Cellulaの解読：POWマイニングを称えるゲーム化資産発行プロトコル

著者: Nickaqiao & Faust, Geek Web3

2017年からERC-20の資産がブロックチェーンコミュニティで人気を博して以来、Web3は資産発行の低い敷居の時代に入りました。ID0、IC0などの方法を利用して、プロジェクトは自分たちのカスタムトークンや非代替トークンを自由に発行し、市場のトレンドのコントロールや情報の透明性の問題が多く存在しています。RugPull現象が頻発し、さまざまな詐欺行為がIC0、ID0を利用しています。

今日までに、通常のID0とIC0はその公平性の欠陥を十分に露呈してきました。人々はより公平で信頼性のある資産発行プロトコルを望んでおり、新しいプロジェクトのTGE時のさまざまな問題を解決したいと考えています。いくつかの創造的なプロジェクトは独自の「公平な経済モデル」を提案していますが、一般化されていないため、このような経済モデルはほとんどが「具体的なケース」ではなく、「抽象化されたプロトコル」になってしまうことが多いです。

では、どのようなモデルがより公平で信頼性のある資産配布方法でしょうか？どのような計画が汎用プロトコルとして機能する罠でしょうか？この記事では、Cellulaが上記の問題を解決するために新しい視点を提供しています。彼らはシミュレートPOWの資産分配レイヤーを実装し、仮想プルーフオブワーク（vPOW）を利用して資産分配プロセスを「マイニング化」し、BTCのようにより公平な資産配布範囲を実現しています。

このプロジェクトは多くの人によってGamefiと見なされているかもしれませんが、内部ゲーム報酬の配布は任意のタイプのTOKENに設定できるため、Cellulaは理論的にはPOW効果を持つ資産配布プラットフォームとして機能することができます。Web3アセットの発行にはより広い展望と想像力をもたらし、BTCマイニングへのオマージュとさえ言える社会実験です。

POW & vPOW: 予測不能な結果をもたらす宝くじの抽選

実際、POWやPOS、そして今日説明するvPOWは、本質的には予測/予測が困難なアルゴリズムを設定し、出力結果を使用して「宝くじ抽選」を実施するための罠を設定することです。BTCマイナーは、制限条件を満たすブロックをローカルで構築し、全ノードネットワークに提出してコンセンサスを経由してブロック報酬を受け取る必要があります。制限条件は、構築されたブロックのハッシュが特定の要件を満たすようにする必要があります。たとえば、プレフィックスが6つの0であることなどが該当します。

ブロックのハッシュ生成結果は予測/予測ができないため、条件に合致するブロックを構築するには、与えられたアルゴリズムの入力パラメータを繰り返し変更する必要があります。このプロセスは力ずくで試行錯誤する必要があり、マイナーのハードウェア装置には非常に高い要求があります。

要するに、BTCのマイニングは、SHA-256ハッシュアルゴリズムの予測不可能性/難解性によって、全ネットワークのマイナーがオンラインで参加する「抽選」システムを実現しています。この設計は電力を代価にして、参加形式の許可なしを確保しています。

**また、POWはより公平な資産配分方式であり、主流のPOWパブリックチェーンにおいてプロジェクト市場トレンドのコントロールの難易度はPOSパブリックチェーンよりもはるかに高いですが、多くのPOSパブリックチェーンやIC0、ID0のケースでは、プロジェクトの市場トレンドのコントロールの例が多く見られます。

（SolanaはFTXの操作の結果、2020〜2021年にかけて約500倍の大きな上昇を遂げましたが、これは後から参加するバリデータのオペレータにとって非常に不利です）

例えば、ソラナコインの価格はFTXとSBFの操作によって、2019〜2021年に大きな上昇を見せ、その間に約1000倍になりました。また、多くのソラナのノード運営者は初期投資家であり、彼らはコストがほぼゼロでチップを獲得しています。これは資産の分配の公平性を著しく損なっています。POWプロジェクトにも市場トレンドのコントロールの余地はありますが、POSよりも緩和されることが多いです。

問題は、POWモデルがDAPPの資産発行レイヤーではなく、基盤となるパブリックチェーンに適用されることが多いことですが、実現可能なソリューションでPOWの効果をシミュレートできますか? **可能であれば,IC0、ID0、およびその他の強力な市場ソリューションよりも公正で信頼性の高い資産分配を実現できます,いくつかのゲームシーンで,あなたはいくつかの興味深いGamefiを作ることができます(もちろん、実際の使用はゲームに限定されません,他のプロジェクトに公正な資産分配ソリューションを提供することもできます)。

