基于區(qū)塊鏈技術(shù)的電子競技平臺(tái)去中心化研究*

吳少俊

(浙江長征職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310023)

0 引言

電子競技(以下簡稱電競)作為“互聯(lián)網(wǎng)+”產(chǎn)業(yè)的一部分，與“體育”融合的新形態(tài)不僅包含現(xiàn)代體育的文化特性，而且弘揚(yáng)和發(fā)展了傳統(tǒng)體育文化[1]。參與者們通過電子設(shè)備進(jìn)行智力、反應(yīng)、思維等方面的對抗，在新興技術(shù)和商業(yè)模式的催生下產(chǎn)生了“電競熱”，相關(guān)的競技平臺(tái)層出不窮。但傳統(tǒng)的電競平臺(tái)目前面臨最主要的問題就是“中心化”，它將導(dǎo)致安全、公平和信任的缺失[2]。例如利用電競平臺(tái)對中央系統(tǒng)的過于依賴，篡改中心系統(tǒng)(包括有賬戶余額的數(shù)據(jù)庫)，盜取其他玩家的金幣和裝備；電競選手收入分配的模式、電競比賽的運(yùn)作、選手交易過程等存在諸多不透明的情況；游戲過程中存在的糾紛，得不到及時(shí)公正的處置等[3]。

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N根據(jù)時(shí)間將區(qū)塊關(guān)聯(lián)起來的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，各個(gè)區(qū)塊分布式存儲(chǔ)，通過共識機(jī)制而不是中心機(jī)構(gòu)來維持系統(tǒng)運(yùn)行。它的本質(zhì)是一個(gè)“去中心化”的數(shù)據(jù)庫，主要解決交易的信任和安全問題。由于每一個(gè)區(qū)塊都是可以被添加到公鏈上的永久交易記錄，任何一方都不可能偽造或清除，因此區(qū)塊鏈就成了各方可以證實(shí)并完成交易的永久信息來源，保障交易透明和不可篡改。馬昂等[4]認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)作為底層技術(shù)框架將帶來金融、經(jīng)濟(jì)、科技等諸多方面的變革。韓璇等[5]認(rèn)為將電競與區(qū)塊鏈技術(shù)相結(jié)合，可營造一種全新的電競生態(tài)，用區(qū)塊鏈技術(shù)重新定義電子競技咨詢內(nèi)容的價(jià)值生態(tài)，增強(qiáng)電競從業(yè)者自身的價(jià)值創(chuàng)造能力。金武[6]認(rèn)為區(qū)塊鏈技術(shù)可以保證信息的透明度，保障對公共信息掌握的及時(shí)性，且其信息登記不可隨意改動(dòng)的特點(diǎn)能夠確保管理制度的有效實(shí)施。楊越[7]認(rèn)為電競行業(yè)需要區(qū)塊鏈技術(shù)的協(xié)助，通過區(qū)塊鏈技術(shù)的加入，讓電競選手可以更直接地完成自身價(jià)值的轉(zhuǎn)換。

綜上所述，目前對于區(qū)塊鏈的研究正處于起步階段，大部分文獻(xiàn)集中在基于區(qū)塊鏈的技術(shù)研究上，偶爾有與電競相結(jié)合的文獻(xiàn)也只是提出了兩者結(jié)合的思路，沒有具體的實(shí)現(xiàn)方法。本研究利用區(qū)塊鏈去中性化的特征，結(jié)合智能合約、分布式賬本、共識機(jī)制等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)游戲機(jī)制、選手分配機(jī)制和糾紛仲裁的公平透明化，解決傳統(tǒng)電競平臺(tái)信任問題，有利于電競平臺(tái)有序健康發(fā)展。

1 去中心化的智能合約

1.1 智能合約的原理

基于區(qū)塊鏈的智能合約以代碼和數(shù)據(jù)的形式來表示現(xiàn)實(shí)事務(wù)的生成、存儲(chǔ)和自動(dòng)處理，代碼被部署在分布式的區(qū)塊中，能嚴(yán)格依照前期協(xié)商規(guī)則來執(zhí)行操作[8]。事務(wù)主要包含需要發(fā)送的數(shù)據(jù)；而事件則是對這些數(shù)據(jù)的描述信息[9]。智能合約的來源和輸出都是一組事務(wù)和事件，通過定期檢測事務(wù)狀態(tài)來觸發(fā)參與者之間的數(shù)字化承諾。

