World Engine：專為全鏈游戲設計的分片Rollup框架_NET

原作者：Scott Sunarto (@smsunarto) 翻譯：Gametaverse

World Engine 分為兩個關鍵部分。第一部分是核心，由兩個關鍵元素組成：EVM Base Shard，一個支持分片的混合執行層和排序器，以及 Game Shard，一個高性能的游戲引擎加執行層。除此之外，還有一些周邊組件，如用于客戶端 - 服務器通信的事務中繼和網絡代碼，以及用于像 Dark Forest 這樣的 ZK 游戲的 ZK Cloud 證明器。

Scott 在上周參加 Modular Summit 了，以下內容是 Argus 目前的最新進展報告。比較有意思的地方是：World Engine 居然可以和 MUD 搭配使用的。

大家好，感謝你們參加今天的峰會。我在這里要討論一個項目，這個項目占據了我們過去一年的大部分時間。然而，你們很快就會發現，這個故事的時間線遠遠超過這個時間框架。

在聯合創辦 Argus 之前，我是 Dark Forest 的創造者之一，這是以太坊上的第一個完全鏈上游戲，使用了 ZK snarks。Dark Forest 的誕生是由一個簡單的問題驅動的：我們能否創建一個每個動作都是鏈上交易的游戲？在 2020 年，這是一個激進的主張。許多人質疑一個完全鏈上游戲的可行性，因為區塊鏈技術的速度慢。盡管有這種懷疑，我們的好奇心驅使我們開發了 Dark Forest。

Dark Forest 是一個太空探索游戲，有數千名玩家在鏈上戰斗，擴大他們的帝國。在發布的第一周，我們有超過 10,000 名玩家，并在以太坊測試網上花費了數萬億的 gas。這種高水平的活動最終迫使我們從測試網轉移到側鏈。然而，即使是側鏈，因其可擴展性而受到贊譽，也證明是不夠的。我們很快就填滿了整個區塊空間，推高了 gas 成本，使側鏈實際上無法使用。

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盡管有這些限制，對全鏈游戲的熱情仍然很高。在 Dark Forest 之后，我們看到投資者、創始人、建設者和黑客的激增，他們在 Dark Forest 的遺產上建設。像 Lattice 和 Primordium 這樣的公司開發了更容易的全鏈游戲開發框架和全鏈游戲。我們也看到了在 EVM 之外的其他生態系統中的發展，比如 Starknet 上的 Dojo。

現有區塊鏈技術的限制源于我們與其他人共享鏈的事實。如果像 Dark Forest 這樣的另一個游戲存在于同一鏈上，那么這條鏈就無法有效地運行。這讓我們開始質疑是否應該放棄全鏈游戲的概念。然而，我們決定探索如何構建更好的全鏈游戲。

我們開始了一段旅程，從一個關鍵的認識開始：我們把區塊鏈架構視為理所當然。盡管有各種各樣的 L1 和 L2，但它們都看起來很相似。他們都聲稱有更好的共識機制，更快的 VM，更好的欺詐證明者，和更快的 ZK 證明者。然而，這些聲明往往缺乏支持的基準。所有這些努力都是為了創建另一個 DEX 或鑄造另一個 NFT，這些都可以在任何其他鏈上部署。

我們決定從一個不同的角度來看待區塊鏈架構。我們質疑了經典的區塊鏈架構，它似乎在模仿比特幣或以太坊。我們意識到，其他的區塊鏈，無論是 L1 還是 L2，都在試圖為每個人建立一個區塊鏈，而沒有考慮特定的用例或用戶角色。

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據悉，SSV.Network是基于DVT技術的去中心化驗證器基礎設施。[2023/7/4 22:17:36]

我們選擇了一條不同的道路。我們決定為特定的用戶群體構建最好的區塊鏈：游戲開發者和玩家。我們明白，游戲與典型的應用有著巨大的不同。例如，像 Twitter 這樣的社交媒體平臺在一個事件驅動的運行時操作（enent-driven runtime），類似于區塊鏈。用戶觸發一個事件，比如發布一條推文，這會導致狀態轉換。

另一方面，游戲在一個循環驅動的運行時操作（loop-driven runtime）。即使沒有用戶輸入，狀態轉換也會繼續發生。火繼續燃燒，水繼續流動，作物繼續生長，日夜的循環繼續。這個基本的區別讓我們重新思考如何為游戲構建一個更好的區塊鏈。

這里需要理解的關鍵點是，網絡應用中的狀態轉換，如智能合約，并不需要用戶輸入。例如，在 Uniswap 中，如果用戶想要交易 Token A 和 Token B，他們提交一個交易，然后交易就被執行。這個過程是事件驅動的。

然而，我們很快就意識到，傳統區塊鏈的事件驅動性質與運行游戲狀態機并不兼容。因此，我們探索了游戲使用的循環驅動運行時。游戲引擎就是專門為支持這種循環驅動運行時而構建的。

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在循環驅動的運行時中，游戲進程被稱為 "ticks"，它們是時間的原子單位。每個游戲循環在一個 tick 中執行。tick rate 越高，游戲感覺越流暢。例如，現代游戲如 Counter-Strike 或 Valorant 有高 tick rate，使得它們感覺更加流暢。相比之下，舊的游戲由于 tick rate 較低，通常感覺比較遲鈍。

在區塊鏈的背景下，這些 ticks 可以與區塊進行比較，區塊是狀態轉換發生的單一時間單位。如果一個 tick 或區塊感覺慢，它可能會對游戲體驗產生負面影響。

我們認為，游戲本質上是循環驅動的，因為許多游戲狀態轉換并不是由外部輸入觸發的。例如，游戲中的重力并不依賴用戶按下一個按鈕；它無論用戶輸入如何都會存在。

確定性的交易排序也是至關重要的。例如，如果你想對一個用戶造成傷害，游戲應該先對用戶進行健康恢復還是先造成傷害？使用傳統的排序，你無法預測或控制哪些狀態轉換先被應用，這會導致游戲循環中的問題。

