Wie das Akteurmodell bessere Blockchain-Gaming-Apps ermöglichen könnte

Wie das Akteurmodell bessere Blockchain-Gaming-Apps ermöglichen könnte

Zeitstempel: 3. Oktober 2023, 10:01 Uhr
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Dezentrale Anwendungen (DApps), einschließlich Apps für Spiele, haben aufgrund ihrer Transparenz, Sicherheit und Eigentumsrechte an Benutzerressourcen an Bedeutung gewonnen. Die Bereitstellung hochwertiger AAA-Gaming-Erlebnisse über DApps birgt jedoch Herausforderungen.

Bestehende 2D-Gaming-DApps arbeiten in Blockchain-Netzwerken und nutzen Smart Contracts für die Vermögensverwaltung. Obwohl sie wegen ihrer einfachen Mechanik und Ressourceneffizienz beliebt sind, werden ihre Grenzen deutlich, wenn die Komplexität des Spielerlebnisses zunimmt.

Skalierbarkeit ist ein Haupthindernis für traditionelle Blockchains wie Ethereum und wirkt sich aufgrund von Einschränkungen beim Transaktionsdurchsatz und der Latenz auf interaktive Echtzeitspiele aus.

Auch die Leistung ist ein Problem. AAA-Spiele erfordern Hochleistungsrechnen und hervorragende Grafikwiedergabe. Allerdings haben bestehende DApps Schwierigkeiten, diese Anforderungen zu erfüllen, was zu unterdurchschnittlichen visuellen Erlebnissen führt.

Darüber hinaus ist die Entwicklung von AAA-Gaming-DApps aufgrund ressourcenintensiver Aufgaben und Blockchain-Ausführungsgebühren kostspielig. Das Ausbalancieren immersiver Erlebnisse mit benutzerfreundlichen Kosten erschwert die Verwendung traditioneller DApp-Frameworks für AAA-Spiele.

Was ist das Schauspielermodell?

Das „Akteursmodell“ ist ein Kommunikationsmodell, das paralleles Rechnen und asynchrones Messaging innerhalb eines Blockchain-Protokolls ermöglicht und es Entwicklern ermöglicht, komplexe DApps mit weniger Schwierigkeiten zu erstellen.

Das Akteurmodell wird im Gear-Protokoll verwendet und die Entwicklung wurde von Nikolay Volf, dem Gründer des Gear-Protokolls und Vara und einem der wichtigsten Entwickler von Polkadot und dem Substrate-Framework, geleitet.

Innerhalb des Modells gibt es Akteure – Programme oder Benutzer, die Nachrichten an andere Programme im Protokoll senden. Jeder Akteur verfügt über ein Postfach und einen privaten Status, der nicht direkt von einem anderen Akteur geändert werden kann, sondern den Status nur ändern kann, indem er eine Nachricht von einem anderen Akteur erhält.

Nachrichten zwischen Akteuren werden aus den Postfächern entnommen und zyklisch verarbeitet. Sobald ein Akteur eine Nachricht empfangen und verarbeitet hat, kann er entweder eine Nachricht an einen anderen Akteur senden, einen Akteur erstellen oder seinen Status ändern.

Welchen Nutzen hat dies für die DApp-Entwicklung?

Die asynchrone Nachrichtenverarbeitung in der Blockchain-Programmierung bietet mehrere wesentliche Vorteile, die zur Gesamteffizienz, Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit von DApps beitragen.

Erstens ermöglicht die asynchrone Nachrichtenverarbeitung eine nicht blockierende Verarbeitung von Transaktionen und Smart Contracts.

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Im Gegensatz zur synchronen Verarbeitung, bei der jede Transaktion nacheinander ausgeführt werden muss, ermöglicht die asynchrone Nachrichtenübermittlung die gleichzeitige Ausführung mehrerer Aufgaben.

Diese parallele Verarbeitungsfähigkeit steigert die Leistung des Blockchain-Netzwerks, da es eine größere Anzahl von Transaktionen und Berechnungen gleichzeitig verarbeiten kann, was zu kürzeren Transaktionsverarbeitungszeiten und einem verbesserten Gesamtdurchsatz führt.

