開啟鏈游技術架構新序章 — 基于Arweave打造純鏈上游戲_WEAVE:WAVES

作者：webb文章來源：PemaDAO社區和WLabs聯合投稿前言：GameFi的繁榮及衰落

2021-2022鏈游市場經歷了高光時刻，我們看到了《AxieInfinity》單日收入超過《王者榮耀》、看到了《StepN》僅用四個月內達成30萬日活用戶，成為2022第一季度最火爆的加密應用、看到了用戶爭搶《Otherside》土地發售引發的天價gas費。越來越多的資本進入鏈游賽道，僅2022年第一季度的融資規模就超過2021年半年的規模，6-8月中鏈游更是成為融資規模最大的賽道。同時上億級別的融資越來越多，MetaApp完成1億美元C輪融資，DigiDaigaku母公司LimitBreak已通過兩輪融資籌集2億美元。

數據來自mymetadata.io但隨著5月份加密市場整體的下跌，大部分項目都不可避免的進入死亡螺旋，無論是用戶數量還是代幣價格都呈斷崖式下跌，AxieInfinity、StepN等明星項目也沒有幸免，鏈游市場一蹶不振。

數據來自footprint.networkGameFi市場經過一輪牛熊的洗禮，帶給了我們很多暢想的空間，也帶給了我們很多問題去思考，無論是從經濟模型上擺脫旁氏的束縛，還是從技術架構上完成去中心化的迭代，都有很大的探索空間。本文將從技術角度出發，探索鏈游的終極形態-“純鏈上游戲”是如何實現。一、鏈游的技術困局

可以說NFT和Play2Earn模式是引爆上一波GameFi牛市的導火索。通過區塊鏈和NFT可以賦予鏈游顛覆傳統游戲的特性：擁有權：通過鏈上NFT，玩家真正“擁有”他們的裝備，而不是屬于游戲運營商。開放的市場：玩家可以在市場中自由交易他們的游戲資產，這也誕生了玩家瘋狂追逐的Play2Earn模式。可組合性：玩家的裝備、物品可以穿越多個游戲進行使用，想象一下你在魔獸世界獲得的傳奇裝備可以在CSGO中使用的場景。Loot給我們做了很好的示范。故事聽起來很酷，但真實的情況并非如此：雖然游戲資產和NFT在玩家手中，但數值產出和保存卻在中心化的游戲服務器上，項目方可以隨意修改屬性，甚至關閉服務器，玩家手中的NFT實際上只是一紙空文。造成這種情況的技術原因有幾個：高昂的存儲成本：存儲是區塊鏈上的稀缺資源，以太坊為主的所有公鏈，實際上都屬于計算層，本質還是賬本，設計之初就不善于做大量存儲工作，項目方不可能將動輒數GB的游戲數據存儲到鏈上。高昂的計算成本：在鏈上進行計算要消耗gas費，玩家和項目方都無法承擔游戲服務中高昂的計算費用。無法忍受的響應時間：區塊鏈從發起交易到打包出塊要經歷漫長的等待過程，快則幾秒鐘，慢則幾分鐘。這對于游戲這種需要低延時、高頻交互的應用很不友好。所以現在鏈游的技術架構以“資產上鏈，鏈下執行”為主，這種模式僅完成了資產去中心化，但代幣的產生是在鏈下完成，通常在玩家交易前需要提取“提取”操作把游戲內的資產轉移到鏈上。游戲計算和交互大部分也在鏈下的游戲服務器內進行，這種模式的鏈游去中心化程度還很低。很多L2、游戲應用鏈著手解決計算成本問題，如Avax的subnet、專為游戲服務的IMX等，但都沒有從根本上解決存儲成本和響應時間問題。也有一些項目進行了純鏈上游戲的探索，如Lssac（一款基于starknet的純鏈上游戲)，但是lssac是輕量級數值游戲，可玩性不高，對于高頻交互、動輒10GB資源的3A游戲采用這種方式是不行的。區塊鏈底層基礎設施的瓶頸，造成了現有鏈游的技術困局，人們被“困在”傳統區塊鏈的套子中。如何才能破局呢？不妨跳出傳統區塊鏈，嘗試一個全新的視角—用“非典型”區塊鏈項目Arweave解決鏈游的技術困局！二、Arweave與SCP存儲共識范式