ですので、**オンチェーン資産の発行層でPOWの効果をシミュレートするには、どのようにすればよいでしょうか？**本文で紹介されているGamefiプロジェクトCellulaでは、有名な「コンウェイのライフゲーム」アルゴリズムを導入し、オンチェーンの仮想的なデジタルエンティティ（「BitLife」と呼ばれる）にコンピューティングパワーを割り当てています。要するに、自分の培養皿で細胞集団を育てるようなもので、時間の経過とともに、誰の培養皿に生き残る細胞が多いかに応じて、マイニングコンピューティングパワーが高くなり、マイニング報酬を得る可能性が高くなります。

要するに、**Cellulaは伝統的なPOWのハッシュ計算を、予測不可能な別の計算方法に置き換え、"Proof of Work"の"Work"形式を置き換えました。**Cellulaのアプローチでは、生存細胞数をより多く取得する方法が鍵となります（BitLife）、そしてBitLifeの状態変化を推論するために計算リソースを消費する必要があります。これは、BTCのマイニングにおけるハッシュアルゴリズムを、コンウェイのライフゲームの特定のアルゴリズムに変えたものであり、これがvPOW（Virtual POW）と呼ばれています。

以下では、vPOWのメカニズムについて詳しく解説します。言わずもがな、ここには非常に興味深い詳細があります。Cellulaが行っていることの一つは、オンチェーンのNFTトランザクションチェーンを通じてBTCのマイニングリグ産業チェーンモデルをシミュレートすることです。

vPOWのコア：コンウェイのライフゲームとBitLife

Cellulaのメカニズム設計を理解する前に、まず**vPOWの最も重要なコアである「コンウェイのライフゲーム」**を見てみましょう。これは、1950年にフォン・ノイマンによって提唱された「セル・オートマトン」の概念に最初にトレーサビリティがあり、その後、数学者であるジョン・コンウェイが1970年に正式に「コンウェイのライフゲーム」を提唱し、アルゴリズムを使用して自然界の生命の進化の法則を模擬しています。

仮に私たちがペトリ皿を持っているとします。これを二次元座標でいくつかの小さな正方形に分割し、その後、ペトリ皿に「初期設定」を行い、いくつかの生きている細胞をいくつかの正方形に配置します。その後、これらの細胞の生死の状態は時間とともに進化し、複雑な形状の細胞集団が徐々に現れます（菌糸の増殖を想像してみてください）。これは本質的には二次元のグリッドゲームであり、ルールは非常に単純です：

• 各細胞には、生存/死亡の2つの状態があります。マインスイーパーゲームのように、各細胞と周囲の8つのマスにある細胞との間で相互作用が発生します（図のように、黒は生存、白は死亡です）。
• ある細胞が生存している場合、周囲の8つのセルに生存している細胞が2つ未満（0または1）である場合、その細胞は死亡状態に入ります；
• 周囲に2つまたは3つの生存細胞がある場合、細胞は生存し続けます；
• 細胞は存続状態で、周囲に3つ以上の存続細胞があると、その細胞は死亡状態に入ります（生命の存在が多すぎてリソースを競争するシーンを模倣しています）。
• 現在の細胞は死亡状態ですが、周囲に3つの生存細胞がある場合、この細胞は生存状態に移行します（細胞増殖のシミュレーション）

だから非常に簡単で、**2次元ペトリ皿で細胞の初期状態を与え、上記のルールに従って、細胞の状態は時間とともに進化し、さまざまな結果を生む。**あなたはさらに、コンウェイのライフゲームでコンピューターの効果をシミュレートすることさえできます。

例えば、培養皿中の各細胞の生死は、2進数の0/1に対応しており、細胞の初期状態を「入力パラメーター」と見なすことができます。各細胞の生死（0または1）は入力データを表し、その後、細胞の状態は初期モードに従って変化し始め、各ラウンドの状態変化は計算プロセスの一歩のようなものです。一定の時間が経過すると、得られた状態は「出力」と見なすことができます。

