La « physique numérique » dans les jeux full-chain

Il y a quelques mois, avant de rejoindre Lattice, j'ai plaisanté avec Ludens (le fondateur de Lattice) en disant que l'équipe devrait publier un article intitulé « Pourquoi vos protocoles ont besoin de physique ». Cet article est en partie une discussion philosophique, en partie de la propagande marketing (et peut-être en partie un non-sens), et il expliquera pourquoi les teneurs de marché automatisés (AMM), les marchés de prêts décentralisés (DeFi) et les blockchain Layer1 et Layer2. Leurs protocoles devraient être rendus physiques** par mettre en œuvre des concepts tels que les coordonnées spatiales, la vitesse, etc. Intègre la lumière, la conservation de l’énergie et d’autres principes physiques dans ses contrats et son architecture intelligents sous-jacents.

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Ce qui précède a été inspiré par les commentaires que Ludens m'a faits (également exprimés dans des podcasts et des conférences) sur les limites informatiques actuelles de la blockchain et son inconciliabilité avec la physique universelle. Ethereum n'a qu'une seule dimension : le temps, par conséquent, les chaînes compatibles EVM ne peuvent traiter les transactions que de manière séquentielle. L'univers a quatre dimensions : l'espace euclidien tridimensionnel (x, y, z) et le temps, ce qui signifie que les événements se produisent en parallèle dans l'univers. Les événements blockchain sont classés dans le temps et le taux de diffusion des informations est déterminé par la vitesse à laquelle les nœuds de validation emballent les transactions. Les événements qui se produisent dans l’univers sont affectés par la théorie de la relativité, et la vitesse à laquelle l’information circule n’est limitée que par la vitesse de la lumière.

Pouvons-nous simuler des phénomènes qui existent en physique universelle et en relativité en « donnant » les coordonnées (emplacements) des contrats intelligents sur la blockchain et en limitant les interactions avec des contrats spécifiques à des emplacements spécifiques ? Cela éliminerait l'état global (puisque l'information voyage à la vitesse de la lumière) et paralléliserait essentiellement l'EVM en « trompant » la façon dont l'état se propage à travers le réseau blockchain.

Si Alice échange avec Bob dans une zone de l'espace, cela n'a aucun effet sur la possibilité pour Charlie d'échanger avec Dave à un million de kilomètres de là. Bien que l'EVM doive séquencer cette transaction, les contrats intelligents appliqués physiquement ne le font pas car ils ont le concept de coordonnées spatiales. Du point de vue du réseau blockchain, il n’est plus nécessaire de recourir à des producteurs de blocs mondiaux, mais uniquement à des producteurs de blocs locaux qui, en fin de compte, coordonnent les transactions à l’échelle mondiale.

D’autres phénomènes peuvent également être débloqués grâce aux coordonnées spatiales, et pas seulement à des implémentations hacky de parallélisation EVM. Des exemples de ceci peuvent être trouvés dans la conception de zkDungeon, un jeu antérieur à MUD (le système d'exploitation d'application en chaîne de Lattice), ainsi qu'OPCraft et Sky Strife (nos deux premiers jeux construits sur MUD). zkDungeon est un croisement entre un jeu de société et un jeu de bataille royale en chaîne où les joueurs peuvent construire et exploiter des territoires sur la carte, invoquer des créatures et échanger des ressources comme de l'or et des âmes.

Comme l'EVM hypothétique ci-dessus, le contrat a une coordonnée définie sur la carte. Contrairement à l'hypothétique EVM, les coordonnées ne sont pas obligatoires à des fins de parallélisation des transactions, elles existent pour encourager des comportements « émergents », tels que des acteurs établissant des routes commerciales, des royaumes marins, qui apparaîtront tous dans des emplacements « physiques » définis par des teneurs de marché automatisés. (AMM). Grâce à des contrats locaux, nous pouvons rapidement insérer des marchés commerciaux dans le jeu et inciter de nouveaux joueurs curieux à les utiliser.

