原文：《解析链上游戏：链上复杂应用的未来》
撰文：Maxlion & StarkNet Astro
TL;DR
- 为什么需要关注链上游戏？
- 在区块链基建创新的背景下，链上游戏可能是下一代杀手级应用的雏形。
- 链上用户增长面临瓶颈，期望链上游戏可以为区块链可持续地带来更多活跃用户。
- 随着区块链扩容提速，区块链的 4G 时代将推动链上复杂应用的创新。新公链、zkEVM/VM、模块化所具备的账户抽象、资产管理、并行处理和 ZK 特性，为低单位收益、高 TPS 的链上复杂应用奠定了基础。
- 链上游戏的现状如何？
- 目前链上游戏处于探索产品形态和验证市场的早期阶段。至今还没有一个可称成熟的链上游戏诞生，大多数链上游戏的可玩性、完成度不尽人意。
- 链上游戏相比传统游戏和 GameFi 仍有创新，如Dark Forest、Isaac、Treaty等链上游戏具有去中心、可组合、链上协作、合约化互动的特点。
- 链上游戏可分为移植和原生两个类别。
- 移植类的链上游戏将解锁传统游戏的可能性，模拟经营类游戏由于可组合、异步回合时间以及金融博弈属性相比其他类型的游戏更适合移植成为链上游戏。
- 原生类的链上游戏更有可能带来链上复杂应用的创新。与链上游戏相关的概念还有超结构，自主世界等，它们扩展了链上游戏的想象空间。
- 链上游戏引擎的现状如何？
- 在链上游戏的早期阶段，链上游戏引擎团队往往肩负开创游戏产品的责任，且引擎团队远远少于游戏团队，分别有以太坊上的MUD和 Starknet 上的Dojo。
- 在链上游戏引擎之外，还存在着其他链上游戏基础设施，如游戏公会Guildly和游戏商店Cartridge.gg。
- 为什么 Starknet 是链上游戏军火库？
- 在性能方面，Starknet 理论上能达到9000 TPS，其STARK证明系统能够将6000 万笔L2 交易合并为以太坊上的一笔交易，Gas 有望低至 0.001 U。且 STARK 存在网络效应，交易成本会随着交易量的增加而减少，因此 Starknet 适合庞大用量的链上游戏。
- Starknet 原生账户抽象，合约钱包相比传统钱包更能适应链上游戏交互场景。
- Starknet 重视原生应用孵化。其开发团队 StarkWare 与 MatchBox、Only Dust、Volt Capital、Mask Network 等合作伙伴举办了多轮黑客松，孵化了大量链上游戏生态。
- 我们认为 Starknet 是链上游戏最重要的生态，我们将在下一篇研究中深入分析 Starknet 技术特性、链上游戏生态以及链上游戏设计与构建。
什么是链上游戏？
链上游戏（Fully On-chain Game，也叫完全链上游戏、全链游戏）是指以合约的方式存在于区块链之中的游戏，区别于仅仅将游戏内资产铸造为代币的 GameFi 这类不完全链上游戏，链上游戏的状态存储、逻辑执行也在链上，因此它也具有去中心化、无需许可、可组合的特性。它更倾向于开创全新的游戏机制，而不是仅仅对现有游戏进行渐进式改进或者把道具上链。
区块链是一种全新的技术，与其用它来仿制、改造、嫁接旧产品，不如用它做一个原生的、全新的产品。马车时代的马粪问题从未被解决，而是随着汽车时代的到来被消灭了。链上游戏并非为解决 Web2 游戏和不完全链上游戏的旧问题而生，它致力于完全的创新。
- 玩法和内容有限。
- 中心化运营，项目方可以更改游戏规则。
- 以旁氏模型着称，往往被认为是 DeFi 的延续而非新的“游戏类别”。
- 仅仅是链下游戏的移植，并非链上原生应用。
那么链上游戏能够解决这些问题，并承诺一个更加美好的未来吗？答案是：不。
区块链是一种全新的技术，与其用它来仿制、改造、嫁接旧产品，不如用它做一个原生的、全新的产品。马车时代的马粪问题从未被解决，而是随着汽车时代的到来被消灭了。链上游戏并非为解决 Web2 游戏和不完全链上游戏的旧问题而生，它致力于完全的创新。