MakerDAO回購已開啟，每27分鐘平均回購約5000美元MKR:7月19日消息，MakerDAO智能銷毀引擎已開啟，當前國庫盈余6960萬美元，其中超過5000萬美元的部分（1960萬美元）將用于回購MKR，并與DAI組成LP添至Uniswap V2。據鏈上信息顯示，當前平均約27分鐘執行一次回購，平均每次回購金額約為5000美元。[2023/7/19 11:04:29]

大多數人對Arweave的了解開始于這波NFT的牛市，Arweave作為去中心存儲承載了大量NFT的圖片內容。人們喜歡把Arweave與Filecoin做比較，顯然大名鼎鼎的IPFS協議和Filecoin的熱度更高。但深入了解Arweave后你會發現:其實Arweave能做的遠不止存儲這么簡單！永久存儲與極簡的設計理念：經濟博弈

Arweave是一條為“永久存儲”數據服務的區塊鏈，通過獨特的共識機制和經濟博弈保證礦工對數據進行永久保存。Arweave的有一個理論基礎，就是每年存儲的成本都是按照30%左右速率下降，成本下降是一個收斂的曲線。那么進行兩百年或者更久遠的存儲收費將是一個常數。所以Arweave可以做到一次付費，永久存儲。IPFS是去中心存儲中最知名的項目，始于2014年，2015年全球發布，Filecoin作為IPFS的激勵層，直到2020年7月主網才上線。這么硬核的一只團隊都要開發如此之久，可見Filecoin的工程化難度之大。這源自于Filecoin使用了一套非常復雜的系統來保節點對數據的存儲，并且為此創建了兩個數據市場、兩套激勵機制、兩套定價機制。真的需要這么復雜嗎？Arweave的團隊選擇了截然不同的技術路線——極簡化的設計，利用經濟博弈保證礦工對區塊的存儲Arweave采用一種叫做Blockweave的結構。與傳統區塊鏈結構不同，Blockweave中的區塊除了指向上一個區塊外，還指向一個隨機的歷史區塊，稱之為回憶區塊

Blockweave結構基于Blockweave結構設計出SPoRA共識，在經典的PoW共識之上，礦工要想生成新的區塊，還需提供一個回憶區塊的存儲證明。回憶區塊的選擇是完全隨機的，這就激勵礦工去存儲更多的歷史區塊，來提高出塊的概率。特別是一個稀缺的歷史區塊，因為稀缺區塊的競爭壓力小，出塊的概率會更高。簡單的說礦工的出塊概率=擁有隨機回憶區塊的概率*第一個找到hash的概率在Arweave中礦工不需要對所有區塊進行下載，但獨特的設計激勵了礦工去多存儲數據,并且存儲稀有的數據,實現了數據的永久存儲。殺手锏：SCP存儲共識范式

NBA總冠軍金州勇士官方推出隊史冠軍戒指與經典比賽票根NFT，現已開啟拍賣:4月27日，NBA總冠軍球隊金州勇士宣布推出官方NFT，包括球隊歷史上6枚總冠軍戒指和歷史10場經典比賽的現場拍票根，現已于Opensea平臺啟動拍賣。此次金州勇士NFT分成兩部分，其中6枚總冠軍戒指各有25-50個版號可拍賣，同時還有特殊版本戒指拍賣。

10場經典比賽現場票根各有10個版號可拍賣，同時還有特殊版本票根拍賣。普通拍賣將于北京時間5月2日11時結束，特殊版本拍賣將于5月3日11時結束。[2021/4/27 21:04:48]

除了永久存儲之外，Arweave的簡潔設計還使之具備承載計算層的能力。這也使得Arweave有潛力成為Web3中最重要的基礎設施。Arweave上運行的dapp采用SCP模式，即Storage-basedConsensusParadigm，基于存儲的共識范式。dapp并不直接運行在Arweave上，Arweave只存儲用戶發送的交易指令，而計算在上層進行，這些計算層就像Arweave上的L2。在L2中將用戶所有的輸入從Arweave上下載并且按順序執行，就得到了最終的計算結果。更進一步的，如果將程序運行的源代碼也上傳到Arweave，那么任何客戶端都可以基于源代碼和輸入執行出最終結果，并且都是一致的，無需信任的。我們把這種模式形容為圖靈機紙帶。

