“Física Digital” em Jogos Full-Chain

Há alguns meses, antes de ingressar na Lattice, brinquei com Ludens (o fundador da Lattice) que a equipe deveria publicar um artigo chamado “Por que seus protocolos precisam de física”. Este artigo é em parte discussão filosófica, em parte propaganda de marketing (e talvez em parte sem sentido), e explicará por que criadores de mercado automatizados (AMMs), mercados de empréstimos descentralizados (DeFi) e blockchain Layer1 e Layer2 Seus protocolos devem ser tornados físicos ** por implementando conceitos como coordenadas espaciais, velocidade, etc. Incorpora luz, conservação de energia e outros princípios físicos em seus contratos inteligentes e arquitetura subjacentes.

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O que foi dito acima foi inspirado nos comentários que Ludens me fez (também expressos em podcasts e palestras) sobre as atuais limitações computacionais do blockchain e sua irreconciliabilidade com a física universal. Ethereum tem apenas uma dimensão: tempo, portanto, cadeias compatíveis com EVM só podem processar transações sequencialmente. O universo tem quatro dimensões: espaço euclidiano tridimensional (x, y, z) e tempo, o que significa que eventos ocorrem em paralelo no universo. Os eventos do Blockchain são ordenados por tempo e a taxa de disseminação de informações é determinada pela taxa na qual os nós validadores empacotam as transações. Os eventos que ocorrem no universo são afetados pela teoria da relatividade, e a velocidade com que a informação viaja é limitada apenas pela velocidade da luz.

Podemos simular fenômenos que existem na Física Universal e na Relatividade “dando” coordenadas (locais) aos contratos inteligentes no blockchain e limitando as interações com contratos específicos a locais específicos? Isto eliminaria o estado global (uma vez que a informação viaja à velocidade da luz) e essencialmente paralelizaria o EVM ao “trapacear” a forma como o estado é propagado através da rede blockchain.

Se Alice negocia com Bob em uma área do espaço, isso não afeta se Charlie pode negociar com Dave a um milhão de quilômetros de distância. Embora o EVM precise sequenciar esta transação, os contratos inteligentes fisicamente aplicados não o fazem porque possuem o conceito de coordenadas espaciais. Do ponto de vista da rede blockchain, não há mais necessidade de produtores de blocos globais, apenas de produtores de blocos locais que, em última análise, coordenem as transações em escala global.

Outros fenômenos também podem ser desbloqueados por meio de coordenadas espaciais, não apenas por implementações hackeadas de paralelização EVM. Exemplos disso podem ser encontrados no design de zkDungeon, um jogo anterior ao MUD (sistema operacional de aplicativos on-chain da Lattice), bem como OPCraft e Sky Strife (nossos dois primeiros jogos construídos em MUD). zkDungeon é um cruzamento entre um jogo de tabuleiro e um jogo Battle Royale em cadeia onde os jogadores podem construir e minerar territórios no mapa, invocar criaturas e negociar recursos como ouro e almas.

Assim como o EVM hipotético acima, o contrato possui uma coordenada definida no mapa. Ao contrário do EVM hipotético, as coordenadas não são obrigatórias para fins de paralelização de transações, elas existem para encorajar comportamentos "emergentes", como jogadores estabelecendo rotas comerciais, reinos marinhos, todos os quais aparecerão em locais "físicos" definidos de criadores de mercado automatizados (AMM). Através de contratos locais, podemos inserir rapidamente mercados de negociação no jogo e incentivar novos comportamentos curiosos dos jogadores a utilizá-los.

Captura de tela do zkDungeon

Algo tão simples como definir coordenadas de contrato no espaço métrico pode ter enormes impactos, desde a criação de novos tipos de comportamento de jogador contratado até ajudar na transição do EVM dos atuais computadores seriais para modelos de computação de alto desempenho. Chamamos essas prescrições simples de "Física Digital", gostaria de pensar na Física Digital como as leis fundamentais dos sistemas on-chain, é possível produzir ressonância em toda a pilha (da camada de aplicação à camada de infraestrutura).

Existem outros exemplos de física digital em jogos on-chain bem conhecidos. Em Dark Forest, os jogadores podem escolher como descobrir o mapa de névoa de guerra do jogo. Eles podem usar o minerador Java de thread único padrão no navegador da Dark Forest para calcular hashes e, assim, revelar o mapa. Ou eles poderiam dedicar mais núcleos de CPU para computar hashes usando um simples módulo suspenso. Existem também mineradores personalizados escritos em Rust que permitem uma descoberta mais rápida de mapas ou, se os jogadores quiserem terceirizar a mineração, eles podem usar um minerador remoto executado em um servidor ou Raspberry Pi. Um jogador chamou a atenção por implementar isso em uma instância AWS de 96 núcleos (que provavelmente custa cerca de US$ 3 por hora).

Esse comportamento pode ser difícil de entender se você não conhece os outros plug-ins que os jogadores criaram para Dark Forest. Como um jogo com dezenas de plug-ins livres de licença, os jogadores também podem comprar e vender equipamentos, planetas e até coordenadas de planetas (em um mundo com informações incompletas na névoa da guerra, a própria informação pode se tornar uma mercadoria no mercado de jogos , e até mesmo os bens mais valiosos). De repente, a mineração no universo Dark Forest torna-se um comportamento econômico completamente racional, semelhante à mineração de qualquer recurso valioso no mundo físico.

As entradas válidas que você escolhe aceitar podem ter consequências enormes e afetar diretamente a física digital do seu sistema. Imagine que a velocidade de exploração do mapa em Dark Forest seja estática e os jogadores não possam personalizar a velocidade com que desejam explorar o mapa. Isso tornaria o tamanho total do universo em Dark Forest uma função linear da contagem de jogadores e do tempo de jogo, em vez de uma função desses dois fatores, mais o custo cumulativo dos recursos da mineração. Os jogos entre jogadores serão mais simples: Os jogadores mais fortes serão aqueles que passam mais tempo no jogo ou gastam mais dinheiro do mundo real comprando coordenadas do mapa. A versão atual de Dark Forest permite uma terceira variável, baseada em quanto dinheiro os jogadores estão dispostos a gastar para descobrir os recursos computacionais do universo. Em outras palavras, ao tomar o hashrate como entrada, os usuários têm maior controle sobre o tamanho que desejam que o universo se torne, aumentando a probabilidade de um comportamento mais dinâmico no futuro.

O mundo autônomo é uma placa de Petri ideal para a "física digital". Não existem práticas recomendadas para a aparência da física digital “forte”, isso dependerá do mundo on-chain que você está projetando. Nem todo mundo precisa estar restrito a operações realizadas dentro dos limites de uma grade ou dentro de um universo que se expande na mesma proporção que o seu poder computacional. O mais importante sobre a física digital é a ressonância que ela pode criar.

Acreditamos que mundos autónomos estão a emergir de um estado primitivo. Tal como o universo que habitamos, requerem investigação aprofundada para complementar experiências ao nível do produto e documentação técnica. Esperamos organizar as ideias, intuições, erros e insights que obtemos ao construir mundos autônomos para tornar a verdade mais acessível a qualquer pessoa que explore conosco.