Desde a popularidade dos ativos ERC-20 no espaço blockchain em 2017, a Web3 entrou em uma era de emissão de ativos de baixa barreira. Vários projetos têm emitido tokens personalizados ou NFTs através de métodos como IDO e ICO, frequentemente com problemas de forte manipulação de preços ou falta de transparência. Os 'rug pulls' tornaram-se frequentes, com muitos vendo ICOs e IDOs como oportunidades principais para enganar investidores.

Hoje em dia, os IDOs e ICOs convencionais expuseram completamente suas falhas em termos de justiça. As pessoas há muito tempo esperam por um protocolo de emissão de ativos mais equitativo e confiável para lidar com os muitos problemas que surgem durante os eventos de geração de tokens de novos projetos (TGEs). Embora alguns projetos inovadores tenham proposto unilateralmente seus próprios 'modelos econômicos justos', muitas vezes isso falta adoção generalizada e acaba sendo visto como 'casos específicos' em vez de 'um conjunto de protocolos abstratos'.

Então, que tipo de modelo seria uma maneira mais justa e confiável de distribuir ativos? Que tipo de solução poderia servir como um protocolo universal? Este artigo apresentará Cellula, que oferece uma nova perspectiva sobre a resolução dos problemas mencionados. Eles implementaram uma camada de distribuição de ativos que simula a Prova de Trabalho (PoW), usando Prova de Trabalho virtual (vPOW) para "minerar" o processo de distribuição de ativos, imitando o Bitcoin para alcançar um paradigma de alocação de ativos mais justo.

Embora muitos considerem este projeto como GameFi, uma vez que as recompensas distribuídas no jogo podem ser definidas para qualquer tipo de token, Cellula poderia teoricamente servir como uma plataforma de distribuição de ativos com efeitos PoW. Isso traz perspectivas mais amplas e espaço imaginativo para emissão de ativos Web3, e até mesmo poderia ser chamado de 'um experimento social em homenagem à mineração de Bitcoin'.

POW e vPOW: Sorteios de loteria com resultados imprevisíveis

Na verdade, seja autêntico POW ou POS, ou o vPOW sobre o qual vamos falar hoje, a essência é estabelecer um conjunto de algoritmos com resultados imprevisíveis/difíceis e realizar "sorteios" através dos resultados. Os mineradores de BTC devem construir um bloco que atenda às condições restritivas localmente e submetê-lo a todos os nós da rede para passar pelo consenso antes de poderem obter a recompensa do bloco. Quanto à restrição, o Hash do bloco construído deve atender a requisitos especiais, como o prefixo sendo 6 zeros.

Uma vez que o resultado da geração de Hash do bloco é imprevisível/difícil de prever, para construir um bloco que atenda às condições, os parâmetros de entrada de um determinado algoritmo só podem ser constantemente alterados. Esse processo requer força bruta e tem um alto impacto no equipamento de hardware do minerador. Requer.

Em resumo, a mineração de BTC utiliza a imprevisibilidade/imprevisibilidade do algoritmo de hash SHA-256 para implementar um sistema de 'sorteio de loteria' no qual os mineradores em toda a rede participam online. Esse design garante que, com o gasto de eletricidade, a participação seja sem permissão.

Além disso, POW é um método mais justo de distribuição de ativos. É muito mais difícil para as partes do projeto controlarem os ativos na cadeia pública POW do que na cadeia pública POS. Em muitas cadeias públicas POS ou soluções de IC0 e ID0, há muitos casos em que as partes do projeto controlam o mercado de forma coercitiva.

(Solana, sob a manipulação da FTX, disparou quase 500 vezes apenas em 2020~2021, o que é extremamente desfavorável para os operadores de validação que entraram no mercado mais tarde)

Por exemplo, sob a manipulação da FTX e SBF, o preço da Solana disparou quase 1000 vezes de 2019 a 2021. Muitos operadores de nós validadores da Solana eram investidores iniciais, adquirindo seus tokens a um custo quase zero. Isso prejudicou gravemente a justiça da distribuição de ativos. Embora haja espaço para as equipes de projetos manipularem o mercado em POW, a extensão é muitas vezes muito menor do que em POS.