19 世纪的马拉火车在今天看来可能有些荒谬，但它是对当时的大众心理、政策法律、道路状况和产品形态的妥协。如今的联盟链和 GameFi 也是新技术对旧生态的妥协，是新时代的马拉火车，但我们都能感觉到它们不可能成为未来。新技术最终会逐渐重塑整个生态，链上游戏可能就是一个不太成熟的开端。
因此，更加重要的问题是：我们为什么需要关注和探索链上游戏？链上游戏处于哪个发展阶段？
为什么需要链上游戏？
【I don't know what this thing will be worth in the future, but it's new, so let's do it first.】
——Max, founder of Astro Aerospace Industries, said
技术演化的必然
链上游戏是技术演化的必然路径。
历史上的每次技术革命往往在若干年后才爆发出一些超级产品。那些推动技术大规模普及的二次创新和发明往往被人们所忽视，但正是这些创新和发明相互推动，才在因缘际合中碰撞出了真正的创新产品。历史上每个号称“从 0 到 1”的创新产品的背后往往都有若干个铺垫的技术。
坦克的背后是石油开采与冶炼、钢材加工、发动机、炸药学，智能手机的背后是操作系统、触摸屏、处理器、传感器，AI 的背后是计算机科学、神经科学、统计学、心理学、哲学。但弄清楚哪些具体的 N 次创新和发明是最终实现大规模采用并改变世界的创新产品是几乎不可能的，因为它们更有可能是一个技术发展路径上的一个分支而非“最终果实”。
因此，目前不成熟的链上游戏可能会随着技术完善而成熟，也有可能变成另一个产品发展路上的中转站。但无论如何它是值得去关注与探索的，它作为链上应用最前沿的探索方向，即使它不是那个最终的杀手应用，也可能是杀手应用强相关的领域——正如历史中的每个创新产品所告诉我们的那样。
区块链需要活跃用户
区块链需要应用创新，以带来更多的活跃用户或者将用户活跃起来。
根据上图，我们可以知道以太坊每日活跃用户数存在瓶颈。我们已经见证了泛 DeFi 生态的爆发，但从旁观者的角度来看，NFT、GameFi 都是 DeFi 的延续。区块链目前缺少能够保证用户持续在链上活跃的、大规模采用的应用，因此游戏成为了区块链行业进一步扩展的目标领域。Axie Infinity 和 StepN 的经验表明，GameFi 不可持续，因此更持久、健康的链上游戏将取代 GameFi，成为下一代链上应用创新的代表。除了行业需求，一些技术极客也想要证明区块链能够实现更有趣、更复杂、更沉浸的应用程序，而不仅仅是数字货币和 DeFi。
链上复杂应用
- 一方面，对区块链而言，链上游戏是区块链科技树发展的必然路径，并且区块链也需要更大量级的活跃用户。
- 另一方面，新公链、zkEVM/VM、模块化的最新发展为区块链应用提供了一个更高 TPS 和更低 Gas 的网络环境，并且它们所具备的更加优越的账户抽象、资产管理、并行处理和 ZK 特性也为应用创新奠定了基础。
回顾低 TPS，高 Gas 的以太坊发展历史，那些低 TPS 要求、高单位收益（每笔交易都有高收入，因此对高 Gas 不敏感）的应用率先发展出来，如 DeFi、NFT。在早期，它们往往仅通过发行代币，设计旁氏模型，然后加上“简单”的运营，就能收获大量的财富。
但在一个 TPS 更高，Gas 更低的网络上，允许有更低单位收益（每次交易的收益很低，因此容忍高Gas）和更高 TPS 要求的应用——或称之为链上复杂应用涌现出来。我们可以建立一个坐标系，横轴是 TPS，纵轴是单位收益，将许多应用排上去，我们将会知道在不同的 TPS/单位收益等级都有哪些应用，进而可以大致推理出有哪些应用将在更高性能表现的网络上诞生。