通過SCP構建應用給了開發者極高的自由度。開發者可以使用熟悉的任何語言，無論是Java、Solidity、Python，只要獲得標準化的輸入，都可以構建出同樣的結果。一個很酷例子就是前端應用，我們把靜態前端頁面存儲到Arweave上，通過瀏覽器即可直接打開運行，例如Uniswap已經將歷史頁面放到Arweave上，用戶可以通過地址直接訪問歷史版本的Uniswap網站，并且整個過程都是可信的，前端頁面即是即是合約！到此鏈游困局的三個難題都解開了：存儲成本：基于Arweave的永久存儲非常便宜，目前存儲1GB的數據只需要3美元左右，可以說在Arweave上存儲應用的成本比租借AWS服務器更便宜。計算成本：SCP的模式中，Arweave并不負責計算，計算是每個應用服務自己進行，所以根本沒有計算成本問題！響應時間：用戶直接訪問的是應用層服務，由于計算層是應用服務自己負責，所以響應時間可以做到和傳統web服務一樣。三、基于SCP的游戲架構

Gate.io“天天理財” 第196期 BTC鎖倉理財明日開啟:據官方公告，Gate.io 將于4月25日（明日）12:00上線第196期BTC鎖倉理財，總額度200 BTC，鎖倉期限7天。[2021/4/24 20:54:39]

服務架構：每個游戲服務都是一個L2

基于SCP的游戲服務架構基于Arweave的游戲架構中，游戲服務類似Arweave上的一個L2層，負責接收、執行玩家的指令，并將這些指令有序的上傳到Arweave上。指令序列一旦打包到Arweave上就具備了不可篡改性，在任何時候都可以基于這些序列構建出游戲最終狀態。這種模式下，客戶端只負責記錄操作并發送到游戲服務，并不執行任何計算；游戲服務收集玩家操作并進行排序然后執行，并且把執行結果發送給客戶端。我們把客戶端類比成“視頻播放器”，只要將服務器返回的結果表現出來即可。比如玩家跑、跳、攻擊操作序列發送到游戲服務器，服務器計算出玩家到了什么位置，對怪物造成了多少傷害，再廣播給視野內的所有客戶端，客戶端同步執行這個序列，這樣所有在線玩家都達到了同步狀態。在理想情況下，游戲服務也是一組去中心化的節點，交易驗證、交易排序、執行都經過共識，這樣比單一節點可信度和安全性都要高。缺點是在計算和響應速度上肯定比不上單節點服務。這種類型的架構適合實時性要求不是很高的游戲，比如回合制游戲、卡牌游戲、經營類游戲、劇情類游戲等。P2P與幀同步技術的應用

對于實時性要求高的游戲，例如MOBA游戲、ACT游戲、FPS游戲等類型的游戲，可以把高實時性需求拆分到上層執行并快速返回結果，同時將操作序列上傳游戲服務器進行驗證，最終結果以游戲服務為準，操作序列由服務器進行上鏈。

高實時性、低實時性計算分離1.P2P技術的應用

高實時性游戲通常會有“開房間”操作，例如王者榮耀和吃雞，每局游戲匹配一定數量的玩家，并在游戲中進行局部交互。我們可以這種游戲中的高頻操作和低頻操作分開。當幾個玩家進入一局游戲，將這些玩家用P2P網絡直接連接，進行實時高速通信，玩家客戶端之間同步操作序列并進行計算，操作序列只要在參與玩家之間共識即可。同時這些玩家的操作序列會發送到游戲服務上，游戲服務進行執行并進行結果校驗，最終結果以游戲服務為準。發現玩家作弊或者執行錯誤時，將正確序列發送到客戶端，客戶端可以重放操作并糾正結果。這些操作就要求所有客戶端和游戲服務具有相同的時間標尺，這就用到了傳統游戲的幀同步技術。2.幀同步技術的應用

FilDA DAO投票開啟，投票決定FilDA挖礦激勵比例:4月13日12:00，FilDA DAO投票開啟決定FilDA挖礦激勵比例。據了解，FilDA 已登陸火幣創新區等諸多交易所，在上線火幣首日全網成交量達到2億美金。