Capture d'écran de zkDungeon

Quelque chose d'aussi simple que de définir des coordonnées contractuelles dans l'espace métrique peut avoir d'énormes impacts, allant de la création de nouveaux types de comportements de joueurs à louer à l'aide à la transition EVM des ordinateurs série d'aujourd'hui vers des modèles informatiques plus performants. Nous appelons ces prescriptions simples « Physique numérique », j'aimerais considérer la physique numérique comme la loi fondamentale des systèmes en chaîne et il est possible que tout au long de la pile (de la couche d'application à la couche d'infrastructure) produise une résonance.

Il existe d'autres exemples de physique numérique dans des jeux en chaîne bien connus. Dans Dark Forest, les joueurs peuvent choisir comment découvrir la carte du brouillard de guerre du jeu. Ils peuvent utiliser le mineur Java monothread standard intégré au navigateur de Dark Forest pour calculer les hachages et ainsi révéler la carte. Ou ils pourraient consacrer plus de cœurs de processeur au calcul des hachages en utilisant un simple module déroulant. Il existe également des mineurs personnalisés écrits en Rust qui permettent une découverte de carte plus rapide, ou si les joueurs souhaitent externaliser le minage, ils peuvent utiliser un mineur distant exécuté sur un serveur ou un Raspberry Pi. Un acteur a attiré l'attention pour avoir implémenté cela sur une instance AWS à 96 cœurs (qui coûte probablement environ 3 $ de l'heure).

Ce comportement peut être difficile à comprendre si vous ne connaissez pas les autres plugins que les joueurs ont créés pour Dark Forest. En tant que jeu doté de dizaines de plug-ins sans licence, les joueurs peuvent également acheter et vendre du matériel, des planètes et même des coordonnées planétaires (dans un monde où les informations sont incomplètes dans le brouillard de la guerre, l'information elle-même peut devenir une marchandise sur le marché du jeu). , et même les biens les plus précieux). Soudainement, l’exploitation minière dans l’univers de la Forêt Sombre devient un comportement économique tout à fait rationnel, semblable à l’exploitation de toute ressource précieuse dans le monde physique.

Les entrées valides que vous choisissez d'accepter peuvent avoir d'énormes conséquences et affecter directement la physique numérique de votre système. Imaginez que la vitesse d'exploration de la carte dans Dark Forest soit statique et que les joueurs ne puissent pas personnaliser la vitesse à laquelle ils souhaitent explorer la carte. Cela ferait de la taille totale de l'univers dans Dark Forest une fonction linéaire du nombre de joueurs et de la durée du jeu, plutôt qu'une fonction de ces deux facteurs, plus le coût cumulé des ressources de l'exploitation minière. Les jeux entre joueurs seront plus simples : Les joueurs les plus forts seront ceux qui passeront plus de temps dans le jeu ou qui dépenseront plus d'argent réel pour acheter des coordonnées cartographiques. La version actuelle de Dark Forest autorise une troisième variable, basée sur le montant d'argent que les joueurs sont prêts à dépenser pour découvrir les ressources informatiques de l'univers. En d’autres termes, en prenant le hashrate comme entrée, les utilisateurs ont un plus grand contrôle sur la taille qu’ils souhaitent donner à l’univers, augmentant ainsi la probabilité d’un comportement plus dynamique à l’avenir.

Le monde autonome est une boîte de Pétri idéale pour la « physique numérique ». Il n'existe pas de bonnes pratiques quant à ce à quoi ressemble une physique numérique « forte », cela dépendra du monde en chaîne que vous concevez. Tous les mondes ne doivent pas nécessairement être limités à des opérations effectuées dans les limites d'une grille ou dans un univers qui se développe au même rythme que votre puissance de calcul. La chose la plus importante à propos de la physique numérique est la résonance qu'elle peut créer.

Nous pensons que les mondes autonomes émergent d’un état primitif. Tout comme l’univers dans lequel nous vivons, ils nécessitent des recherches approfondies pour compléter les expériences au niveau des produits et la documentation technique. Nous espérons organiser les idées, les intuitions, les erreurs et les connaissances que nous acquérons en construisant des mondes autonomes afin de rendre la vérité plus accessible à tous ceux qui explorent avec nous.