Віртуальний PoW: як Cellula імітує майнінг Біткойн для забезпечення справедливого розподілу активів

З моменту популяризації активів ERC-20 у 2017 році Web3 увійшов в епоху випуску активів з низьким бар'єром входу. Різні проекти випускають токени або NFT через IDO, ICO та інші способи, але більшість з них стикається з проблемами жорсткого контролю або непрозорості інформації, часто виникає явище RugPull.

Сьогодні недоліки справедливості традиційних IDO та ICO вже повністю виявлені. Люди завжди сподівалися на більш справедливі та надійні протоколи випуску активів, щоб вирішити численні проблеми під час TGE нових проектів. Хоча деякі інноваційні проекти пропонували "справедливу економічну модель", вони часто виявляються недостатньо універсальними для широкого впровадження.

Отже, які моделі можуть забезпечити більш справедливий і надійний розподіл активів? Які рішення можуть слугувати загальним протоколом? У цій статті буде представлено Cellula, яке пропонує новий погляд на вирішення цих проблем. Вони реалізували шар розподілу активів, що імітує PoW, використовуючи віртуальний робочий доказ (vPOW), перетворюючи процес розподілу активів у "майнінг", імітуючи Біткойн для досягнення більш справедливої парадигми розподілу активів.

Хоча Cellula часто вважається проектом Gamefi, але через те, що розподілені внутрішньоігрові винагороди можуть бути встановлені у вигляді токенів будь-якого типу, теоретично вони можуть слугувати платформою для розподілу активів з ефектом PoW, що відкриває ширші перспективи для випуску активів Web3 і навіть може бути названим "соціальним експериментом на честь біткойн-майнінгу".

PoW та vPoW: непередбачувані результати лотереї

Незалежно від того, чи це справжній PoW, PoS або vPoW, суть полягає в налаштуванні набору алгоритмів, результати яких важко передбачити, для проведення "лотереї" через результати. Майнери Біткойн повинні локально створити блок, що відповідає умовам, і подати його до всіх вузлів у мережі для досягнення консенсусу, щоб отримати винагороду за видобуток. Обмеження полягає в тому, що згенерований хеш блоку повинен відповідати спеціальним вимогам, таким як префікс з 6 нулів.

Оскільки результат генерації хешу блоку важко передбачити, для створення блоку, що відповідає умовам, можна лише постійно змінювати вхідні параметри для проведення брутального перебору, що вимагає великих вимог до обладнання майнерів.

Сказати коротко, майнінг Біткойн реалізує систему "лотереї" для онлайн-участі всіх майнерів через непередбачуваність хеш-алгоритму SHA-256, забезпечуючи безперешкодну участь за рахунок електроенергії.

Крім того, PoW є більш справедливим способом розподілу активів, у mainstream PoW публічних ланцюгах проєктам складніше контролювати. У багатьох PoS публічних ланцюгах або ICO, IDO схемах випадки сильного контролю проєктів трапляються дуже часто.

Як ціна монети Solana під час маніпуляцій FTX зросла майже в 1000 разів у 2019-2021 роках, а багато операторів валідаційних вузлів Solana були ранніми інвесторами, отримавши чіпси за вартістю, близькою до 0, це серйозно порушило справедливість розподілу активів. Хоча у проектів PoW також є можливість контролю, але ступінь цього зазвичай набагато легша, ніж у PoS.

Проблема в тому, що модель PoW зазвичай застосовується до базового ланцюга, а не до рівня випуску активів DAPP. Якщо можна змоделювати ефект PoW за допомогою реалізованого на ланцюзі рішення, це дозволить досягти більш справедливого та надійного протоколу розподілу активів, ніж ICO, IDO тощо. У поєднанні з ігровими сценами можна створити цікаві Gamefi(, звичайно, фактичне використання не обмежується лише іграми, але також може надати іншим проектам справедливі рішення для розподілу активів).

Ключове питання, як змоделювати ефект PoW на рівні випуску активів на ланцюзі? Cellula, вводячи відомий алгоритм "Гра життя" Кона, розподіляє обчислювальну потужність для віртуального цифрового об'єкта на ланцюзі (, який називається "BitLife" ). Іншими словами, учасники вирощують клітинні колонії у своїх чашках Петрі, і з часом, чия чашка міститиме більше живих клітин, той отримає вищу конвертовану обчислювальну потужність для майнінгу та більшу ймовірність отримання нагороди за майнінг.