Jack Platts, Mitbegründer von Hypersphere – einem Krypto-Risikokapitalfonds, der in Gaming-Projekte investiert hat – sagte gegenüber Cointelegraph: „In traditionellen synchronen Systemen müssen oft mehrere Aufgaben aufeinander warten, was zu einer Verlangsamung bei der Verarbeitung großer Mengen führt.“ Transaktionen.“

Platts fuhr fort: „Im Kontext von Blockchain-Netzwerken wird diese parallele Verarbeitungsfähigkeit für die Aufrechterhaltung eines hohen Transaktionsdurchsatzes von entscheidender Bedeutung.“ Wenn mehr Transaktionen von Benutzern initiiert werden, kann das System diese gleichzeitig verarbeiten, was schnellere Bestätigungszeiten und eine insgesamt verbesserte Netzwerkleistung gewährleistet. Dies ist besonders wichtig für Blockchain-Gaming, wo Echtzeitinteraktionen und schnelle Verarbeitung für ein reibungsloses und unterhaltsames Spielerlebnis unerlässlich sind.“

Einige Blockchain-Spiele, wie zum Beispiel Ember Sword, haben die Parallelverarbeitung bereits in ihre Entwicklungsprozesse integriert. Mark Laursen, Mitbegründer und CEO des Spieleentwicklungsunternehmens Bright Star Studios, sagte gegenüber Cointelegraph: „Bei der Entwicklung von Ember Sword verwenden wir Parallelverarbeitung unter Verwendung unserer ECS-Lösung [Entity Component System]. Typischerweise besteht die Notwendigkeit, Multithreading manuell zu integrieren und komplizierte Entscheidungen auf Systembasis zu treffen.“

Laursen fuhr fort: „In unserem Szenario sind jedoch die Anforderungen für Lese-, Schreib- und Reihenfolgeabhängigkeiten festgelegt, sodass unsere Engine die effizienteste Methode zur Planung und Parallelisierung dieser Systeme erkennen kann.“

Nehmen wir an, ein Spieler eines Blockchain-Spiels möchte einen Gegenstand im Spiel in Form eines nicht fungiblen Tokens übertragen, beispielsweise ein legendäres Schwert aus seiner Truhe (Geldbörse zur Langzeitaufbewahrung) in sein Inventar (Geldbörse für Spiele) übertragen.

Der Transfervorgang kann sofort und mit geringen oder nahezu keinen Gebühren erfolgen, genauso wie ein Spieler in einem traditionellen Spiel einfach ein Schwert aus seinem Inventar anklicken und ziehen und es zu einem Händler oder einer Truhe verschieben kann.

Darüber hinaus können Blockchain-Entwickler mit asynchronem Messaging DApps entwerfen, die widerstandsfähiger gegenüber Schwankungen der Netzwerkbedingungen und vorübergehenden Ausfällen sind.

Pavel Salas, Chief Growth Officer der Gear Foundation – der Organisation hinter dem Gear-Protokoll – sagte gegenüber Cointelegraph: „Das Akteurmodell erhöht tatsächlich die Zuverlässigkeit von Anwendungen, die auf der Blockchain laufen“, und fügte hinzu:

„Da Akteure Nachrichten unabhängig voneinander verarbeiten, wirken sich Fehler oder Probleme mit einem Akteur nicht auf andere aus, was kaskadierende Fehler verhindert und die allgemeine Robustheit des Systems verbessert.“ Und selbst wenn es zu Störungen oder Netzwerkproblemen kommt, ermöglicht das Akteurmodell eine schnelle Wiederherstellung des Systems und einen reibungslosen Betrieb.“

Dies kann für Blockchain-Gaming-DApps von Vorteil sein, wenn es zu einem Netzwerkausfall kommt, sodass das Spiel trotz etwaiger Probleme in der Blockchain weiterlaufen kann.

Darüber hinaus verbessert die asynchrone Nachrichtenverarbeitung die Skalierbarkeit von Blockchain-Netzwerken. Herkömmliche synchrone Ansätze können zu Engpässen und Leistungseinbußen führen, wenn die Anzahl der Benutzer und Transaktionen steigt.