**適切な初期パターンを設定すると、コンウェイのライフゲームはいくつかの世代の進化を経て特定の結果を出力することができます。初期パターンは非常に多様であるため、その特性を利用して宝くじの抽選の効果をシミュレートすることができます。**制約条件を設定して、各プレイヤーがランダムに一連の初期パターンを選択し、100世代の進化を経て、結果がxxの特徴を満たす培養皿の所有者が報酬を受ける資格を得ることができます。これはBTCのマイニングのアイデアに非常に近いです:

「システムはまず、要件に合う結果の種類を制限し、参加者は与えられたアルゴリズムにランダムな初期値を入力して、要件に合う結果を得ようとします」。試行する初期入力パラメータが非常に多いため（ほぼ無限）、あなたは大きな努力を払わなければならず、幸運に当たることができるのです。これがプルーフオブワークの論理です：マイナーは報酬を得るために一定の作業量を費やさなければなりません。

CellulaとConwayのライフゲームの基本的な考え方を理解した後、彼の具体的な詳細設計を見てみましょう。Cellulaは、前述の「培養皿」を9*9=81のマスに分割し、各マスの細胞は生存/死亡の2つの状態（2進数の0と1に対応）を持っています。これにより、組み合わせに従って、培養皿の細胞の初期状態は2^81通りあり、この数字は1兆の2乗に等しい（基本的には天文学的な数字です）。

**その後、プレーヤーは培養皿の初期モード（入力パラメータ）を選択する必要があります。**BitLifeは培養皿の実体（実際には代替不可能なトークン）として機能し、81個のセルが含まれています。各セルには細胞が配置されています（生きている/死んでいるの2つの状態があり、空のセルは死んだ細胞と同等です）。そして、BitLifeでは、3×3＝9個の隣接するセルで1つのBitCellが構成され、各BitLifeは2〜9個のBitCellで構成されています（構築したBitLifeが9個のBitCellに満たない場合、一部の場所は空になり、デフォルトではすべて死んだ細胞です）。

組み合わせに基づいて、BitCell（3×3グリッド）には2^9の初期パターンがあります。プレーヤーは異なるパターンの複数のBitCellをランダムに選んで組み合わせ、BitLifeを作り上げる必要があります。簡単に言えば、自分の培養皿に任意の初期パターンを選ぶことです。そして、前述したように、異なる初期パターンは合計で2^81種類あり、桁外れの数値です。したがって、参加者には非常に大きな選択の余地があり、これはBTCのマイニングでSHA-256が使用されるシナリオに少し似ています。

BitLifeの細胞の状態は、ブロックの高さの増加に伴って変化します。Cellulaは、異なるブロックの高さに基づいてBitLifeの状態に応じてコンピューティングパワーを割り当てます。与えられたブロックの高さによって、より多くの生存細胞を含むBitLifeは、より高いコンピューティングパワーを持ちます。これは、仮想的なマイニングリグを作成することに相当します。

**ここで具体的な例を挙げてみましょう。Cellula参加者はオフチェーンでBitLifeの2^81の初期パターンを網羅し、各パターンの進化後の状態を予測し、報酬システムの要件を満たすかどうかを確認する必要があります。**例えば、現在のブロックの高さが800であり、システムの要件として、ブロックの高さが1000の時に、生存細胞数が最も多いBitLifeが最大の報酬を得るというものがあるとします。その場合、参加者の目標は明確になります:

ブロック高度800で、私は特定のビットライフのモードを取得したいです。このモードのビットライフはブロック高度1000で、他のビットライフよりも多くの生存細胞を持つことができます。

これは実際にCellulaの中核的なゲームプレイであり、あなたの目標は自分で最もマイニング報酬を得られるBitLifeを構築/他の人から購入することです。**このモードは実際には一般の個人投資家/上級個人投資家が自分でマイニングリグを開発し、そして自分で作成したマイニングリグを他の人に売ったり、他の人のマイニングリグを購入してマイニングすることを許可するものです。**もし自分でマイニングリグを作る場合、オフチェーンで異なるモードのBitLifeの状態の進化を自分で推測する必要があり、これには計算リソースが必要です。他の人のマイニングリグを購入する場合、実際には異なる初期モードのBitLifeを購入することになります。これらのBitLifeの将来の状態変化を自分で判断する必要がありますので、結局はオフチェーンで自分で計算する必要があります。これは実際にはCellulaのゲームデザイン全体の非常に興味深い部分です。

