模擬POW的遊戲化資產發行協議：Cellula解析

自2017年ERC-20資產興起以來，Web3進入了低門檻的資產發行時代。各種項目通過IDO、ICO等方式發行代幣或NFT，但往往存在強控盤或信息不透明等問題，導致RugPull現象頻發。

時至今日，傳統IDO和ICO的公平性缺陷已充分暴露。人們一直希望有更公平可靠的資產發行協議來解決新項目TGE時的諸多問題。雖然一些創新項目提出了"公平經濟模型"，但大多未能推廣爲通用協議。

Cellula爲解決上述問題提供了新思路。它實現了一個模擬POW的資產分發層，利用虛擬工作量證明(vPOW)將資產分發過程"挖礦化"，模仿比特幣實現更公平的資產分配模式。

雖然Cellula常被視爲GameFi項目，但由於其分發的遊戲內獎勵可設置爲任意類型Token，理論上可作爲具有POW效應的通用資產分發平台，爲Web3資產發行帶來更廣闊前景。甚至可稱其爲"致敬比特幣挖礦的社會實驗"。

POW和vPOW:結果不可預測的彩票抽獎

無論是正統POW、POS還是vPOW，本質都是設置一套輸出結果難以預測的算法，通過輸出結果進行"彩票抽獎"。比特幣礦工要在本地構造出滿足要求的區塊才能獲得出塊獎勵。由於區塊哈希生成結果難以預測，只能不斷變更輸入參數進行暴力窮舉。

簡言之，比特幣挖礦利用SHA-256哈希算法的難預測性，實現了全網礦工在線參與的"彩票抽獎"系統。這種設計以電能爲代價，確保了參與形式上的無許可性。

POW是較爲公平的資產分配方式。主流POW公鏈中項目方控盤難度比POS公鏈大很多。雖然POW中項目方也有控盤空間，但程度往往比POS輕得多。

關鍵是如何在鏈上資產發行層模擬POW效果。Cellula引入了"康威生命遊戲"算法，爲鏈上虛擬實體"BitLife"分配算力。玩家在培養皿中繁育細胞集羣，存活細胞越多，折算後的挖礦算力越高，越可能獲得獎勵。

Cellula將傳統POW的哈希計算替換爲另一種結果難以預測的計算方式。關鍵在於如何獲得存活細胞數更多的培養皿(BitLife)。推演BitLife狀態變化需耗費計算資源，本質是將比特幣挖礦的哈希算法變爲推演康威生命遊戲的特定算法，這被稱爲vPOW(虛擬POW)。

vPOW核心:康威生命遊戲與BitLife

康威生命遊戲最早可追溯到馮諾依曼1950年提出的"細胞自動機"概念。數學家約翰·康威於1970年正式提出"康威生命遊戲"，用算法模擬自然界生命演化規律。

假設有個培養皿，按二維坐標劃分小方格，進行"初始設置"讓活細胞佔據部分方格。此後細胞狀態隨時間演化,逐漸呈現復雜形態。這本質是二維格子遊戲，規則簡單:

• 每個細胞有存活/死亡兩種狀態，每個細胞與周圍八個方格上的細胞互動
• 存活細胞周圍存活細胞少於2個時死亡
• 存活細胞周圍有2-3個存活細胞時保持存活
• 存活細胞周圍超過3個存活細胞時死亡
• 死亡細胞周圍有3個存活細胞時轉爲存活

給定初始模式後，細胞狀態會隨時間演化迭代，產生千變萬化的結果。甚至可用康威生命遊戲模擬計算機效果。

Cellula將"培養皿"分爲9*9=81個方格，每個方格上的細胞有生/死兩種狀態。按排列組合，培養皿中細胞初始狀態有2^81種，約等於1萬億的平方。

玩家需對培養皿初始模式(輸入參數)進行選擇。BitLife作爲培養皿實體(NFT)，包含81個方格。每3*3=9個相鄰方格構成一個BitCell，每個BitLife由2-9個BitCell拼接而成。

BitCell(3*3方格)有2^9種初始模式，玩家需隨機挑選不同模式的多個BitCell組合成BitLife。簡言之，就是爲培養皿隨機選擇初始模式，總計有2^81種可能。

BitLife細胞狀態會隨區塊高度增加而變化。Cellula按不同區塊高度下BitLife的狀態分配算力。給定區塊高度下，存活細胞越多的BitLife算力越高，相當於創造了虛擬礦機。

Cellula參與者要在鏈下窮舉BitLife的2^81種初始模式，預測每種模式演化後的狀態，看是否符合獎勵系統要求。玩家目標是構造或購買最可能獲得挖礦獎勵的BitLife。這相當於允許普通/高級散戶自行研發礦機，可以出售自造礦機或購買他人礦機來挖礦。