通過循環驅動的區塊鏈，我們保持了可組合性，這就是我們為什么想要使用區塊鏈作為游戲運行時的原因。這種方法允許實時游戲玩，模糊了區塊鏈和傳統游戲服務器之間的界限。它還使得開發比以前更復雜的游戲成為可能。

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然而，要構建一個可擴展的游戲服務器區塊鏈，我們需要水平可擴展性。游戲并不是在一個服務器上玩的；它們分布在許多服務器上。一個 roll-up 在一臺計算機上運行，并受到物理計算限制。因此，我們需要一種新的策略來控制交易。

傳統的游戲服務器，特別是那些性能密集型的大型多人在線游戲 (MMOs)，使用分片的概念。分片是一種工具，不是如何構建你的游戲的處方書。例如，在基于位置的分片中，一個笛卡爾坐標可以被劃分為四個圖表。當玩家從一個分片移動到另一個分片時，會向另一個分片發送一條消息，然后玩家被傳送到那里。

第二種方法涉及到使用一個被稱為多重分片的概念，這對于玩過 MMO 游戲的人來說是一個熟悉的概念。在這樣的游戲中，當玩家登錄時，他們會被提供多個服務器供他們選擇。這是一個類似的構造，存在著不同的狀態或游戲世界，玩家可以選擇加入哪一個。

通過循環驅動的運行時和水平可擴展性，我們也希望實現優秀的可組合性。然而，在 roll-up 中實現這一點可能看起來超出了現實。這就是為什么我們創建了 World Engine。我們意識到標準的 roll-up 不能按照我們的期望運行，所以我們自己動手構建了我們需要的解決方案。這就像 1990 年代，當 3D 游戲引擎還不是隨處可得的時候，開發者不得不自己構建它們。

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World Engine 的核心是圍繞我們的排序器設計的。雖然其他的排序器，如共享序列重構，優化了原子可組合性，但我們認為原子可組合性被高估了，特別是在游戲的背景下。因此，我們完全異步，消除了在 EVM Base Shard 運行時下需要鎖的需求。

我們有一個全局的 EVM 鏈，玩家可以在上面部署智能合約來與游戲進行組合，創建市場和 DEXes。我們在 Polaris 之上構建了這個，Polaris 是一個與 Cosmos SDK 兼容的 EVM 模塊，允許我們比其他解決方案能夠實現的更大程度地定制 EVM。

在 EVM Base Shard 排序器之上運行的是 Game Shard，一個設計為高性能游戲服務器的高性能迷你區塊鏈。Game Shard 被設計為對狀態機和 VM 無感知。我們構建了一個類似于 Cosmos SDK EBCI 的抽象層，允許你定制你的分片，或者通過實現一套標準的接口來構建你自己的分片。

我們還構建了第一個游戲分片實現，以提供一個示例。我們使用了一個 ECS 實體組件系統，這是游戲引擎中的一個常見特性，我們的構造優先考慮將實體組件系統作為一等公民。這意味著狀態機本身的每一個對象或原語都被視為一個實體。該系統還有一個可配置的 tick rate，允許你定制你的游戲的速度。

最好的部分是，你不需要依賴索引器。你可以在區塊鏈上快速讀取，而不必處理索引器中最終一致性的缺失。此外，你可以用 Go 編寫你的代碼，無需與限制性的智能合約語言斗爭。

由于我們的抽象層，分片本質上是無感的，所以你可以構建其他的分片構造，如一個堅實的游戲分片來補充你的 cardinal 游戲分片。你還可以構建一個帶有自定義規則的 NFT minting 分片，一個使用 NFT 表示你的游戲身份的游戲身份分片，并允許交易游戲身份。我們不使用鎖，所以我們不必阻塞主線程，使游戲分片運行時盡可能可靠，避免任何延遲。我們不再需要依賴加密經濟構造。

每個分片可以有不同的 DA 批處理壓縮策略。你可以對分片進行地理定位，以減少游戲延遲。你也可以將游戲分片作為一個獨立的游戲服務器運行，所以你不必擔心在第一天就要部署 roll-up。

我們在游戲分片之上構建了各種游戲，比如一個 Agar.io 的克隆，這在傳統上是不可能的。我們也使用了一個混合模型，你可以在 solidity 上使用現有的游戲引擎框架，并將其與 World Engine 結合。未來由你來決定。你可以使用我們的 cardinal 堆棧，做一個混合，或者構建你自己的游戲分片。這就像是全鏈游戲的 Kubernetes，一個你的游戲的混合和匹配樂高。

World Engine 現在在我們的 GitHub 上開源，我們歡迎新的貢獻者。如果你對構建你的第一個 World Engine 游戲感興趣，我們今天晚些時候會舉辦一個研討會。明天，我們也將主持游戲跟蹤，一個面板，和一個關于全鏈游戲的講座。

總的來說，讓我們構建更酷的 roll-ups。我們現在正處于 roll-up 的復興時期。roll-ups 允許我們擴展區塊鏈，并利用底層 L1 的安全性。然而，我們仍然生活在一個非常以 EVM 為中心的 roll-up 架構的概念中。這只是起點，而不是終點。我們的目標是以用戶和應用為中心的 roll-up 構造。感謝你的聆聽。

英文版鏈接：

https://captainz.xlog.app/World-Engine-Sharded-Rollup-Framework-for-Onchain-Game

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