ゲームの核心メカニズムを理解した後、他の詳細を見てみましょう：実際、BitLifeのライブ細胞は初期の9 \ * 9グリッドの外にも溢れることができ、生きている細胞の数は9 \ * 9個よりもはるかに多くなることができ、境界制限はありません。図に示すように、あるBitLifeに含まれる活発な細胞の数が増え続けると、割り当てられるマイニングコンピューティングパワーも高くなりますが、BitLifeの初期モードが適切に選択されない場合、生きている細胞の数が減少し、コンピューティングパワーも低下します。

次に、システムは5分ごとに一定量のマイニング報酬(ゲーム内ではエネルギーポイントと呼ばれる)を配布し、ネットワーク内の各BitLifeのコンピューティングパワーのシェアに応じて分配されます。 **

Cellulaでのプレイヤーは、BitLifeを合成することで、新しいマイニングリグを「製造」するプロセスです。前述のように、BitLifeは代替不可能なトークンです。**BitLifeはオンチェーンでmintされた後、マイニングを開始するために「充電」する必要があります。**一度の充電は1日、3日、7日の有効期間があり、少額の手数料が必要で、期限が切れた後も続けて充電する必要があります。

ここでは、BitLifeに充電するようユーザーを奨励するために、Cellulaは「充電抽選」機能を設定しました。充電操作を行うたびに、選ばれている可能性があり、いくつかの追加の報酬を得ることができます（つまり、この報酬はマイニング報酬とは独立しています）。この設計については、後でAnalysoorアルゴリズムの部分で簡単に説明します。

Cellulaの公式ルールに従い、現在、3*3のBitcell（つまり81の小さなスクエア）を含むBitLifeミントは停止しています。プレイヤーたちは合計150万以上のこの種類のBitLifeをミントしました。将来、新しいユーザーは流通市場でBitLifeを購入し、充電マイニングを行うことができます。公式の説明によれば、限定ミントはゲームエコシステムを安定させ、科学者が無制限にBitLife代替トークンをミントすることによってマイニングリグの価値が低下するのを防ぐためです。

また、将来、Cellulaでは、ミンティングリグのような役割を持つものを導入する予定です。この役割は許可制であり、トークンをステークし、販売チャネルを公開し、一定のコミュニティの規模と影響力を持つなどの条件があります。これらの製造業者は、16x9=144の小さなマス目を含む4x4のBitCellをミントおよび販売する責任を負います。製造業者はミントするBitLifeの量には、ステークしたトークンの量によって制限を受けます。

ここでは、vPOWに関連する核心的な概念を一般的な言葉で説明しました。**vPOWの本質は、与えられたルールに基づく計算モデルであり、参加者は戦略を最適化することで競争に参加し、ゲーム化された方法で資産の発行と分配を行うことができます。CellulaはBTCマイニングマーケットの運営形式をシミュレートし、Proof of Workの計算タスク形式を置き換えています。**マイニングコンピューティングパワーの分配方法が動的に調整できるため、どのビットライフのモードも必ずしもグローバルに最適とは限りません。今日最も多くの生存セルを持つビットライフであっても、明日には他のビットライフに追い越される可能性があり、これにより複雑なエマージェント現象と動的な戦略が生じることがあります。

Analysoor Draw Algorithm & VRGDAs Index Pricing Curve (分析描画アルゴリズムと VRGDA インデックス価格曲線)**

前述の中で、私たちはConway’s Game of LifeとCellulaの核心的なメカニズムに焦点を当て、次にゲームに含まれるその他の設計について考察します。**先に述べたように、Cellulaには充電抽選イベントがあり、これにはAnalysoorというランダム数出力アルゴリズムが使用されています。**このアルゴリズムはブロックハッシュをランダム数生成器の入力パラメータとして使用し、各ブロックで充電に参加した者から勝者を選出するため、一種の抽選制度が導入されています。

例えば、Analysoorの設計では、現在BNB Chainのブロックハッシュは6mjv…という一長い文字列であり、4つの数字が含まれています：6、2、1、6。これらの数字の文字列内での順序に従って、最初の数字は6、最後の数字は6であり、偶数であるため、前から数えていきます。抽出された数字は0から数えられます。したがって、数字6に対応するトランザクションの順序は7であり、現在のブロックから7番目の充電プレイヤーを当選者として扱います。もちろん、具体的な設計はより柔軟である可能性があります。上記のランダムな抽選アルゴリズムは、プレイヤーがより多く充電し、ゲーム内生態系の活性化を促進することができます。