Cellula замінила традиційний хеш-обчислення PoW на інший спосіб обчислення, результат якого важко передбачити, замінивши форму "Work" у "Proof of Work". Відповідно до концепції Cellula, ключовим є те, як отримати більшу кількість живих клітин у чашці Петрі (BitLife), а для моделювання зміни стану BitLife необхідні обчислювальні ресурси. Сутність полягає в перетворенні хеш-алгоритму, що виконується під час майнінгу Біткойна, на специфічний алгоритм моделювання гри життя Конвея, що називається vPOW(Virtual POW).

Ядро vPOW: Гра життя Конвея та BitLife

Перед розумінням механізму дизайну Cellula, спершу варто зрозуміти найважливішу ядро vPOW – "Гра життя Конвея". Вона вперше була запропонована у 1950 році Джоном фон Нейманом у концепції "клітинних автоматів", а математик Джон Конвей офіційно представив "Гру життя Конвея" у 1970 році, використовуючи алгоритми для моделювання еволюційних закономірностей природного життя.

Припустимо, що є чашка Петрі, розділена на маленькі квадратні клітини за двовимірними координатами, для проведення "початкових налаштувань", де живі клітини займають частину клітинок, після чого стан клітин (життя або смерть) еволюціонує з часом, поступово формуючи складні зразки клітинних скупчень. Це по суті двовимірна клітинна гра з простими правилами:

• Кожна клітина має два стани: виживання/смерті, кожна клітина взаємодіє з сусідніми вісьмома клітинами.
• Якщо навколо живої клітини в 8 клітинках менше 2 живих клітин, ця клітина помирає
• Навколо певної живої клітини є 2-3 живі клітини, ця клітина залишається живою
• Якщо навколо живої клітини є більше 3-х живих клітин, ця клітина помирає ( симуляція життя кількість надмірна, борються за ресурси )
• Навколо певної мертвої клітини є 3 живі клітини, ця клітина перетворюється на живу ( імітуючи клітинний поділ )

У двовимірній культурній тарілці задана початкова модель стану клітин, відповідно до наведених вище правил, стан клітин буде з часом постійно еволюціонувати та ітеруватися, створюючи тисячі різноманітних результатів. Гра життя Конвея навіть може змоделювати ефект комп'ютера.

Кожна клітина в чашці Петрі має живу/мертву відповідність бінарним 0/1, початковий стан клітини можна розглядати як "вхідний параметр", життя та смерть кожної клітини представляє вхідні дані, після цього стан клітин відповідно до початкової моделі починає еволюціонувати, кожен раунд зміни стану є кроком операції в процесі обчислення, а стан, отриманий через деякий час, можна розглядати як "вихід".

Лише за умов правильної ініціалізації, гра життя Конвея може генерувати певні результати після кількох поколінь еволюції. Завдяки різноманітності початкових моделей, можна використовувати цю властивість для моделювання ефекту лотереї. Можна встановити обмеження, кожен гравець випадковим чином обирає набір початкових моделей, і після 100 поколінь еволюції результати, які відповідають певним характеристикам, отримують право на винагороду, що подібно до концепції майнінгу Біткойн:

"Система спочатку обмежує, які типи вихідних результатів відповідають вимогам, учасники вводять випадкове початкове значення в заданий алгоритм, намагаючись отримати вихідний результат, що відповідає вимогам". Оскільки кількість початкових вхідних параметрів, які потрібно спробувати, надзвичайно велика, необхідно докласти багато зусиль, щоб вийти на удачу з виграшем, саме це є логікою PoW: майнери повинні виконати певну роботу, щоб отримати винагороду.

Зрозумівши основні ідеї Cellula та гри життя Конвея, перейдемо до конкретного дизайну деталей. Cellula ділить "петриків" на 9*9=81 квадрат, де кожна клітина має два стани: життя/смерть, що відповідає двійковим 0 і 1(, таким чином, початковий стан клітин у петрі має 2^81 варіантів, що дорівнює трильйонам в квадраті ), що фактично є астрономічним числом (.

Гравець має вибрати параметри для початкової моделі培养皿). BitLife виступає в ролі实体培养皿(, що насправді є NFT), що містить 81 квадрат, кожен з яких може вміщувати одну клітину(, яка може мати два стани: живий/мертвий, порожні квадрати еквівалентні мертвим клітинам). У BitLife кожні 3*3=9 сусідніх квадратів утворюють BitCell, кожен BitLife складається з 2-9 BitCell, з'єднаних між собою(. Якщо сконструйований Bitlife містить менше 9 Bitcell, деякі місця будуть порожніми, за замовчуванням це всі мертві клітини).

За комбінаціями, BitCell(3*3 квадратів ) має 2^9 початкових моделей, гравець повинен випадковим чином вибрати кілька комбінацій BitCell з різними моделями, щоб створити BitLife. Іншими словами, це просто знайти випадкову початкову модель для своєї чаші Петрі, як було сказано раніше, різні початкові моделі в загальному мають 2^81 видів, що є астрономічним числом. Тому вибір для учасників є дуже великим, і це схоже на сценарій видобутку Біткойн з використанням SHA-256.