FIlDA 作為平臺的治理代幣，其流動性已經初具規模，為了更好服務于借貸用戶，聚焦于借貸核心業務，增加存貸用戶收益，并更好地服務于 FilDA 的存借總額和資產量，現社區發起提議——調整挖礦獎勵比例。

自提案通過后，開始調整，將根據市場情況逐步調整，直至目標比例。詳情見官網公告。[2021/4/13 20:13:27]

幀同步是在游戲中應用很廣泛的技術，用于MOBA、射擊這類需要強實時性游戲中。基本原理就是相同輸入+相同的時機=相同的結果。這和SCP范式非常的相似，具有很好的融合性。相同輸入問題已經由Arweave解決，我們在游戲中還需解決相同時機問題。

首先服務器向各個客戶端下發時間種子，保證客戶端時間與服務器保持一致。客戶端和服務器把時間切分成相同時間片，一個時間片叫做一幀。粒度可能是每秒50幀、每秒80幀，每秒切分的幀數越多控制越精細，但由于人的反應速度有限，所以沒必要進行太細粒度切分。客戶端把玩家的操作填充到某一幀中發送到游戲服務，服務器根據各個客戶端發送的操作序列進行計算，最終獲得狀態結果。在鏈游中我們也可以使用幀同步技術，先由服務器將時間同步到各個客戶端，客戶端在P2P的網絡內廣播格子操作序列，并同步給服務器，最終各個客戶端和服務器計算出的狀態結果應該是一致的，服務器也會把這個序列同步到Arweave上。當出現分歧時以服務器計算結果為準，進行修正。這種指令占用的空間非常小，不會花費太多的存儲費用。Arweave每一個交易都沒有最大的限制，一個交易可以存1KB也可以存1GB甚至10GB。現在很多AR的交易一筆交易就是2GB，也就說可以處理2000萬條指令。NFT與代幣發行

鏈游發行NFT和代幣已經成為標配，雖然Arweave上已經有PST代幣標準和NFT發行能力，但由于Arweave不具備以太坊一樣的計算能力，所以需要在游戲服務內進行代幣發行、結算、交易等。之前提到Arweave上每個游戲都以L2的方式運行，如果每個游戲都在自己的L2上進行NFT和代幣的創建會有一些問題：重復造輪子：每個游戲項目都要維護相同的功能，例如NFT、代幣的發行及交易邏輯。降低可組合性：每個游戲實現方式不同，很難相互兼容。增大安全風險：除了游戲外，游戲項目組還要維護代幣、NFT發行、交易的代碼，這部分代碼如何處理不好會使用戶損失資產。所以我們希望有一個專業的L2，負責NFT、代幣的發行與交易，以降低游戲開發成本、提高安全性、帶給用戶更好更統一的交易體驗。整個架構就變成了下面的樣子：

ZBG將于9月2日開啟DF申購活動:據ZBG官方消息，ZBG將于9月2日14:00~9月3日14:00期間開啟DF首發申購活動，并已開啟DeFi首發項目—DF糖果空投活動。9月4日當日，ZBG賬戶中總折合資產不少于200 USDT或近ZBG賬戶5日內（8.30~9.4）交易活躍用戶，將獲得隨機數量的DF空投糖果。

據悉，Daily Funds （DF）是一個去中心化且非托管的開放源貨幣的交換協議，儲戶可以通過向貸款池提供流動資金來賺取利息，借款人可以通過使用流動性資金來獲取超額抵押貸款。和其他DeFi平臺（如Compound）類似，DF將存款標記為代幣，計算實時利息，并提供多種穩定幣選擇。更多空投、申購活動詳情可咨詢ZBG官網客服。[2020/9/1]

NFTL2和GameL2架構圖NFTL2集成NFT發行、token發行、轉賬、交易等功能。游戲開發商只需要訪問NFTL2提供的接口，就可以快速構建出去中心經濟系統，對于NFT發行、token發行這種基礎操作委托給NFTL2執行。這樣游戲開發商可以更專注于游戲玩法開發、經濟模型設計等差異化的游戲功能。天然的跨鏈屬性