Bas1s Ventures的Wonder认为：一个低单位收益高 TPS 的链上复杂应用类似于在 Web2 游戏里低 ARPPU（每个付费用户的平均收入） 的游戏/应用，需要足够多的用户交易才能不断突破应用的商业模式/代币经济的天花板——就像中国的美团和美国的 EPIC 依赖高频交易量的业务不断地切入其他低频的业务，最终都打造出了自己的商业生态。而足够多的用户交易又需要一个高 TPS 和低 Gas 的网络环境，因此这样的商业生态【较难直接在gas费高且处理速度有限的以太坊】上涌现，而在全新的区块链基础设施中诞生。
回顾历史，3G 转 4G 的网络扩容驱动了移动互联网的应用爆发。当年在进行 4G 部署的过程中，许多人质疑 4G 技术的作用，更快的邮件和更多的博客有什么用？更多的网速有什么用？但随后的智能手机应用爆发消除了这些疑问。
因此，在区块链扩容提速的背景下，链上游戏可能是下一代链上复杂应用的开端，链上游戏的早期探索可能为复杂链上应用的涌现奠定基础。正如 Jacob 所描述的超结构（Hyperstructures）那样，我们有机会通过区块链构建可以比我们自己的生命更长久的文明基础设施，为全世界人类及其后代打造永久可用的、可组合的、公共复用的网络应用。
链上游戏现状
一个为人们所熟悉的链上游戏是Dark Forest（黑暗森林），它是一款太空征服题材的多人在线链上游戏，dfdao的成员也在构建自定义的基础设施Light Forest以允许任何人使用自定义规则集修改和运行自己的黑暗森林回合，从而创造出像Dark Forest 竞技场：大奖赛等的内容。
“黑暗森林的游戏背景是一个加密生成的无限宇宙，在宇宙中包含各种不同类型的行星和空间实体。最受欢迎的黑暗森林游戏模式是长达一周的大混战，数千名玩家、Bot、AI、甚至智能合约，为银河霸权展开面对面的竞争。玩家出生在宇宙中的一个微小母星上，他们必须收获资源，征服附近的星球，并通过联盟、贸易、谈判甚至战争与邻居互动，以扩大他们的帝国。”——《黑暗森林 : 三年全链上游戏的启示录（上）》
黑暗森林不仅完全在链上运行，还利用了 ZK-SNARK 来帮助玩家在参与博弈的同时隐藏个人信息，因此游戏中的许多决策都是在隐藏信息或信息不对称的前提下完成的。
Dark Forest 在日新月异的链上游戏是一个经典的案例，更前沿的案例是Isaac、Treaty和LootRealms。
Isaac由 Starknet 上的Topology团队开发，它是一个基于《三体》和《流浪地球》背景的多人在线物理模拟游戏，部署在 Starknet 。所有玩家需要合作建造工厂管道和电网，将自然资源转化为各种设备以驱动行星逃离太阳系。它的特色在于需要玩家在链上进行协作以共同完成一个链上目标。
Treaty 由Curio团队开发，它是一个大型多人在线的沙盘战略游戏。玩家可以在世界中扮演自己国家的州长，以分配资源、扩张领土、选择信任和合作的玩家做出战略决策，类似 Web2 中的《三国志-战略版》和《率土之滨》的简化版。它的特色在于玩家可以与其他玩家共同起草由代码执行的合约，比如禁运合约、和平合约，玩家在加入合约和支付会员费后，将被禁止攻击其他成员。
LootRealms由 Starknet 上的Bibliotheca DAO开发，其灵感来自于 Loot，是一个沙盘战争策略类游戏，在第一个版本，玩家需要持有Realms NFT才能开始游戏，在第二个版本可以通过铸造冒险家 NFT 参与游戏，值得补充的是冒险家的装备就是之前大火的 Loot。在 2023 年 2 月 1 日，LootrRealms 总共筹集了近 4 百万 USDC（超额认购 6.35 倍）的社区筹款，它的特色在于相比其他链上游戏，它的可玩性和完成度非常高，并且率先进行了代币分配和链上治理，游戏内所有交易都通过一个叫做Nexus的网络机器流动，玩家提供 $LORDS 作为 Nexus 运转的 Gas。目前Mask Network的Kaspar正在为 LootRealms 撰写一份深度研报，我们可以期待他的独特见解。其他沙盘模拟类型的完全链上游戏还有Mithraeum、Conquest。