Стан клітин BitLife змінюється зі збільшенням висоти блоку. Cellula розподіляє обчислювальну потужність BitLife відповідно до різної висоти блоку. Чим більше живих клітин має BitLife на даній висоті блоку, тим вища його обчислювальна потужність, що фактично створює віртуальну майнінгову установку.

Наведемо конкретний приклад: учасник Cellula має вичерпно досліджувати 2^81 початкових моделей BitLife поза ланцюгом, прогнозуючи стан кожної моделі після еволюції, а потім перевірити, чи відповідає це вимогам системи винагород. Припустимо, що поточна висота блоку становить 800, система вимагає: коли висота блоку досягне 1000, BitLife з найбільшою кількістю живих клітин отримає найбільшу винагороду, отже, мета учасника є дуже чіткою:

У висоті блоку 800 отримати певний шаблон BitLife, який у висоті блоку 1000 зможе мати більше живих клітин, ніж інші BitLife.

Це основний спосіб гри Cellula, мета полягає у самостійному конструюванні/придбанні у інших найбільш ймовірного отримання винагороди за майнінг BitLife. Цей режим фактично дозволяє звичайним інвесторам/висококласним інвесторам самостійно розробляти майнери, а потім продавати свої майнери іншим, або купувати майнери інших для майнінгу. Якщо ви створюєте свої майнери, вам потрібно самостійно прорахувати еволюцію стану різних моделей BitLife поза ланцюгом, що вимагатиме обчислювальних ресурсів; купуючи майнери інших, ви фактично купуєте BitLife з різними початковими моделями і повинні самостійно оцінити можливі зміни стану цих BitLife в майбутньому, тому все ще потрібно буде виконувати обчислення поза ланцюгом. Це дуже цікава частина дизайну гри Cellula.

Після розуміння основних механік гри, варто звернути увагу на інші деталі: активні клітини в BitLife можуть виходити за межі початкових 99 клітин, кількість живих клітин може значно перевищувати 99, межі не обмежені. Якщо кількість активних клітин у певному BitLife постійно зростає, то його потужність для майнінгу також буде зростати, а якщо початковий режим BitLife обрано невірно, кількість живих клітин буде зменшуватись, а потужність буде знижуватись.

Система кожні 5 хвилин розподіляє певну винагороду за Майнінг(, яка в грі називається енергетичними пунктами), відповідно до частки обчислювальної потужності кожного BitLife в мережі.

У Cellula процес синтезу BitLife гравцями – це процес «виробництва» нових майнінгових машин. Об'єкти BitLife є NFT, після їхньої емісії в ланцюгу потрібно виконати операцію «зарядки», щоб запустити майнінг; одноразова зарядка має термін дії 1 день, 3 дні та 7 днів, і потрібно сплатити невелику комісію. Після закінчення терміну дії потрібно продовжити зарядку.

Для заохочення користувачів більше заряджати BitLife, Cellula встановила функцію "лотерея заряджання", під час кожного запуску операції заряджання можна бути обраним і отримати додаткову винагороду ( ця винагорода незалежна від винагороди за Майнінг ). Цей дизайн буде коротко представлений у наступній частині алгоритму Analysoor.

Згідно з офіційними правилами Cellula, наразі включено 3*3 Bitcell(, що складає 81 маленький квадрат), випуск BitLife зупинено. Гравці спільно випустили понад 1,5 мільйона таких BitLife. У майбутньому нові користувачі зможуть купувати BitLife на вторинному ринку та проводити зарядний майнінг. Офіційне пояснення обмеженого випуску полягає в тому, щоб підтримувати стабільність екосистеми гри і запобігти безкінечному випуску BitLife NFT вченими, що призвело б до зниження вартості майнінг-установок.

У майбутньому Cellula займе роль, подібну до виробників майнінгового обладнання, яка базується на ліцензуванні, де необхідно ставити токени, публікувати канали продажу, мати певний розмір та вплив у спільноті тощо. Ці виробники будуть відповідальні за карбування та продаж BitLife, що містить 4x4 BitCell, тобто 16*9=144 маленьких квадратів. Кількість BitLife, яку виробники можуть карбувати, буде обмежена кількістю їхніх ставлених токенів.

Ми в загальних рисах пояснили основні концепції, що стосуються vPOW. vPOW за своєю суттю є обчислювальною моделлю, що базується на певних правилах, учасники можуть брати участь у конкуренції, оптимізуючи стратегії, у ігровій формі.