1.2 智能合約的構(gòu)建與執(zhí)行

基于區(qū)塊鏈的智能合約的構(gòu)建與執(zhí)行主要分為以下幾個(gè)步驟：各方用戶參與定制智能合約；合約通過對等網(wǎng)絡(luò)通知各個(gè)節(jié)點(diǎn)并上傳至區(qū)塊鏈；檢測預(yù)設(shè)條件，對事務(wù)狀態(tài)更改達(dá)成節(jié)點(diǎn)共識，并執(zhí)行合約內(nèi)容。

(1)合約定制

首先，參與者進(jìn)入平臺(tái)進(jìn)行注冊獲取數(shù)字身份和代幣賬戶[10]，并生成和返回一對公鑰和私鑰。其中公鑰衍生出地址，地址標(biāo)識出賬戶，私鑰則保障賬戶安全。其次，兩個(gè)及以上參與者相互協(xié)商擬定一份協(xié)議，協(xié)議包括各方之間的職責(zé)關(guān)系和利益分配，參與者分別用各自私鑰進(jìn)行簽名，以確保合約的有效性[11-12]。最后，將生效后的智能合約代碼化，并提交至區(qū)塊鏈以待擴(kuò)散和驗(yàn)證[13]。

(2)合約在區(qū)塊鏈中的擴(kuò)散和驗(yàn)證

首先，區(qū)塊鏈中各個(gè)節(jié)點(diǎn)基于對等網(wǎng)絡(luò)獲取并存儲(chǔ)該合約的一份副本，在下一輪共識開啟時(shí)，進(jìn)行驗(yàn)證共識。其次，當(dāng)開啟共識時(shí)，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)將此合約以及近期接收的其他合約打包，計(jì)算該合約集合的哈希值，并組裝成區(qū)塊結(jié)構(gòu)后傳播至整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，其他驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)接收后與自身保存的合同集進(jìn)行比較，同時(shí)向其他驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)發(fā)送一組自我認(rèn)可的合同。通過這種多輪的發(fā)送和比較，所有或多數(shù)節(jié)點(diǎn)將達(dá)成共識[14]。最后，共識合約以區(qū)塊的形式傳播到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，區(qū)塊中包含哈希值、達(dá)成共識的各項(xiàng)參數(shù)等信息，經(jīng)過驗(yàn)證的合約將成為區(qū)塊鏈中的新區(qū)塊[15]。

(3)合約自動(dòng)執(zhí)行

智能合約定期檢測事務(wù)狀態(tài)和事件的觸發(fā)條件，當(dāng)有條件滿足時(shí)，將此事務(wù)加入到待共識的序列中。需驗(yàn)證共識的事務(wù)擴(kuò)散至驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)首先通過驗(yàn)證私鑰簽名和公鑰賬戶是否一致來確定事務(wù)的真實(shí)性，然后與合約驗(yàn)證一樣等待多數(shù)節(jié)點(diǎn)達(dá)成共識，如成功則自動(dòng)執(zhí)行約定操作并告知參與者，事務(wù)狀態(tài)標(biāo)識完成并移出區(qū)塊鏈；如未達(dá)成共識則等待下輪共識，如多輪后仍未達(dá)成將引入仲裁系統(tǒng)進(jìn)行評判[16-17]。

1.3 為交易活動(dòng)設(shè)計(jì)智能合約

由選手、主播、玩家、投資商等雙方或多方定義合約，包括起始條件、執(zhí)行期間、結(jié)算日、結(jié)算和利益分配方式等。合約各方確認(rèn)后將通過哈希算法形成區(qū)塊鏈中的新區(qū)塊，使得此合約具有不可篡改的特性。當(dāng)觸發(fā)預(yù)設(shè)條件時(shí)將自動(dòng)匹配分配方式，保證各方公平公正的利益。智能合約工作原理如圖1所示。

圖1 智能合約工作原理

1.4 根據(jù)智能合約組織各類競賽

根據(jù)智能合約的去中心化、不可篡改特點(diǎn)和自動(dòng)執(zhí)行機(jī)制，將其引入到電競平臺(tái)中，利用智能合約來組織游戲競賽，可以有效解決拖欠獎(jiǎng)金、隨意更改比賽條件、選手維權(quán)困難等問題，確保參賽者的誠實(shí)性和賽事的公平性。

