IOSG Ventures: 체인의 게임 기술 스택과 게임 상태를 동기화하는 방법을 자세히 설명해주세요.

원저자: Fiona, IOSG Ventures

도움과 귀중한 의견을 주신 @netherscape_xyz의 @BriefKandle 제작자, @stokasz CEO@rhascau @mintersworld, @0x curio 팀, @SebastienGllmt 공동 창립자 @PaimaStudios, @hiCaptainZ 및 @SerenaTaN 5에게 감사드립니다!

TL;DR

• 풀체인 게임/자율 세계(“FOG/AW”)는 Web 3를 둘러싼 몇 안 되는 중요한 이야기 ​​중 하나입니다. NFT를 통해서만 Web3에 연결되는 Web2.5 애플리케이션과 비교하여 FOG/AW는 게임 로직을 체인에 배치합니다. 블록체인을 게임 서버로 활용하여 게임 상태에 대한 분산형 신뢰 소스가 됩니다. 이는 지속성, 검열 저항, 구성성 등과 같은 이점을 제공하지만 이를 기반으로 구축된 게임의 다양성과 복잡성을 제한하기도 합니다.

• 게임 복잡성과 플레이 가능성 요구 사항이 증가함에 따라 프레임 지연, 난수, 생명력 회복, 지속적인 수동 효과, 타이머 등과 같은 엔진 아키텍처에 더 많은 과제가 제시됩니다. 블록체인에서는 시간의 개념과 Ticks 단위가 다릅니다. 머드는 시간의 흐름과 수동적 회복 기술을 시뮬레이션할 수 있는 많은 아이디어를 제공합니다. 예를 들어, 플레이어가 방에서 이동할 때 미리 정의된 디자인에 따라 방에 있는 모든 항목을 이동하는 트랜잭션이 발생합니다. 이를 사용하여 시간과 상태의 변화를 인식합니다.

• FOG/AW 기술 스택은 다음과 같이 추상화할 수 있습니다. 개발자는 UI/UX 및 게임 핵심 로직에 대한 프런트엔드 및 백엔드 코드를 작성한 다음 게임 상태 루프를 통해 모든 변경 사항을 동기화하고 마지막으로 새로운 상태를 프런트엔드에 반영합니다. 로컬 장치의 인덱서로 끝납니다.

• RTS와 같은 많은 게임 유형은 높은 티크레이트를 요구하고, 합의에 의해 생성된 블록체인은 블록 시간의 변화만 처리할 수 있기 때문에 여기서 티크레이트는 해결해야 할 큰 문제입니다. Curio와 Argus는 이 점에서 선두주자이며, 그들은 펌블 체인 수준에서 게임 틱레이트를 높이고 있습니다. Mud는 전체 체인을 최대화하려고 시도하며 전체 애플리케이션 상태는 EVM에 저장됩니다. 게임의 더 높은 티켓레이트를 달성하기 위해 오프체인 통합을 도입할 계획은 없습니다.

• 다양한 체인 선택과 관련하여 Dojo는 Starknet의 전체 체인 생태계를 이끌고 있습니다. @tarrenceva의 설명에 따르면 Starknet에는 낙관적 롤업과 다른 State diff가 있으며 입력보다는 실행 출력에 중점을 둡니다. 게임에 미치는 영향은 주로 비용을 최적화하는 것입니다(예: 체스 게임). 3분 게임에서 50번의 움직임이 발생할 수 있습니다. 상태 차이를 통해 단일 증명 및 최종 상태가 출력을 증명할 수 있습니다. 반면 낙관적 롤업에는 모든 중간 상태의 입력이 필요합니다.

FOG/AW 정의: 게임 상태 동기화 방법

FOG인지 판단하기 위해서는 게임 상태가 어떻게 동기화되는지가 벤치마크라고 생각합니다(진실의 출처).