BitLife中的活細胞可溢出初始9*9格子,存活細胞數可遠大於81個,無邊界限制。如果某BitLife活躍細胞數不斷增多,分配到的挖礦算力也會越來越高。反之,如果初始模式選擇不當,活細胞數越來越少,算力也會降低。

系統每5分鍾分發一定挖礦獎勵(能量點),根據各BitLife在網路中的算力份額分配。

在Cellula中,玩家合成BitLife的過程就是"制造"新礦機。BitLife實體是NFT,鏈上mint後需"充電"才能啓動挖礦,單次充電有效期爲1天、3天和7天,需支付小額手續費,到期後需繼續充電。

爲鼓勵用戶多充電,Cellula設置了"充電抽獎"功能,每次充電操作都可能被選中獲得額外獎勵。

目前包含3*3個Bitcell(81個小方格)的BitLife鑄造已停止,玩家共鑄造了150多萬個此類BitLife。新用戶可在二級市場購買並充電挖礦。限量鑄造是爲維持遊戲生態穩定,防止無限鑄造導致礦機價值縮水。

未來Cellula將引入類似礦機制造商的角色,基於許可制,需質押代幣、公示銷售渠道、具有一定社區規模等。這些制造商將負責鑄造和銷售包含4x4個BitCell(144個小方格)的BitLife。制造商可鑄造的BitLife量受其質押代幣量限制。

vPOW本質是基於給定規則的計算模型,參與者可通過優化策略參與競爭,以遊戲化方式進行資產發行與分配。Cellula模擬了比特幣礦機市場運作形式,替換了工作量證明中的計算任務形式。由於挖礦算力分配方式可動態調整,任何模式的BitLife都未必全局最優,這會導致復雜的湧現現象和動態策略。

Analysoor抽獎算法和VRGDAs指數定價曲線

Cellula的充電抽獎環節使用了Analysoor隨機數輸出算法,將區塊哈希作爲隨機數生成器的輸入參數,抽出每個區塊裏參與充電者中的贏家,引入彩票制度。

例如,當前BNB Chain區塊哈希爲"6mjv...."的字符串,包含數字6、2、1、6。按這些數字在字符串中的排序,第一個數字是6,最後一個也是6(偶數),將從前往後計數。提取的數字從0開始計數,數字6對應交易排序7,即從當前區塊中選第7個充電玩家爲中獎者。這種隨機抽獎算法可有效激勵玩家多充電,提高遊戲生態活躍度。

爲防止某種模式BitLife被大量跟風mint影響遊戲隨機性,Cellula引入了可變速率漸進荷蘭拍賣(VRGDAs)。這是Paradigm開發的定價算法,會動態調整價格:鑄造量超預期時抬價,不及預期時降價。

例如,初始預期每天鑄造10個A類NFT,起始價1個CKB。第5天時,原計劃鑄造50個,但實際達70個。爲限速,通過指數定價曲線快速提高鑄造價格至4個CKB抑制鑄造行爲。若到第15天只鑄造120個(原計劃150個),未達預期銷量,則下調價格刺激鑄造。

當某類BitLife短時間內大量鑄造時,該類NFT鑄造價格會指數級增長,有效防範科學家。

總結:從玩家博弈角度看待Cellula

在vPOW中,不同參與方策略各異。以一級發行市場爲例,"科學家"可編程組合不同BitCell尋找高算力BitLife獲取更高挖礦收益。同時存在MEV玩家監聽鏈上鑄造事件,發現NB科學家鑄造某類BitLife時跟風大量鑄造。

但VRGDAs指數定價算法使單一類型BitLife鑄造價格可指數級增長,有效防範科學家(反女巫)。這也爲BitLife/礦機定價:高算力礦機鑄造/生產價格也會很高,進而影響二級市場價格,傳導至整個供應鏈。

類比比特幣礦機發行過程,科學家發現高算力BitLife類似礦機公司研發新芯片,MEV玩家跟風鑄造類似一級經銷商完成礦機定價,後續二級市場交易類似散戶從經銷商購買設備。

不同之處在於,相比現實礦機研發,科學家發現新BitLife速度更快,且人人都可參與BitLife狀態推演。這在很大程度上降低了礦機研發門檻,"人人皆可爲科學家",對大多數人更友好,是現實礦機生產鏈條中不可能出現的情況。

對項目方而言,採用POW式資產分發方案本身就削弱了其權力。因此無論是科學家、項目方還是普通玩家,都無法單方面控制市場。在礦機鑄造及發行環節形成三方博弈,沒有一方能完全壟斷市場,可形成動態平衡。

總體而言,相比比特幣礦機產業鏈,Cellula的方案是一種更有趣的社會實驗。