链上游戏有哪些类别
在这个部分，将展示链上游戏的细微差别。从区块链计算能力和成本的现状来看，链上游戏应该具备低并发量的特点以适应区块链的低效率，但从完全创新的角度来看则不然。在这里存在两个可能被忽略的潜在语境，它们分别是移植，即将以前的游戏移植到链上，以及原生，即开发一种只能在链上发展的游戏，如果我们还称之为游戏的话。
移植
移植，指的是这个游戏本身可以在链下发展，但我们开发一个具有链上特色的版本。正如前面提到的，一个链上的游戏会比链下更加可组合、可复用、去中心，在某些地方更大化其游戏特色。移植类的链上游戏直观来看仅仅将游戏的存储和计算转移到链上。
受到Will Robinson《Unblocking On-Chain Games: Part Two — The 18xx Genre》的启发，我将以 18xx 游戏为例以描述移植型的链上游戏。18xx 是一种回合制模拟经营游戏，游戏背景是在 1846 年，3-5 位铁路大亨在 1846-1935 年间通过在中西部投资和经营铁路公司来竞争赚钱并建立最佳股票投资组合，可以理解为更加复杂的大富翁。每个公司都有自己的金库，用来铺设铁轨或者升级铁轨和购买火车，而这个金库是完全独立于玩家的个人股票组合和银行的。游戏的关键在于平衡何时向您的公司注资以采取行动，或者全额支付您自己和其他股东的费用，这两种行动都会影响公司的股价。
18xx 游戏这类游戏非常适合移植成为链上游戏，因为：
- 具有足够的回合时间。在每个回合时间内，每个玩家需要确定一系列决策，然后在一个统一的时间点提交，因此它对区块链的 TPS 要求不会太高，并且可以通过聚合或打包交易以降低 Gas。
- 具有金融博弈属性。在 18xx 中玩家需要与其他玩家在一个金融市场中进行博弈，比如资产拍卖，因此它可以与 DeFi 很好地结合在一起。
18xx 游戏移植到链上后，游戏中的股票可能是 Uni 和 Sushi、DAI 等“真实世界”中的代币，游戏中的交易市场由 Uni V3 驱动；我们还可以将过去的游戏状态写成合约——就像 Treaty 所做的那样。理论上我们可以将 18xx 置换为任何模拟经营游戏——如前面提到的Treaty、Mithraeum、Conquest、Lootrealms。
原生
原生，指的是那些在链上“第一次”被创造出来的游戏——如果我们还称它为“游戏”的话。
Dark Forest 的创始人gubsheep在 《The Strongest Crypto Gaming Thesis》 中提到：
加密原生游戏是一种最大限度地拥抱区块链应用程序开发的架构模式和精神的游戏：
- 游戏数据的真实来源是区块链。区块链不仅仅用作数据的辅助存储，或者存储在专有服务器中的数据“镜像”。所有有意义的数据都存储在区块链上——而不仅仅是资产所有权。这使游戏能够充分利用可编程区块链的优势：一种无需许可即可互操作的透明数据存储。
- 游戏逻辑和规则通过智能合约实现。例如，游戏中的战斗，而不仅仅是所有权，都在链上。
- 该游戏是根据开放生态系统原则开发的。游戏合约和可访问的游戏客户端是开源的。第三方开发者有权通过插件、第三方客户端、可互操作的智能合约，甚至完全重新部署来定制甚至分叉他们自己的游戏体验。这反过来又让游戏开发者可以利用整个（激励一致的）社区的创意输出。
- 该游戏与客户端无关。这与以上三点密切相关，一个游戏是否加密原生的试金石是：“如果核心开发者提供的客户端明天就消失了，这个游戏还能玩吗？” 当且仅当游戏数据存储是无需许可的，如果游戏逻辑可以无需许可地执行，并且社区可以在不依赖核心团队提供的接口的情况下与核心智能合约进行交互，答案才是肯定的。