賽事組織首先由選手、投資商、廣告商通過平臺(tái)給定的選項(xiàng)來設(shè)定競賽標(biāo)準(zhǔn)，如游戲參數(shù)、競賽賽制、參與者的數(shù)量和權(quán)限、根據(jù)規(guī)定的時(shí)間表分配獎(jiǎng)金等，平臺(tái)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)生成包含游戲條件和哈希條件的智能合約；其次平臺(tái)將智能合約的地址發(fā)送給被邀請或同意參加比賽的參賽者，如果參賽者同意比賽條件，則將入場費(fèi)總額以代幣形式匯入智能合約賬戶；最后在開始比賽期間，平臺(tái)通過游戲服務(wù)或游戲API全程記錄比賽的各項(xiàng)參數(shù)和結(jié)果，并將結(jié)果發(fā)送給智能合約，智能合約根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動(dòng)將獎(jiǎng)金總額計(jì)入獲勝者賬戶。賽事組織過程如圖2所示。

圖2 使用智能合約組織競賽

2 去中心化的共識機(jī)制

區(qū)塊鏈技術(shù)中的共識機(jī)制是全鏈對于交易達(dá)成一致性的一種算法[18]。共識機(jī)制是去中心化的重點(diǎn)，因?yàn)橹灰溨懈鞴?jié)點(diǎn)之間建立起協(xié)議信任下的軟件系統(tǒng)，即可脫離中心機(jī)構(gòu)[19]。目前主流的共識機(jī)制不適合在電競領(lǐng)域應(yīng)用，本文提出一種貢獻(xiàn)證明機(jī)制(Proof of Contribution，PoC)，本機(jī)制主要用以計(jì)算電競選手、游戲主播和普通玩家的貢獻(xiàn)值，完成他們各自在平臺(tái)中自我價(jià)值轉(zhuǎn)換，成為內(nèi)容貢獻(xiàn)者和消費(fèi)者的同時(shí)獲得獎(jiǎng)勵(lì)。

2.1 傳統(tǒng)的共識機(jī)制

(1)工作量證明機(jī)制(Proof of Work，PoW)

當(dāng)下流行的比特幣就是基于工作量證明的共識機(jī)制的典型事例，最初由SataoshiNakamoto[20-21]創(chuàng)建。參與者必須相互競爭并使用先進(jìn)的資源來解決問題，已完成工作并擁有“證據(jù)”的參與者有權(quán)將新交易添加到公共賬簿(區(qū)塊鏈)并獲得獎(jiǎng)勵(lì)，即工作量越大，獎(jiǎng)勵(lì)就越大。

此機(jī)制優(yōu)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)可以自由進(jìn)出，但通過集中資源獲取記錄權(quán)益，將導(dǎo)致PoW算力的中心化，即掌握資源越多就越容易獲得公示信息的權(quán)利，對于真正的去中心化構(gòu)成威脅。共識的達(dá)成需要全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)參與，且有可能需要多輪共識，因此周期較長，性能效率相對較低。

(2)權(quán)益證明機(jī)制(Proof of Stake，PoS)

PoS以參與者當(dāng)前擁有的權(quán)益數(shù)量和持有時(shí)間為基礎(chǔ)，權(quán)值越高獲得新區(qū)塊的概率就越高，即持有越多，獲得越多。

相較于工作量證明，該機(jī)制提高了數(shù)千倍區(qū)塊的生產(chǎn)效率，降低了區(qū)塊生產(chǎn)成本。但權(quán)益證明實(shí)際就是將PoW中的算力變成權(quán)益，權(quán)益余額越多的人獲得公示信息的概率越高，公示人會(huì)得到一定的權(quán)益作為獎(jiǎng)勵(lì)，如此持有權(quán)益多的人會(huì)越來越多，少的人越來越少，權(quán)益向頂層集中，不利于去中心化。

(3)授權(quán)股權(quán)證明機(jī)制(Delegated Proof of Stake，DPoS)

DPoS和PoS相類似，DPoS是在PoS的基礎(chǔ)上，根據(jù)持有權(quán)益的數(shù)量選擇出若干的驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)來減少參與共識達(dá)成的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，這些節(jié)點(diǎn)可以有權(quán)獲得新區(qū)塊。