O problema é que, como o POW é frequentemente aplicado às blockchains públicas subjacentes em vez da camada de emissão de ativos das DApps, podemos simular o efeito do POW com uma solução on-chain? Se sim, podemos implementar um protocolo de distribuição de ativos mais justo e confiável do que esquemas altamente controlados como ICO e IDO. Combinado com alguns cenários de jogo, podemos criar projetos interessantes de GameFi (embora os casos de uso reais não se limitem a jogos, também pode fornecer um esquema de distribuição justa de ativos para outros projetos).

Portanto, a chave é como podemos simular o efeito do POW na camada de emissão de ativos on-chain? No projeto GameFi Cellula introduzido neste artigo, o famoso algoritmo "Conway's Game of Life" é introduzido para alocar potência de computação a entidades digitais virtuais na cadeia (chamadas "BitLife"). Em termos simples, é como ter um grupo de pessoas cultivando aglomerados de células em suas próprias placas de Petri. Com o tempo, quem tiver mais células sobreviventes em sua placa de Petri obterá mais poder de mineração após conversão e terá mais chances de obter recompensas de mineração.

Em resumo, Cellula substitui o cálculo de hash tradicional de POW por outro método de cálculo imprevisível/difícil de prever, substituindo a forma de "Trabalho" em "Prova de Trabalho". Na visão da Cellula, a chave está em como obter uma placa de Petri (BitLife) com mais células sobreviventes, e a evolução do estado do BitLife requer o consumo de recursos computacionais. Essencialmente, transforma o algoritmo de hash executado na mineração de BTC em um algoritmo específico para simular o Jogo da Vida de Conway, chamado vPOW (Prova de Trabalho Virtual).

Vamos aprofundar mais no design do mecanismo do vPOW. Tenho que dizer que muitos dos detalhes aqui são muito interessantes. Podemos dizer que uma das coisas que a Cellula está fazendo é simular o modelo da cadeia de indústria de mineração de BTC através das cadeias de negociação NFT on-chain.

O núcleo do vPOW: Conway Game of Life e BitLife

Antes de nos aprofundarmos no design do mecanismo de Cellula, vamos primeiro olhar para o núcleo mais importante do vPOW: o Jogo da Vida de Conway. Ele pode ser rastreado até o conceito de John von Neumann de "autômatos celulares" proposto em 1950, e então o matemático John Conway propôs formalmente o "Jogo da Vida de Conway" em 1970, usando algoritmos para simular a evolução da vida na natureza.

Imagine uma placa de Petri dividida em uma grade de pequenos quadrados. Em seguida, 'inicializamos' a placa de Petri colocando células vivas em alguns quadrados. Depois disso, os estados de vida e morte dessas células evoluirão ao longo do tempo, formando gradualmente clusters de células complexos (você pode imaginar como o mofo se reproduz). Essencialmente, este é um jogo de grade bidimensional com regras muito simples:

• Cada célula tem dois estados: viva ou morta, assim como no Campo Minado, e cada célula interage com as células nos oito quadrados ao seu redor.
• Se uma célula está viva, mas há menos de 2 células vivas nas 8 grades circundantes (0 ou 1), a célula entra em um estado morto.
• Se uma célula está viva e existem 2 ou 3 células vivas ao redor dela, a célula permanece viva.
• Se uma célula está viva e existem mais de 3 células vivas ao redor dela, a célula entra em um estado morto (simulando um cenário onde há muitas formas de vida e elas competem por recursos).
• Se a célula atual estiver morta, mas houver 3 células vivas ao seu redor, a célula se torna viva (simulando a proliferação celular).

Portanto, é muito simples. Dado um padrão inicial de estados de células em uma placa de petri bidimensional, e seguindo as regras acima, os estados das células evoluirão continuamente e iterarão ao longo do tempo, produzindo uma infinidade de resultados. Você até pode usar o Jogo da Vida de Conway para simular os efeitos de um computador.

Por exemplo, a vida/morte de cada célula na placa de Petri corresponde ao binário 0/1. Você pode tratar o estado inicial das células como "parâmetros de entrada", e a vida ou morte de cada célula (0 ou 1) representa os dados de entrada. Então, o estado da célula começará a evoluir de acordo com o padrão inicial, e cada rodada de mudança de estado é equivalente a um passo no processo de cálculo. O estado obtido após um período de tempo pode ser considerado como a "saída".