- 该游戏包含真实世界价值的数字资产。区块链为价值本身的概念提供了一个原生 API，数字资产在默认情况下可以与加密货币互操作。这允许游戏开发者为其玩家和开发者社区构建新的正和激励结构。
Topology的创始人GuiltyGyoza在《On Medium, Validity Rollup, and Digital Physics》中借用艾伦凯和麦克卢汉之口所说：区块链作为一种全新的媒介，最前沿的创新者需要在它上面创造独属于区块链的原生应用，如“自主世界”（Autonomous Worlds）。关于自主世界的更多资料，可以参考 0xparc 所撰写的《Autonomous Worlds》 。
一个原生链上游戏的简单案例是 Starknet 上的生命游戏（Game of Life）GOL2。关于生命游戏，也被叫做康威生命游戏（Conway's Game of Life），或者康威生命棋，是英国数学家约翰·何顿·康威在 1970 年发明的细胞自动机。生命游戏规则可以概括为：以正方形网格排列的细胞要么活着要么死亡。 具有 2 个或 3 个活邻居的活细胞可以生存； 一个有 3 个活邻居的死细胞可以复活； 否则细胞死亡。
游戏原型大概是下面这个样子：
GoL2 仍然参考传统生命游戏的基本规则，玩家在网格上创建一个初始配置，然后细胞将根据游戏规则进化（生或死），形成多种组合。玩家可以通过 GOL2 的代币来恢复选定的细胞或创建新的游戏。
GOL2 利用了区块链特性在链上生成游戏内容，但它存在游戏机制过于简单，可玩性不足的问题——游戏中的任何“成就”不会给玩家带来任何成就感，也许我们可以期待链上原生游戏的迭代。
链上游戏引擎现状
如果链上游戏市场成立，那么制造链上游戏的游戏引擎就也是一个需求成立的基建赛道。
但游戏引擎和游戏生产过程以及用户体验直接相关，特别是在用户生成内容（UGC）在游戏中扮演着重要角色的情况下。因此在链上游戏尚未验证的早期阶段，链上游戏引擎往往也肩负着开创一个游戏产品的责任。关于链上游戏引擎会有看上去两种实际上是一种的创投思路——无论是直接做链上游戏还是做链上游戏引擎都需要先做一个游戏。
关于链上游戏引擎的事实是目前在构建它的团队远远少于链上游戏的团队。
一个关于链上游戏引擎的案例是MUD，它是以太坊复杂应用的开发框架，但更多用于开发链上游戏。
它添加了一些用于组织数据和逻辑的约定，并抽象掉了低级复杂性，因此允许开发者专注于应用程序的功能。它标准化了数据在链上的存储方式以提供所有网络代码来同步合约和客户端状态。这包括直接从 RPC 节点或通用 MUD 索引器同步状态。MUD 是MIT 许可的，因此它完全开源并且可以免费使用。
在 22 年 11 月 22 日，MUD 背后的开发团队Lattice使用 MUD 完成了一个链上 MineCraft（我的世界）——OPCraft。
还记得前面提到过的自主世界吗？Lattice 认为 OPCraft 是一个自主世界：“这是一个链上 3D 体素世界，世界的每一个方面——每条河流、草叶和山顶上的一片雪——都存在于链上。每个动作都作为以太坊交易执行的世界。”Lattice 的思路是先开发引擎，再通过引擎开发游戏。
而Starknet链上游戏开发团队Topology的创始人GuiltyGyoza认为不应该先设计游戏引擎再开发游戏，而应该根据游戏开发需求设计引擎。Topology 是一个知行合一的团队，它们已经开发出了Isaac、MuMu等链上游戏，新的链上 AI 格斗游戏将在二月份进行内测。顺便提一下，Starknet 生态的开发人员正在开发一个叫做Dojo的链上游戏工具链，Starknet 的开发语言是 Cairo，因此它类似 MUD 的 Cairo 版本。
