«Цифровая физика» в полноцепных играх

Несколько месяцев назад, прежде чем присоединиться к Lattice, я пошутил Люденсу (основателю Lattice), что команде следует опубликовать статью под названием «Почему вашим протоколам нужна физика». Эта статья представляет собой частично философскую дискуссию, частично маркетинговую пропаганду (и, возможно, частично ерунду), и она объясняет, почему автоматизированные маркет-мейкеры (AMM), рынки децентрализованного кредитования (DeFi) и блокчейн Layer1 и Layer2 Их протоколы должны быть физическими** реализация таких понятий, как пространственные координаты, скорость и т. д. Включает свет, энергосбережение и другие физические принципы в свои базовые смарт-контракты и архитектуру.

** **

Вышеизложенное было вдохновлено комментариями Люденса (также выраженными в подкастах и беседах) о текущих вычислительных ограничениях блокчейна и его несовместимости с универсальной физикой. Эфириум имеет только одно измерение: время, поэтому EVM-совместимые цепочки могут обрабатывать транзакции только последовательно. Вселенная имеет четыре измерения: трехмерное евклидово пространство (x, y, z) и время, а это означает, что события во Вселенной происходят параллельно. События блокчейна упорядочены по времени, а скорость распространения информации определяется скоростью, с которой узлы валидации упаковывают транзакции. На события, происходящие во Вселенной, влияет теория относительности, а скорость распространения информации ограничивается только скоростью света.

Можем ли мы моделировать явления, существующие в Универсальной физике и теории относительности, «задавая» координаты (места) смарт-контрактов в блокчейне и ограничивая взаимодействие с конкретными контрактами определенными местами? Это устранило бы глобальное состояние (поскольку информация распространяется со скоростью света) и, по сути, распараллелило бы EVM, «обманывая» способ распространения состояния по сети блокчейна.

Если Алиса торгует с Бобом в одной области космоса, это не влияет на то, сможет ли Чарли торговать с Дэйвом на расстоянии в миллион миль. Хотя EVM необходимо упорядочить эту транзакцию, физически реализованные смарт-контракты этого не делают, поскольку в них есть концепция пространственных координат. С точки зрения сети блокчейн, больше нет необходимости в глобальных производителях блоков, а только в локальных производителях блоков, которые в конечном итоге координируют транзакции в глобальном масштабе.

Другие явления также можно раскрыть с помощью пространственных координат, а не просто хакерских реализаций распараллеливания EVM. Примеры этого можно найти в дизайне zkDungeon, игры, которая предшествовала MUD (операционной системе сетевых приложений Lattice), а также OPCraft и Sky Strife (наши первые две игры, созданные на MUD). zkDungeon — это нечто среднее между настольной игрой и сетевой игрой в жанре королевской битвы, где игроки могут строить и добывать территории на карте, вызывать существ и торговать такими ресурсами, как золото и души.

Как и гипотетическая EVM, описанная выше, контракт имеет определенную координату на карте. В отличие от гипотетического EVM, координаты не требуются для распараллеливания транзакций, они существуют для поощрения «неожиданного» поведения, например, когда игроки создают торговые пути, морские королевства, и все это появляется в определенных «физических» местах автоматических маркет-мейкеров. (АММ). С помощью локальных контрактов мы можем быстро добавить в игру торговые рынки и стимулировать новое любопытное поведение игроков к их использованию.

Скриншот zkDungeon

Такая простая вещь, как определение координат контракта в метрическом пространстве, может иметь огромные последствия: от создания новых типов поведения «игрок по найму» до помощи EVM в переходе от сегодняшних последовательных компьютеров к более высокопроизводительным вычислительным моделям. Мы называем эти простые рецепты «цифровой физикой». Я хотел бы думать о цифровой физике как о фундаментальном законе сетевых систем, и возможно, что весь стек (от уровня приложения до уровня инфраструктуры) может вызвать резонанс.

Есть и другие примеры цифровой физики в известных сетевых играх. В Dark Forest игроки могут выбирать, как раскрыть карту тумана войны. Они могут использовать стандартный однопоточный Java-майнер Dark Forest в браузере для вычисления хэшей и, таким образом, раскрытия карты. Или они могли бы выделить больше ядер ЦП для вычисления хэшей, используя простой раскрывающийся модуль. Существуют также специальные майнеры, написанные на Rust, которые позволяют быстрее обнаруживать карты, или, если игроки хотят передать майнинг на аутсорсинг, они могут использовать удаленный майнер, работающий на сервере или Raspberry Pi. Один игрок привлек внимание тем, что реализовал это на 96-ядерном экземпляре AWS (который, вероятно, стоит около 3 долларов в час).

Такое поведение может быть трудно понять, если вы не знаете, какие другие плагины игроки создали для Dark Forest. Поскольку игра имеет десятки безлицензионных плагинов, игроки также могут покупать и продавать оборудование, планеты и даже координаты планет (в мире с неполной информацией в тумане войны информация сама по себе может стать товаром на игровом рынке). , и даже самые ценные товары). Неожиданно добыча полезных ископаемых во вселенной Темного Леса становится совершенно рациональным экономическим поведением, подобным добыче любого ценного ресурса в физическом мире.

Действительные входные данные, которые вы решите принять, могут иметь огромные последствия и напрямую влиять на цифровую физику вашей системы. Представьте, что скорость исследования карты в Dark Forest статична, и игроки не могут настроить скорость, с которой они хотят исследовать карту. Это сделало бы общий размер вселенной в Dark Forest линейной функцией количества игроков и игрового времени, а не функцией этих двух факторов плюс совокупной стоимости ресурсов на добычу полезных ископаемых. Игры между игроками станут проще: Самыми сильными игроками будут те, кто проводит больше времени в игре или тратит больше реальных денег на покупку координат карты. Текущая версия Dark Forest допускает третью переменную, основанную на том, сколько денег игроки готовы потратить, чтобы раскрыть вычислительные ресурсы вселенной. Другими словами, принимая хешрейт в качестве входных данных, пользователи получают больший контроль над тем, насколько большой они хотят видеть вселенную, что увеличивает вероятность более динамичного поведения в будущем.

Автономный мир — идеальная чашка Петри для «цифровой физики». Не существует лучших практик того, как выглядит «сильная» цифровая физика, это будет зависеть от создаваемого вами сетевого мира. Не каждый мир должен быть ограничен операциями, выполняемыми в пределах сетки или во вселенной, которая расширяется с той же скоростью, что и ваши вычислительные мощности.

Мы считаем, что автономные миры возникают из примитивного состояния. Как и вселенная, в которой мы живем, они требуют глубоких исследований, дополняющих эксперименты на уровне продукта и техническую документацию. Мы надеемся систематизировать идеи, интуиции, ошибки и знания, которые мы получаем при построении автономных миров, чтобы сделать истину более доступной для всех, кто исследует их вместе с нами.