이미지 설명

Source：https://www.gabrielgambetta.com/client-server-game-architecture.html

온체인에서 실행되는 게임의 경우 블록체인은 게임 서버이며 게임 상태에 대한 분산형 신뢰 소스 역할을 합니다. 이 경우 NFT나 토큰이 실제 소유권을 가질 뿐만 아니라 플레이어의 틱과 게임 로직도 온체인에 있습니다. 이것이 진정한 소유권, 지속성, 검열 저항, 결합성 등이 가능한 이유입니다. 이상적으로는 플레이어의 모든 행동이 블록체인에 제출되어야 하며 합의에 도달한 후 게임 상태가 업데이트되어 로컬 장치로 반환됩니다. 따라서 당연히 더 적은 진드기가 필요한 게임 유형은 온체인에서 플레이하는 데 더 적합합니다.

게임 지연, 시간 등의 문제를 해결하세요.

게임 복잡성과 플레이 가능성 요구 사항이 증가함에 따라 프레임 지연, 난수, 생명력 회복, 지속적인 수동 효과, 타이머 등과 같은 엔진 아키텍처에 더 많은 과제가 제시됩니다.

클라이언트 렌더링 및 사용자 작업의 지연을 포함하여 프레임 지연은 실제로 Web2 세계에서 매우 일반적입니다. 특히 FPS와 같이 티크레이트가 높은 게임의 경우 지연이 발생하면 플레이어 경험이 매우 열악해집니다. Web2의 솔루션 중 하나는 플레이어 간 가장 높은 지연 표준에 따라 모든 플레이어를 동기화할 수 있는 잠금 단계 상태 업데이트입니다. 문제를 해결하기 위한 공정성 경험. 이러한 지연은 블록체인이 도입되고 거래를 확인해야 할 때 더욱 악화될 수 있습니다. 이를 위해 Mud는 게임에서 일반적으로 사용되는 낙관적 렌더링 메커니즘도 추가하여 사용자의 작업이 성공했다고 가정하고 서버가 동의하기 전에(또는 이 경우 트랜잭션이 확인되기 전에) 클라이언트에서 렌더링합니다.

체인에서 난수 생성은 자주 논의되는 주제입니다. Mud는 사용자 행동이 무작위 결과의 입력으로 사용될 수 있고 상호 작용이 발생한 후에 생성될 수 있다고 믿습니다.

블록체인에서는 시간과 틱 단위의 개념이 다릅니다. @SebastienGllmt는 사기 방지 개념(예: Op)을 사용하는 체인에서는 일단 문제가 발생하면 롤백해야 하기 때문에 타이머를 사용하기 어렵다고 생각합니다. 게임에서 타이머를 사용하면 경험이 저하될 것입니다. . 머드는 시간의 흐름과 수동적 회복 기술을 시뮬레이션할 수 있는 많은 아이디어를 제공합니다. 예를 들어 시간이 지남에 따라 금화가 늘어나면 플레이어가 금화가 필요한 작업을 수행할 때마다 플레이어의 이전 금화 개수, 최신 새로 고침 횟수 및 새로 고침 빈도를 기반으로 플레이어의 금화 금액을 계산합니다. 또 다른 예를 들어, 플레이어가 방에서 이동할 때 미리 정의된 디자인에 따라 방에 있는 모든 항목을 이동하는 트랜잭션이 발생합니다. 이를 사용하여 시간과 상태의 변화를 인식합니다.

속임수를 위한 스크립트를 작성하는 것은 문제가 되지 않을 수 있습니다. @BriefKandle은 게임 시스템의 MEV가 부정 행위로 간주되지 않는다고 생각합니다. 간단한 스크립트로 MEV를 방지하는 것은 게임 팀이 고려해야 할 사항입니다. Web2 게임 개발은 사고 방식을 바꿔야 합니다. 좋은 MEV 봇은 게임의 NPC입니다.

이 기능 중 일부는 Rhascau와 같이 최근 출시된 일부 온체인 게임에서 구현되었으며, 여기서는 타이머와 지속적인 수동 효과를 사용합니다. 기본적으로 블록 시간을 틱으로 사용합니다. (현재 L2에서는 블록 시간 = 틱레이트).