Folius Ventures的Aiko也在《沙盒，模拟游戏，和完全链上游戏引擎》中提出了一种物理+化学+时间的游戏引擎，她认为基于物理规则的完全链上游戏没有意义，因为它是让玩家被动地“发现”逻辑。与这类链上游戏对应的是游戏物理（玩家在交互过程中发现的、在游戏中的物理规则，如打击土壤掉落装备），它相比剧情式的“被动游戏”更能让玩家有交互感，是一种“主动游戏”。
另一方面，Bas1s Ventures的Wonder表示：现在有的链上游戏引擎主要是将部分关键事件触发的条件（如地理坐标信息）以数据结构的形式传送上链，但有相当一部分完整的逻辑是在中心化的服务器中执行的。而对于高并发游戏如 MMORPG 及 MOBA 来说。如果全部逻辑都在去中心化的环境下进行，则对网络传输的效率和成本有较高要求，才能在进行状态转换(state transition)时对游戏体验不造成重大负面影响。
在链上游戏引擎之外，还存在着其他链上游戏基础设施，比如游戏公会和游戏商店。
Guildly是一个链上游戏公会，允许玩家共享账户和 NFT，目前还处于开发阶段。
Cartridge.gg是一个 Starknet 上的游戏商店，玩家可以在其中了解和访问多个链上游戏，用户可以通过手机扫描二维码创建和登陆账户而不需要加密钱包。
链上游戏军火库：Starknet
见多识广的读者会发现本篇文章中提到的许多案例都与 Starknet 相关，Starknet 是以太坊的 ZKR（基于 ZK 技术构建的 L2），它的链上游戏生态在整个区块链生态系统中独树一帜。
Starknet 在性能方面非常适合链上游戏部署。一方面，Starknet 理论上能够达到9000 TPS，其独特的 STARK 证明系统能够将6000 万笔L2 交易合并为以太坊上的一笔交易。且其 ZK 友好的 Cairo 语言有非常高的编译效率，开发人员也能为其 Cairo 代码生成零知识证明， Gas 有望低至 0.001 U。另一方面，其使用的 STARK 证明系统存在网络效应——平均证明大小和验证时间会随着证明规模的扩大而边际递减，简单来讲就是交易成本会随着交易量的增加而减少，因此 Starknet 尤其适合那些需要庞大采用量的链上游戏。
Starknet 基于原生账户抽象设计的合约钱包相比传统钱包也更能适应链上游戏的交互场景。以太坊以及 EVM 兼容的公链/L2 大多都采用双账户设计，而 Starknet 是单账户设计，所有的账户都是合约，简单来讲这将赋予用户账户高度可编程性。比如我们在以太坊上常用的 Metamask（传统 EOA 钱包）不能够自定义某个授权的具体使用场景、功能甚至交易限额，且不支持多签，免密支付（会话密钥）等功能，因此在传统账户设计的区块链中的传统钱包不能适应需要高频授权和复杂交互的链上游戏交互场景，而这恰巧是合约钱包的长处。
并且 Starknet 重视原生应用孵化。其开发团队 StarkWare 与 MatchBox、Only Dust、Nethermind、Mask Network 等合作伙伴举办了多轮黑客松，孵化了大量链上游戏团队的发展。
但 Starknet 存在一些问题：
- 一方面，目前 Starknet 的排序器和证明器都是中心化运作的，需要在未来等待去中心协议的设计完成和证明器开源才能保证网络去中心。
- 另一方面，由于网络限速，Starknet 性能尚未解锁，高 Gas 和网络拥堵的情况时而发生，用户体验较差，可能会在 Q1 进行主网更新，短期并不推荐大型项目直接部署在 Starknet 主网。
但总的来看，我们仍然认为 Starknet 是整个链上游戏生态中最有潜力的系统，我们将在下一篇研究中深入分析 Starknet 技术特性、链上游戏生态以及链上游戏设计与构建。