基于Arweave的這種模式還帶給了我們一大好處—資產跨鏈。Arweave用于存儲共識數據，所有存儲的AR上的數據我們都可以認為是可信的、不可篡改的，因此Arweave上發行的token、NFT可以無需信任的轉移到其他公鏈。只需要把各個鏈上的地址映射到NFTL2上，NFTL2可以無差別對待所有其他鏈的地址，在轉賬過程中可以直接將以太坊地址資產發送到Solana地址上，只在Arweave上生成一條記錄即可。例如在everPay(基于Arweave的SCP范式錢包應用https://everpay.io/)上進行一筆跨鏈轉賬：

上圖將以太坊地址的usdc發送到Arweave地址上，并且無需手續費。這種設計還方便構建NFT交易所等上層設施，NFTL2將作為Arweave生態中Gamefi基礎設施賦能游戲服務。游戲存儲與更新

Arweave上的存儲價格非常便宜，目前存儲1GB的數據只需要3美元左右，我們完全可以將所有的游戲內容都放到鏈上，包括游戲資源、執行程序、配置文件等。如同現有的web2游戲一樣，玩家在進行游戲前先下載游戲內容。對于大型游戲和web游戲，可以先下載部分資源，并根據游戲內容實時下載其他資源。這需要在玩家與Arweave節點之間建立一條高速的數據加載通道，在傳統web2中這一工作由CDN完成。當然在Arweave生態中，也需要這樣的緩存層幫助用戶快速拉取數據，緩存層可以直接將Arweave內容緩存在本地，并為用戶提供高速下載通道，或者將數據拉取到離用戶最近的Arweave節點進行存儲。同樣的道理，游戲的更新內容也放到Arweave上待用戶拉取即可。總結

現有鏈游的技術架構以“資產上鏈，鏈下執行”為主，這種模式僅完成了資產去中心化，去中心化程度很低，玩家手中的資產只是一紙空文，項目方仍可隨意修改數值。造成這種情況的技術原因有三個：高昂的存儲成本、高昂的計算成本、無法忍受的響應時間。利用Arweave構建的純鏈上游戲，可以很好的解決上述的問題。Arweave上的應用基于SCP存儲共識范式，就像圖靈機紙帶，Arweave上只記錄游戲輸入輸出，計算交給應用層處理，所以沒有計算成本問題和響應時間問題。幀同步技術和這種模式有天然的兼容性，可以在游戲中應用。這種模式中每個游戲服務都是一個Arweave的L2層。需要一個專用的NFTL2層作為基礎設施，為各個游戲提供NFT發行、代幣發行、資產交易等經濟功能。寫在最后

我們相信游戲將會是Web3中一塊重要的拼圖，完全去中心的純鏈上游戲將是鏈游發展的終極形態。現在的鏈游還處于非常初級階段，在技術和模式上還有很長的路需要走，需要我們不斷的探索、創新，無論是經濟模型還是技術架構。基于Arweave和SCP存儲共識范式已經給我們打開了新世界的大門，一場底層技術的變革已經悄然發生，它們的表演才剛剛開始！參考資料：《傳統游戲進軍鏈游GameFi的探索之路》CoinMarketCapxFootprintAnalytics:2022年GameFi行業報告Arweave的潛力是復興亞歷山大圖書館，而非Filecoin替代品ForesightVentures：讀懂Arweave，Web3.0的關鍵基礎設施鏈上怎么跑游戲程序關于PermaDAO加入PermaDAO，一起做BuidlereverFinance是專注于為Web3提供基礎設施的科技公司，以支持10億用戶進入Web3網絡作為愿景，采用全新存儲共識范式，探索提高用戶體驗，降低開發?檻，增強網絡性能的全新WEB3開發范式。PermaDAO是由everFinance發起的共建者社區。所以參與的人都能在這里找到自己的角色來貢獻Arweave生態，任何關于Arweave的提案與任務都可以發布于此，并得到整個社區的支持與回饋。加入PermaDAO，建設Web3！關于WLabsWLabs是一家成立在新加坡，專注于鏈游垂直賽道的機構，目前以原創內容輸出為核心，同時提供鏈游項目的研究分析、模型建立、運營咨詢等服務。WGGDAO社區由WLabs孵化的第一個產品，是聚合了鏈游真實玩家的DAO社區，可以讓創作者和玩家互通互聯。Linktree:https://linktr.ee/wlabs該文章僅作為觀點陳述，不作為任何投資建議。

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