FOG/AW 기술 스택

FOG/AW 엔진 프레임워크는 개발자가 블록체인을 서버 및 신뢰 소스로 사용하여 게임을 구축할 수 있게 해주는 개발자 도구 스택입니다. 또한 현재의 몇 가지 문제를 해결할 수 있습니다.

• 표준/기성 프레임워크 부족으로 인해 FOG/AW 온체인 구축의 비효율성;

• 모듈성 및 코드 재사용 부족

• 구성성이 부족합니다. FOG/AW 엔진의 개발로 온체인 게임은 더욱 흥미롭고 상상력이 풍부해질 수 있습니다.

이해를 돕기 위해 이러한 유형의 엔진에 대한 일반적으로 단순화된 기술 프로세스는 다음과 같습니다. 개발자는 ui/ux 및 게임 핵심 로직에 대한 프런트엔드 및 백엔드 코드를 작성한 다음 게임 상태 루프를 통해 모든 변경 사항을 동기화하고 마지막으로 새 항목을 색인화합니다. 상태는 프런트 엔드의 로컬 장치에 반영됩니다.

블록체인에서 실행되는 게임을 원활하게 실행하기 위해 Mud, Dojo, Curio, Argus, Paima 엔진 및 Lootchain은 이러한 목적을 위해 자체 기술 스택을 개발하고 있습니다. 기술 스택은 체인, 핵심 개발 스택, 게임 프런트엔드의 3가지 주요 부분으로 구성됩니다. 그들은 모두 자체적인 혁신을 갖고 있으며, 분산화와 게임 복잡성 사이의 균형을 유지합니다.

• 게임 프론트엔드: Unity, Unreal 등의 전통적인 엔진은 물론, React/Threejs 등의 언어와 렌더링 및 기타 기능을 제공하는 강력한 도구가 포함되어 있으며, 이는 게임 플레이 가능성과 경험을 향상시키는 데 없어서는 안 될 부분입니다. . 위 프로젝트는 기본적으로 개발자가 사용할 수 있는 관련 SDK를 제공할 수 있습니다.

• 핵심 개발 스택: 게임 로직이 블록체인에서 실행되고 적시에 프런트 엔드와 동기화될 수 있도록 솔루션 세트를 설계합니다. 주요 구성 요소에는 적절한 데이터베이스 구조(게임 동작 및 논리 정의), 동기화 및 게임 상태 반환이 포함됩니다.

• 체인: 대부분은 Ethereum, Optimism 및 Starknet을 기반으로 구축하기로 선택합니다.

아래 그림은 다양한 프로토콜이 각각의 기술 스택을 어떻게 설계하는지 보여줍니다. 작업 흐름을 보려면 Mud V2를 예로 들어 보겠습니다.

• 개발자는 일부 Web2 프런트 엔드 도구를 호출하여 Mud에 코드를 작성하고 렌더링과 같은 강력한 기능을 사용하여 게임을 더욱 시각적이고 재미있게 만듭니다.

• 동시에 개발자는 Mud의 스마트 계약 프레임워크(Mud World)를 기반으로 게임의 캐릭터, 아이템 및 구체적인 작동 로직을 작성하게 되며, 어떤 상황에서 토지를 성공적으로 점령할 가능성이 어느 정도인지;

• 위의 작업과 게임 상태는 글로벌 게임 상태를 담당하는 온체인 데이터베이스이자 게임 상태 동기화를 위한 신뢰 소스인 Mud Store에 기록됩니다.

• 영웅 A가 Y를 공격할 때 플레이어는 실제로 프런트 엔드 시스템에서 마우스를 클릭하고 체인에 업로드할 명령을 제출합니다. 명령은 개발자의 게임 디자인 로직과 스토어의 현재 게임 상태를 기반으로 한 결과를 가져옵니다. 결과는 게임의 새로운 전역 상태로 업데이트되고 체인에 동기화됩니다.

• Games on Mud는 웹, 모바일 등 다양한 프런트 엔드를 지원하지만 복잡한 인덱싱 요구 사항에 직면할 수 있습니다. 모드는 이러한 목적으로 개발된 오프체인 인덱서입니다.

