zk-SNARKsの全チェーンゲームにおける応用 - PopCraftを例にして

PopCraftは、全チェーン上の消去型ゲームであり、プレイヤーは4分以内にボード上のすべての要素を消去してトークン報酬を獲得する必要があります。しかし、全チェーン上のゲームの特性により、各操作はブロックチェーンと相互作用する必要があり、プレイヤーの体験が悪化しています。この問題を解決するために、PopCraftにおける零知识证明技術（zk-SNARKs）の適用可能性を探ります。

既存の課題

1. 操作遅延：イーサリアムのレイヤー2ネットワークのブロック時間は約2秒であるため、プレイヤーは毎回の操作に対して少なくとも2秒待つ必要があり、従来のWeb2ゲームの応答時間を大きく超えています。

2. ゲームの公平性：ゲームのプロセスと結果が改ざんされず、ゲーム体験に影響を与えないことを確保する必要があります。

3. データ処理：PopCraftのゲームデータは公開されており、情報を隠す必要はありませんが、契約側でこれらのデータを安全に保存し、検証する必要があります。

4. 道具消耗：ゲーム内でアイテムを使用して孤立した要素を排除する際にはTokenの移動が伴い、このプロセスのZKP生成と検証を適切に処理する必要があります。

! フルチェーンゲームにおけるゼロ知識証明の役割を説明する例としてPopCraftを取り上げます

考えられる解決策

1. ゲームの過程はブロックチェーンに記録されない：ゲーム終了時に最終結果のみをブロックチェーンにアップロードしますが、ゲーム全体の過程で不正行為が発生しないようにするメカニズムを設計する必要があります。

2. ZKPを段階的に生成する：各ゲーム操作のためにZKPを生成し、ブロックチェーン構造に類似した自己包含型の証明チェーンを形成する。ゲーム終了時に最後のZKPのみをチェーンに提出して検証する。

3. スマートコントラクトの検証：最終的に提出されたZKPを検証するためにスマートコントラクトを設計し、ゲームのプロセスと結果の完全性を確保します。

4. 道具消耗処理：Tokenを使用して特別な操作を完了する際に、スマートコントラクトと直接対話することを考慮し、同時にZKPの連続性と有効性を確保する。

実装の課題

1. ZKPの生成と検証の複雑性：各ステップのZKPは前のステップに依存しており、検証プロセスが複雑になる。

2. ZKPの一貫性保証：各ZKPが前のZKPと一貫性を保つことを保証することは、技術的な実装において不確実性が存在します。

3. ゲームデータ処理：ZKPの性質により、証明から具体的なゲームデータを直接解析することができないため、これらのデータを安全に保存し検証するための追加のメカニズムを設計する必要があります。

4. トークン消費検証：ゲーム中にトークン消費が関与する場合、リアルタイム性、安全性、及びZKPの継続性のバランスを取る必要があります。

結論と展望

PopCraftのようにゲームデータを隠す必要がない全チェーンゲームにおいて、ZKPを使用する主な目的は、情報の隠蔽ではなく、ゲーム体験を向上させ、公平性を確保することです。重要なのは、ブロックチェーンと頻繁に相互作用することなく、ゲームの開始から終了までの各操作が不正行為の可能性がないことを保証するメカニズムを設計することです。

現在、ZKPはゲーム分野で主に2つのシナリオに適用されています：

1. 不完全情報ゲームにおける情報の隠蔽、例えばダークフォレストやポーカーなど。

2. ステップごとのゲーム結果の証明、例えば宝くじ、数字当てゲームなど。

PopCraftの状況は複雑ですが、全チェーンゲームにおけるZKPの応用を探求することには依然として重要な意義があります。技術の進展に伴い、将来的にはPopCraftのようなゲームにより適したZKP応用ソリューションが登場し、全チェーンゲームの高効率と公平性を真に実現する可能性があります。

! フルチェーンゲームにおけるゼロ知識証明の役割を説明するために、PopCraftを例にとります