Im Gegensatz dazu ermöglicht asynchrones Messaging die Verteilung von Aufgaben auf mehrere Knoten, wodurch das System effizienter skaliert und höhere Transaktionsvolumina ohne Leistungseinbußen bewältigen kann.

Salas sagte: „Wenn die Benutzerbasis und die Aktivität innerhalb der DApp wachsen, kann das System den erhöhten Nachrichtenverkehr problemlos bewältigen, ohne dass es zu Engpässen oder Verlangsamungen kommt. Selbst wenn eine einzelne Anwendung wächst, verwaltet sie die Nachrichten weiterhin nacheinander.“

Diese Skalierbarkeit ist von entscheidender Bedeutung, da Blockchain-Netzwerke darauf abzielen, eine wachsende Benutzerbasis zu unterstützen und verschiedene Anwendungsfälle abzudecken.

Salas erklärte weiter, wie der Prozess funktioniert: „Durch das Akteurmodell fungieren einzelne Akteurprogramme als Shards und stellen sicher, dass das System bei zunehmender Anzahl von Programmen konstruktionsbedingt gemeinsam genutzt werden kann.“ […] Vara verarbeitet alle Transaktionen ohne Sharding über Knotenbündel hinweg; Jeder Knoten kümmert sich um alles. Innerhalb von Vara arbeitet jedoch jedes Programm unabhängig, enthält seinen eigenen Status und verarbeitet und sendet Nachrichten gemäß seiner spezifischen Logik.“

„Bei Blockchain-Spielen, bei denen Echtzeitinteraktionen und schnelle Verarbeitung von entscheidender Bedeutung sind, gewährleistet die Sharding-Fähigkeit des Akteurmodells eine schnelle Verarbeitung spielbezogener Aktionen und Ereignisse und unterstützt so ein nahtloses Spielerlebnis.“

„Wenn die Anzahl der Akteurprogramme zunimmt, teilt und verteilt das System die Arbeitslast, um der wachsenden Benutzerbasis effektiv gerecht zu werden und ein reaktionsfähiges und effizientes Netzwerk aufrechtzuerhalten.“

Ein weiterer Vorteil der asynchronen Nachrichtenverarbeitung ist die Unterstützung ereignisgesteuerter Architekturen in DApps. Anstatt ständig nach Updates zu fragen, können DApps bestimmte Ereignisse oder Nachrichten abonnieren und so schnell und effizient auf Änderungen in der Blockchain reagieren.

Dieses ereignisgesteuerte Modell reduziert unnötigen Rechenaufwand und schont Netzwerkressourcen, was zu effizienteren und reaktionsschnelleren Anwendungen führt.

Darüber hinaus kann die Implementierung von Aktor-Messaging-Funktionen das gesamte Benutzererlebnis erheblich verbessern, indem längere Wartezeiten für die Transaktionsvalidierung verkürzt werden. Durch die Einführung der asynchronen Verarbeitung kann der Akteur eine Nachrichtenbestätigung seiner Transaktion zusammen mit einer ausstehenden Transaktions-ID erhalten.

Anschließend können alle Rechenaufgaben oder externen Datenabhängigkeiten von demselben oder einem anderen Akteur in einem nachfolgenden Block verwaltet werden, wodurch eine effiziente Verarbeitung gewährleistet wird, ohne die Reaktionsfähigkeit des Blockchain-Netzwerks zu beeinträchtigen.

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Dieses Echtzeit-Feedback ist besonders wichtig für Anwendungen, die schnelle Bestätigungen erfordern.

Da das Blockchain-Ökosystem weiter wächst und sich diversifiziert, wird die Nutzung der asynchronen Nachrichtenverarbeitung für die Erstellung leistungsstarker Gaming-DApps im AAA-Stil unerlässlich, die den Anforderungen einer wachsenden Benutzerbasis gerecht werden und verschiedene Anwendungsfälle in verschiedenen Branchen abdecken können.

Durch die Übernahme dieser Methodik haben Entwickler die Möglichkeit, die Grenzen des dezentralen Gamings zu erweitern und möglicherweise die gesamten Möglichkeiten der Blockchain-Technologie im Gaming-Sektor auszuschöpfen.

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