이제 이러한 핵심 프레임워크의 공통적인 디자인과 다양한 디자인에 대해 이야기해 보겠습니다.

• 대부분은 Mud v1 디자인을 따르고 ECS를 게임 개발을 위한 데이터 구조로 활용합니다. 이것이 게임 로직이 작성되고 제시되는 방식입니다. Mud V2는 이를 개선했으며, 데이터는 테이블 및 시스템에 정의되어 다른 데이터 표준(V1과 같은 ECS 데이터 모델링 표준을 준수할 필요가 없음)을 허용하여 개발자에게 더 많은 선택권을 제공하고 더욱 포괄적으로 만듭니다.

• 블록체인은 당연히 게임 상태와 데이터베이스에 대한 신뢰의 원천이기 때문에 대부분은 분산형 데이터베이스를 사용합니다. Mud는 전체 체인을 최대화하려고 시도하며 전체 애플리케이션 상태는 EVM에 저장됩니다. 게임의 더 높은 비트레이트를 달성하기 위해 분산화를 희생하거나 오프체인 통합 체계를 도입할 필요가 없습니다.

• FPS 등 많은 게임 유형은 높은 티크레이트를 요구하고, 합의에 의해 생성된 블록체인은 블록타임의 변화만 처리할 수 있기 때문에 여기서 티크레이트는 해결해야 할 큰 문제입니다. 혁신적인 디자인을 통해 Curio와 Argus는 체인 수준에서 진드기율을 높이기를 희망하는 최초의 회사입니다.

• 다양한 체인 선택과 관련하여 Curio와 Loot는 모두 Caldera를 사용하여 Op 스택 체인을 구축하고 있으며 Dojo는 Starknet의 전체 체인 생태계를 선도하고 있습니다. @tarrenceva의 설명에 따르면 Starknet에는 낙관적 롤업과 다른 State diff가 있으며 입력보다는 실행 출력에 중점을 둡니다. 게임에 미치는 영향은 주로 비용을 최적화하는 것입니다(예: 체스 게임). 3분 게임에서 50번의 움직임이 발생할 수 있습니다. 상태 차이를 통해 단일 증명 및 최종 상태가 출력을 증명할 수 있습니다. 반면 낙관적 롤업에는 모든 중간 상태의 입력이 필요합니다.

이미 이러한 엔진을 기반으로 구축된 게임이 몇 가지 있습니다. Mud와 Dojo는 모두 개발자가 애플리케이션을 구축하도록 유도하기 위해 해커톤을 개최하고 있습니다. Curio는 방금 ETHCC에서 Warcraft의 미니게임 데모를 출시했습니다.

분명히 FOG/AW는 퍼블릭 체인 경쟁의 핵심 생태계로 자리잡고 있으며, 래티스가 제안하는 AW(Autonomous World)는 게임에만 국한되지 않고 소셜, 금융 등 많은 속성을 포함하는 큰 개념입니다. 그래서 그 위에 상상 속의 가상 세계인 메타버스(Metaverse)가 세워졌습니다. 게임, 소셜 네트워킹, 금융 등 새로운 형태의 통합 애플리케이션을 기대할 수 있습니다.

Reference:

1.https://mirror.xyz/matchboxdao.eth/d3lVAOa9Bi0kY- caoUT 3 lDC 6 E 61 mWJqtP 1 q 6 tME 4 xGY 

2.https://jumpcrypto.com/writing/defining-on-chain-gaming/

3.https://www.oneqode.com/what-is-a-game-server/

4.https://medium.com/@qingweilim/how-do-multiplayer-game-sync-their-state-part-2-d746fa303950

5.https://latticexyz.notion.site/Building-Autonomous-Worlds-with-MUD-39d5eb5d31034589bc54a2053efb4c56

6.https://twitter.com/tarrenceva/status/1660686571270705152

7.https://book.dojoengine.org/framework/sozo/overview.html

8. https://www.youtube.com/watch?v=A0OXif6r-Qk