Desde que o padrão inicial apropriado seja organizado, o Jogo da Vida de Conway pode produzir resultados específicos após várias gerações de evolução. Devido à miríade de padrões iniciais, suas características podem ser usadas para simular sorteios de loteria. Podemos definir restrições e cada jogador seleciona aleatoriamente um lote de padrões iniciais. Depois de 100 gerações de evolução, o proprietário da placa de Petri cujos resultados de saída atendem a certas características de xx é elegível para a recompensa. Isso é bastante próximo da ideia de mineração de BTC:

“O sistema primeiro define quais tipos de resultados de saída atendem aos requisitos, e os participantes inserem valores iniciais aleatórios no algoritmo fornecido, tentando obter resultados de saída que atendam aos requisitos.” Como há um número enorme de parâmetros de entrada iniciais para tentar (quase astronômico), você precisa colocar muito esforço para ter sorte e ganhar o prêmio. Esta é a lógica da prova de trabalho: os mineradores devem colocar uma certa quantidade de trabalho para obter uma recompensa.

Depois de entender as ideias básicas de Cellula e do Jogo da Vida de Conway, vamos dar uma olhada em seus detalhes de design específicos. Cellula divide a mencionada "placa de Petri" em 9 * 9 = 81 quadrados, e cada quadrado possui dois estados de vida/morte (correspondendo aos números binários 0 e 1). Dessa forma, de acordo com permutações e combinações, existem 2^81 estados iniciais de células na placa de Petri, o que equivale ao quadrado de 1 trilhão (basicamente um número astronômico).

Então, o que os jogadores precisam fazer é escolher o padrão inicial (parâmetros de entrada) da placa de Petri. BitLife atua como a entidade da placa de Petri (na verdade, um NFT) e contém 81 quadrados, com uma célula colocada em cada quadrado (que pode ter dois estados de vida ou morte, e um quadrado vazio é equivalente a uma célula morta). Então, cada 3 * 3 = 9 quadrados adjacentes em BitLife constituem um BitCell, e cada BitLife é composto por 2-9 BitCells (se o BitLife que você construir não tiver BitCells suficientes de 9, alguns lugares ficarão vagos e o padrão padrão é todos os células mortas).

Com base em combinações, um BitCell (uma grade 3x3) tem 2^9 padrões iniciais. Os jogadores selecionam e combinam aleatoriamente diferentes padrões para formar um BitLife. Simplificando, é como escolher aleatoriamente um padrão inicial para sua placa de Petri. Como mencionado anteriormente, existem um total de 2^81 padrões iniciais, um número astronômico. Esta vasta escolha se assemelha ao cenário de mineração de BTC usando SHA-256.

O estado da célula do BitLife muda com o aumento da altura do bloco. Cellula aloca energia computacional com base no estado do BitLife em alturas de bloco diferentes. Em uma determinada altura do bloco, um BitLife com mais células vivas tem mais energia computacional, criando efetivamente uma máquina de mineração virtual.

Para dar um exemplo concreto, os participantes da Cellula têm como objetivo enumerar exaustivamente os 2^81 padrões iniciais do BitLife off-chain para prever o estado evoluído de cada padrão e verificar se atendem aos requisitos do sistema de recompensa. Suponha que a altura do bloco atual seja 800 e o sistema exija que, até a altura do bloco 1000, o BitLife com o maior número de células vivas receba a maior recompensa. Os participantes têm então um objetivo claro:

Na altura do bloco 800, preciso adquirir um padrão BitLife que, na altura do bloco 1000, terá mais células vivas do que outros BitLifes.

Esta é essencialmente a jogabilidade principal da Cellula. Seu objetivo é construir ou comprar de outros o BitLife mais provável de ganhar recompensas de mineração. Esse modelo permite que usuários comuns e avançados desenvolvam suas próprias máquinas de mineração, as vendam para outros ou comprem máquinas de mineração de outros. Se você deseja criar sua própria máquina de mineração, deve simular a evolução de diferentes estados de padrões BitLife off-chain, o que consome recursos computacionais. Se optar por comprar máquinas de outros, essencialmente estará comprando BitLifes de diferentes padrões iniciais, exigindo que avalie independentemente as mudanças de estado futuro desses BitLifes, o que torna necessários cálculos off-chain. Este é um aspecto particularmente intrigante do design do jogo da Cellula.

