Aplicación de zk-SNARKs en juegos de cadena completa: el caso de PopCraft

PopCraft es un juego de eliminación completamente en cadena, donde los jugadores deben eliminar todos los elementos del tablero en 4 minutos para obtener recompensas en tokens. Sin embargo, dado que el juego se ejecuta completamente en la cadena, cada acción de los jugadores requiere interacción con la blockchain, lo que provoca un problema de retraso notable. El tiempo de bloque en la red de segunda capa de Ethereum suele ser de 2 segundos, lo que significa que los jugadores deben esperar al menos 2 segundos para completar cada acción, lo que afecta en gran medida la experiencia del juego.

Para resolver este problema, consideramos utilizar zk-SNARKs ( ZKP ) para reducir la frecuencia de interacción con la blockchain durante el proceso del juego. En un escenario ideal, el proceso del juego no necesita ser registrado en la cadena, pero aún así puede garantizar que no existan riesgos de trampa. La idea específica es que cada acción del jugador genere un ZKP, y el ZKP del siguiente paso se base en el anterior, formando un ZKP auto-contenido similar a la estructura de una blockchain. Al finalizar el juego, solo es necesario enviar el ZKP de la última acción a la cadena, donde un contrato inteligente validará el resultado.

Sin embargo, este plan enfrenta muchos desafíos durante su implementación:

1. Prevención de trampas en el proceso y resultado del juego: solo generar ZKP para el resultado no es suficiente para prevenir trampas, también es necesario verificar todo el proceso del juego.

2. Dificultades técnicas en la generación progresiva de zk-SNARKs: cada zk-SNARK depende del anterior, cómo verificar su coherencia y corrección en la cadena es un problema complejo.

3. Procesamiento de datos de juegos públicos: Los datos del juego de PopCraft ya son públicos, usar ZKP para ocultar información parece ser innecesario. Pero si no se utiliza ZKP, ¿cómo se pueden almacenar y verificar de manera segura los datos del juego en el lado del contrato inteligente?

4. Manejo del consumo de (Token) de elementos de juego: cuando los jugadores utilizan artículos para eliminar elementos aislados, se involucra la transferencia de Token. Cómo manejar este proceso en un sistema ZKP, asegurando al mismo tiempo la temporalidad y la precisión, es un desafío.

5. La característica de ocultación de datos de ZKP: en escenarios como PopCraft, donde no es necesario ocultar los datos del juego, el uso de ZKP en realidad aumenta la dificultad de obtener datos y la complejidad de implementación.

Después de un análisis profundo, llegamos a las siguientes conclusiones:

Para juegos como PopCraft, la clave está en encontrar una manera de asegurar que cada paso desde el inicio hasta el final del juego sea a prueba de trampas, mientras que solo se necesita validar el resultado correcto en la cadena al final. Sin embargo, por el momento parece que los zk-SNARKs tienen dificultades para resolver completamente este problema.

Basado en la investigación existente, los zk-SNARKs en el ámbito de los juegos son principalmente aplicables a dos tipos de situaciones:

1. Ocultamiento de información en juegos de teoría de juegos de información incompleta, como el bosque oscuro, el póker, etc.

2. Prueba del resultado de un juego de un solo paso, como lotería, adivinar un número y otros juegos simples.

Dada la complejidad de la tecnología de zk-SNARKs, el análisis y las conclusiones de este artículo pueden tener ciertas limitaciones. Agradecemos a los expertos en el campo por proporcionar más ideas y orientación.