また、Cellulaの取引モデル全体には、1つの問題があります。あるプロがBitLifeの特定のパターンをMintした場合、使用されるBitCellの組み合わせが公開され、他の人も同じ組み合わせでBitLifeをMintできるようになります。最終的には多くの人が同じように行動し、ゲーム結果のランダム性に重大な影響を与える可能性があります。そのため、Cellulaでは可変速度進行オランダ式オークション（VRGDAs）が導入されており、これはParadigmによって開発された価格設定アルゴリズムであり、需要に応じて価格が動的に調整されます-予想を超える鋳造量の場合は価格が上がり、鋳造量が予想を下回る場合は価格が下がります。

假设初期の予想は、毎日10個のAクラスNFTをミントし、初期価格は1CKBです。本来5日目には、予定通りに50個のAクラスNFTがミントされる予定でしたが、多くの人が追随したため、ミント量は70個に達し、これは元の計画である7日目に達成されることに相当します。速度制限のために、指数価格曲線を使用してミント価格を急速に引き上げ、1個当たりの価格を4CKBに上昇させてミント行動を抑制する必要があります。

15日目にして、予定されていた150のミントのうち120しかミントされず、期待された販売量に達しなかった場合、その時点で価格が下がり、ミント量が刺激されます。

上記のシナリオでは、ある種のBitLifeが短期間で大量にミンティングされると、その非代替トークンのミント価格は指数的に上昇し、この激しい価格ポンプは科学者を効果的に防ぐことができます。

要約：プレーヤーのゲームの視点からCellulaを見る

Cellulaのすべてのコアデザインについて話した後、この驚くべきゲームメカニズムをプレイヤーのゲーム視点から見てみましょう。まず、vPOWには多数の参加者がおり、各参加者の戦略は異なります。一次発行市場を例に取ると、"科学者"はコードを書き、さまざまなBitCellを組み合わせてより高いコンピューティングパワーを持つBitLifeを見つけ、より高いマイニング収益を得ることができます。同時に、いくつかのMEVプレーヤーも存在し、彼らはオンチェーンのミントイベントを監視し、あるNBの科学者があるタイプのBitLifeをミントしたことに気づいた場合、彼らも大量のミントに追いつくことがあります。

しかし、VRGDAs指数型の定価アルゴリズムの存在により、単一タイプのBitLifeのマイニングリグの価格は指数的に上昇することがあり、これにより科学者（反魔女）を効果的に防ぐことができます。もちろん、BitLife/マイニングリグの価格も定価されます。特定のタイプのマイニングリグのコンピューティングパワーが高い場合、そのマイニングリグのミント/生産価格も高くなります。後に流通市場での価格は生産価格を参考にして決まり、それがサプライチェーン全体に伝播します。

BTCのマイニングリグの発行過程に類似して、科学者はある種のBitLifeのコンピューティングパワーが高いことを発見しました。これはまるでマイニングリグ会社が新しいチップを開発したようなもので、MEVプレイヤーがミントするのはまるで一次販売業者がマイニングリグの価格設定を完了したかのようであり、その後の流通市場取引は個人投資家が販売業者から機器を購入するのに似ています。

現実世界のマイニングリグ開発に比べて、科学者たちは新しいBitLifeの速度がはるかに速くなることを発見しました。そして、誰でもBitLifeの状態推論に参加できるため、マイニングリグの開発権限がドロップされ、大多数の人々が「科学者になるチャンスがある」という意味で、現実のマイニングリグ生産チェーンで不可能なことです。

そして、プロジェクト自体にとって、POWスタイルの資産分配スキームを採用することはその権限を弱めることになります。そのため、科学者であろうと、プロジェクトチームであろうと、通常のプレイヤーであろうと、市場を単独で支配することはできません。マイニングリグミントプロセスや発行プロセスでは、この3つの要素が関与し、どの方も市場を完全に独占することはできないため、一種の動的なバランスが形成されます。

全体的に言えば、BTCマイニングリグ産業チェーンと比較して、Cellulaの提案はより興味深い社会実験です。