Depois de compreender o mecanismo central do jogo, vamos explorar mais detalhes: na verdade, as células vivas em BitLife podem transbordar além da grade inicial de 9x9, com o número de células vivas potencialmente excedendo 9x9, sem limitações de fronteira. Como mostrado, se um BitLife contém um número crescente de células ativas, seu poder de mineração alocado também aumentará. Por outro lado, se a escolha do padrão inicial para BitLife for ruim, levando a menos células vivas, seu poder de computação diminuirá.

Em seguida, o sistema distribui recompensas de mineração (chamadas de pontos de energia no jogo) a cada 5 minutos com base na participação do poder de computação de cada BitLife na rede.

Em Cellula, o processo de sintetizar o BitLife é semelhante a 'fabricar' uma nova máquina de mineração. Já mencionamos anteriormente que a entidade BitLife é um NFT. Uma vez que é criada na cadeia, o BitLife requer uma operação de 'carregamento' para ativar a mineração. Cada carregamento é válido por 1, 3 ou 7 dias, requer uma pequena taxa e precisa ser renovado após o vencimento.

Vale ressaltar que, para incentivar os usuários a carregar seus BitLifes com frequência, a Cellula implementou um recurso de "loteria de carregamento". Cada vez que você inicia uma operação de carregamento, pode ser selecionado aleatoriamente para receber recompensas adicionais (separadas das recompensas de mineração). Este design será brevemente apresentado na seção do algoritmo Analysoor.

De acordo com as regras oficiais da Cellula, a cunhagem de BitLifes com 3x3 BitCells (81 pequenos quadrados) foi descontinuada, com mais de 1,5 milhão de BitLifes desses cunhados. Novos usuários podem comprar BitLifes no mercado secundário e se envolver na mineração de carregamento. A explicação oficial para a cunhagem limitada é manter a estabilidade do ecossistema do jogo, impedindo que cientistas cunhem infinitamente BitLife NFTs, o que desvalorizaria as máquinas de mineração.

Além disso, no futuro, a Cellula introduzirá funções semelhantes às de fabricantes de máquinas de mineração. Essas funções serão baseadas em permissões, exigindo a participação de tokens, canais de vendas públicos e um determinado tamanho e influência da comunidade. Esses fabricantes serão responsáveis por cunhar e vender BitLifes contendo 4x4 BitCells, que incluem 16x9=144 pequenos quadrados. A quantidade de BitLifes que um fabricante pode cunhar será limitada pela quantidade de tokens que eles participam.

Explicamos amplamente os conceitos principais envolvidos no vPOW. A essência do vPOW reside em um modelo computacional baseado em regras predefinidas, onde os participantes podem se envolver em competição por meio de estratégias otimizadas, gamificando a emissão e distribuição de ativos. A célula simula a forma operacional do mercado de máquinas de mineração BTC, substituindo a forma de tarefa computacional em prova de trabalho. Como o método de distribuição de poder de mineração pode ser ajustado dinamicamente, nenhum padrão BitLife é globalmente ideal. O BitLife com mais células vivas hoje pode ser superado por outros amanhã, levando a fenômenos emergentes complexos e estratégias dinâmicas.

Algoritmo de Loteria Analysoor e Curva de Preço Exponencial VRGDA

Nas seções anteriores, mergulhamos nos mecanismos principais do Jogo da Vida de Conway e do Cellula. Agora, vamos explorar outros elementos de design dentro do jogo. Como mencionado anteriormente, o Cellula apresenta um sistema de loteria de carregamento que utiliza um algoritmo de geração de números aleatórios chamado Analysoor. Usando hashes de bloco como parâmetros de entrada para o gerador de números aleatórios, o algoritmo seleciona vencedores entre aqueles que carregaram seus BitLifes dentro de cada bloco, introduzindo um mecanismo semelhante a uma loteria.

Por exemplo, no design da Analysoor, o hash do bloco atual da BNB Chain pode ser uma sequência longa como 6mjv... contendo quatro números: 6, 2, 1, 6. Com base na ordem deles na sequência, os primeiros e últimos números são 6, que são pares, então a contagem prossegue a partir do início. O número 6 corresponde à 7ª transação (a contagem começa em 0), selecionando assim o 7º jogador cobrador no bloco atual como o vencedor. O design pode ser mais flexível; este é apenas um exemplo. Esse algoritmo de loteria baseado em aleatoriedade incentiva efetivamente os jogadores a cobrarem mais, impulsionando a atividade no ecossistema do jogo.

