンゲームの開発はまだ初期段階にありますが、ゲームユーザーやデザイナーにこれまでにない新機能を提供します。 私たちは、さまざまなフルチェーンゲーム開発フレームワーク、特にラティスと0xPARCの友人が開発したフレームワークが、自律的な世界を作るための参入障壁を下げると信じています。 MUDのようなフレームワークは、従来のスマートコントラクト開発の課題(状態とロジックの結合、チェーンとクライアント間のデータ同期の問題など)を認識し、ゲーム開発プロセスを簡素化します。 基盤となるブロックチェーンの限界、特にL1データ料金とデータ可用性の点を考えると、レッドストーン(OPスタックの上に構築されたレイヤー2)のようなロールアップは、ゲームに最適化されたインフラストラクチャとして機能することができます。

私たちの意見では、欠けているのは汎用のコンピューティングエンジンです。 前述したように、ZKMLスタックは、EVMであろうと別のブロックチェーンシステムであろうと、基盤となるブロックチェーンのセキュリティと計算上の制限を継承しています。 そのため、MLエージェントからポリシーモデル、埋め込みグラフまで、負荷の高い計算機能を検証可能な方法で前処理することが重要です。 これにより、ゲームエンジンとブロックチェーンレイヤーを介してバッチ計算をより簡潔に実行できます。

汎用コンピューティング エンジンの背後にある基盤となるハードウェアは、ユーザー次第です。 EZKLバックエンドでは、プライベートクラスター(ジョブを含む規模の経済)またはZKアクセラレーションハードウェアを使用できます。 ハードウェアの統合に関しては、さらに多くのことが予定されています。 この柔軟性は、プルーフエンジンがクライアント(WASMなど)とサーバーの両方で実行でき、どちらのシステムもバリデータをブロックチェーンにデプロイできることを意味します。

ゲームスタック。 青色のフィーチャーは、EZKL エンジンによって提供されます。 わかりやすくするために、いくつかの追加のツール/フレームワークの説明を簡略化しましたが、構造は依然として普遍的です。

私たちはこのビジョンを念頭に置いてEZKLを設計し、これらのシンプルなZKMLライブラリは、高性能インフラストラクチャを通じてイノベーションのダイナミックさを可能にし、輝かしい自律的な世界をサポートするゲームスタックであるMUD、Redstoneなどをうまく補完できると信じています。