授權(quán)股權(quán)證明主要解決前兩種機(jī)制的缺點(diǎn)，能將共識時(shí)間減低到極致，但是提高效率是以減少驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)為代價(jià)，弱化了去中心化的目的，可能發(fā)生少數(shù)人代表全體的情況。

2.2 貢獻(xiàn)證明機(jī)制(Proof of Contribution,PoC)

相對PoW是工作量證明，PoS是權(quán)益證明，DPoS是委托權(quán)權(quán)益證明，目前PoC并沒有一個(gè)統(tǒng)一的說法，有的區(qū)塊鏈項(xiàng)目認(rèn)為PoC應(yīng)該是Proof of Capacity的縮寫，即容量證明；有的認(rèn)為PoC是Proof of Credit，也就是信用證明。在電競項(xiàng)目中，筆者認(rèn)為PoC是Proof of Contribution，為貢獻(xiàn)證明。通過一套公開透明的貢獻(xiàn)證明規(guī)則，運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)記錄所有參與者的貢獻(xiàn)，經(jīng)精準(zhǔn)哈希計(jì)算后，給予所有參與者獎(jiǎng)勵(lì)。

電競平臺(tái)中貢獻(xiàn)證明對于競賽選手而言，主要是選手等級、現(xiàn)場的競技狀態(tài)和相關(guān)數(shù)據(jù)；對于主播而言則是直播的參數(shù)，如時(shí)間、實(shí)時(shí)觀看人數(shù)和直播的效果等；對于普通玩家是游戲的表現(xiàn)、水平和持續(xù)時(shí)間等；對于粉絲則是對內(nèi)容的策展和增值，如投票、打賞、禮物等。以上的每一項(xiàng)貢獻(xiàn)均進(jìn)行精確計(jì)算，作為獎(jiǎng)勵(lì)分配的重要依據(jù)。其中競賽選手和知名主播是平臺(tái)吸引流量的主要來源，需適當(dāng)傾斜；普通玩家雖然貢獻(xiàn)度不如前兩者，但由于數(shù)量較大，且他們的貢獻(xiàn)將隨著時(shí)間的推移而不斷增加，直至與前兩者的貢獻(xiàn)度保持平衡，從而使整個(gè)平臺(tái)能夠達(dá)到公平和平衡的狀態(tài)，以激勵(lì)驅(qū)動(dòng)的方式使得更多人加入該平臺(tái)以貢獻(xiàn)他們的力量。

PoC機(jī)制完全繞過比賽組織者、游戲公司、俱樂部等的中心化組織，直接衡量平臺(tái)參與者自身的貢獻(xiàn)價(jià)值，并重新定義他們特別是競賽選手的收入分配機(jī)制。它是一種用于解決其他區(qū)塊鏈共識機(jī)制的資源或權(quán)益集中或?yàn)E用的算法。

3 去中心化的仲裁系統(tǒng)

前期的智能合約為各方提供了一種有效的方式來達(dá)成協(xié)議，但當(dāng)協(xié)議結(jié)果發(fā)生爭議時(shí)，卻沒有提供解決方案或公平仲裁的機(jī)制。本平臺(tái)采用博弈論原則，將其建立在區(qū)塊鏈之上，并融入到智能合約中，使其成為“智能仲裁協(xié)議”。

與傳統(tǒng)的中心化平臺(tái)仲裁機(jī)構(gòu)不同，本文去中心化的仲裁系統(tǒng)依靠平臺(tái)上的隨機(jī)用戶來解決糾紛。博弈論表明，使用經(jīng)濟(jì)激勵(lì)將有效引導(dǎo)用戶提供公平公正的仲裁決策，形成一個(gè)去中心化的仲裁組，糾紛各方能在較短時(shí)間內(nèi)零成本獲得解決方案和仲裁結(jié)果。

3.1 仲裁系統(tǒng)引入“陪審團(tuán)”機(jī)制

在去中心化的仲裁系統(tǒng)中引入“陪審團(tuán)”概念。“陪審團(tuán)”由仲裁系統(tǒng)在節(jié)點(diǎn)中隨機(jī)抽取，區(qū)塊鏈的匿名性決定了“陪審團(tuán)”不會(huì)有主觀傾向，只能看到爭議本身，根據(jù)事件的原始信息，通過討論和提問做出判斷后投票，解決玩家與玩家之間的糾紛。這是傳統(tǒng)的中心化平臺(tái)很難做到的，因?yàn)槠脚_(tái)的后臺(tái)管理員有權(quán)限挑選“陪審團(tuán)”或者泄露相關(guān)信息。