Além disso, em todo o modelo de transação da Cellula, há um problema: uma vez que um determinado padrão BitLife é cunhado por um jogador proeminente, seu esquema de combinação BitCell torna-se público, permitindo que outros 'sigam o exemplo' e cunhem BitLife usando a mesma combinação. Isso pode levar a um fenômeno em que muitas pessoas seguem a tendência, afetando severamente a aleatoriedade dos resultados do jogo. Para resolver isso, a Cellula introduz Leilões Holandeses Graduais de Taxa Variável (VRGDAs), um algoritmo de precificação desenvolvido pela Paradigm. Ele ajusta dinamicamente os preços, aumentando-os quando a cunhagem excede as expectativas e diminuindo-os quando fica aquém.

Suponha que a expectativa inicial seja criar 10 NFTs do tipo A diariamente, começando em 1 CKB. No 5º dia, a expectativa é ter criado 50 NFTs do tipo A, mas devido a muitos seguidores, a criação atinge 70, equivalente à meta para o 7º dia. Para regular isso, a curva de precificação exponencial rapidamente eleva o preço de criação, aumentando o preço unitário para 4 CKB para conter a criação.

Se, até o 15º dia, apenas 120 tiverem sido cunhados (em vez dos 150 esperados), os preços serão reduzidos para estimular a cunhagem.

Neste cenário, quando um certo tipo de BitLife é cunhado em grandes quantidades em um curto período, seu preço de cunhagem aumentará exponencialmente. Esta rápida elevação de preço pode efetivamente dissuadir a imitação excessiva pelos jogadores.

Resumo: Visualizando a Cellula da Perspectiva de um Jogador

Após discutir os designs centrais da Cellula, vamos considerar este mecanismo de jogo imaginativo do ponto de vista de um jogador. No vPOW, há muitos participantes, cada um com diferentes estratégias. Tome o mercado primário de emissão como exemplo. Um 'cientista' pode escrever código para combinar diferentes BitCells e encontrar um BitLife com maior poder computacional, obtendo assim recompensas mais altas de mineração. Enquanto isso, alguns jogadores de MEV monitoram eventos de cunhagem na cadeia e, quando percebem um cientista notável cunhando um certo tipo de BitLife, seguem o exemplo e cunham em grande quantidade.

No entanto, devido à existência do algoritmo de precificação exponencial do VRGDAs, o preço de cunhagem de um único tipo de BitLife pode aumentar exponencialmente. Isso efetivamente dissuade os cientistas (atuando como uma medida contra ataques Sybil) e também precifica as máquinas BitLife/mineradoras. Se um tipo de máquina de mineração tem alta potência computacional, seu preço de cunhagem/produção também será alto, influenciando seu preço no mercado secundário e em toda a cadeia de suprimentos.

Comparável ao processo de emissão das máquinas de mineração BTC, quando um cientista descobre um BitLife com alta capacidade computacional, é como uma empresa de mineração desenvolvendo um novo chip. Quando os jogadores de MEV seguem e cunham, é como uma distribuidora primária definindo o preço da máquina de mineração, e as transações subsequentes no mercado secundário se assemelham a investidores de varejo comprando equipamentos de distribuidores.

A diferença é que, em comparação com o desenvolvimento de máquinas de mineração do mundo real, os cientistas podem descobrir novos BitLife muito mais rápido, e qualquer pessoa pode participar da evolução do estado do BitLife. Isso reduz significativamente a barreira para o desenvolvimento de máquinas de mineração, dando a todos a chance de se tornarem um “cientista”, o que é mais amigável para a maioria e impossível na cadeia de produção de mineração do mundo real.

Para a equipe do projeto em si, adotar um esquema de distribuição de ativos no estilo POW enfraquece seu poder, então nem cientistas, equipes de projeto, nem jogadores comuns podem controlar unilateralmente o mercado. Nas fases de cunhagem e emissão de máquinas de mineração, surge um jogo de três vias, com nenhum lado capaz de monopolizar completamente o mercado, formando um equilíbrio dinâmico.

No geral, em comparação com a cadeia de indústria de máquinas de mineração de BTC, a abordagem da Cellula é um experimento social mais interessante.

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