3.2 仲裁原理

仲裁系統(tǒng)從廣義上說有兩類參與者：簽訂智能合約的交易雙方和持有平臺(tái)代幣的仲裁陪審團(tuán)。交易各方將合約進(jìn)行哈希處理，按約定協(xié)議以代幣的形式存入合約，最后上傳平臺(tái)以供合約結(jié)束時(shí)的仲裁驗(yàn)證。在出現(xiàn)爭議時(shí)，各方均可提出一個(gè)解決方案，并質(zhì)押一定的代幣；擁有投票權(quán)的隨機(jī)陪審員通過平臺(tái)獲悉事件發(fā)展過程中各個(gè)階段的相應(yīng)數(shù)據(jù)，投票支持其中的一個(gè)方案，平臺(tái)將根據(jù)投票數(shù)量做出仲裁，智能合約依據(jù)仲裁方案執(zhí)行支付條款。投票數(shù)較少的陪審員均需付出一定的代幣來獎(jiǎng)勵(lì)其他多數(shù)正確的陪審員，以此激勵(lì)陪審員公平地仲裁，維護(hù)仲裁系統(tǒng)的公正性。其原理圖如圖3所示。

圖3 陪審員機(jī)制下的仲裁原理圖

3.3 實(shí)施案例

粉絲A希望主播B替他代練，使其在某游戲中的段位提升三個(gè)等級。他們在平臺(tái)上通過選項(xiàng)約定了詳細(xì)的協(xié)議內(nèi)容(如截止期限、支付報(bào)酬、完成目標(biāo)等)，對協(xié)議進(jìn)行哈希計(jì)算，且粉絲A在合約中存入200代幣。在約定時(shí)間截止時(shí)，如果主播B只提升了一個(gè)等級，那么粉絲A提出由于主播B未能在約定時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)，只愿意支付80代幣，但主播B希望獲得100代幣，由于雙方對于此爭議無法達(dá)成一致，粉絲A申請仲裁，并質(zhì)押5個(gè)代幣，與此同時(shí)，爭議的另一方也將其解決方案上傳。平臺(tái)通過隨機(jī)算法選擇陪審員來對方案投票，如粉絲A得票最多，智能合約將退還他120代幣和質(zhì)押的5個(gè)代幣，并支付主播80代幣；反之，則將支付主播100代幣，退還粉絲A 100代幣，并沒收質(zhì)押的5個(gè)代幣。陪審團(tuán)中投票不正確的向正確的一方支付代幣。

4 結(jié)論

傳統(tǒng)的電競平臺(tái)目前面臨最主要的問題就是“中心化”，它將導(dǎo)致安全、公平和信任的缺失。利用智能合約構(gòu)建平臺(tái)參與者之間的各類交易和組織比賽，通過驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)之間達(dá)成共識來擺脫中心化機(jī)構(gòu)對于交易、資金和比賽的監(jiān)管，賽事安排、獎(jiǎng)勵(lì)支付、交易協(xié)議將更加透明、公平、公正和不可篡改，保障各方都能得到應(yīng)有的權(quán)益。借助區(qū)塊鏈基于貢獻(xiàn)度證明的共識機(jī)制來權(quán)衡電競選手、游戲主播和玩家的權(quán)益分配，對選手的價(jià)值根據(jù)貢獻(xiàn)度量化評估，使得優(yōu)秀的選手通過自己的優(yōu)秀表現(xiàn)而得到對等的利益分配，不再受制于中心化賽事平臺(tái)和地區(qū)化市場的限制。對爭議仲裁系統(tǒng)引入“陪審團(tuán)”機(jī)制，將選擇陪審員隨機(jī)性架構(gòu)到智能合約和區(qū)塊鏈的上面，通過提供基于博弈論的直接經(jīng)濟(jì)激勵(lì)制度，維護(hù)投票的公正性。利用區(qū)塊鏈去中心化的特征，結(jié)合智能合約、分布式賬本、共識機(jī)制等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)公平透明化，解決傳統(tǒng)電競平臺(tái)信任問題，有利于電競平臺(tái)有序健康發(fā)展。