基于區塊鏈技術的電子競技平臺去中心化研究*

吳少俊

(浙江長征職業技術學院，浙江 杭州 310023)

0 引言

電子競技(以下簡稱電競)作為“互聯網+”產業的一部分，與“體育”融合的新形態不僅包含現代體育的文化特性，而且弘揚和發展了傳統體育文化[1]。參與者們通過電子設備進行智力、反應、思維等方面的對抗，在新興技術和商業模式的催生下產生了“電競熱”，相關的競技平臺層出不窮。但傳統的電競平臺目前面臨最主要的問題就是“中心化”，它將導致安全、公平和信任的缺失[2]。例如利用電競平臺對中央系統的過于依賴，篡改中心系統(包括有賬戶余額的數據庫)，盜取其他玩家的金幣和裝備；電競選手收入分配的模式、電競比賽的運作、選手交易過程等存在諸多不透明的情況；游戲過程中存在的糾紛，得不到及時公正的處置等[3]。

區塊鏈是一種根據時間將區塊關聯起來的數據結構，各個區塊分布式存儲，通過共識機制而不是中心機構來維持系統運行。它的本質是一個“去中心化”的數據庫，主要解決交易的信任和安全問題。由于每一個區塊都是可以被添加到公鏈上的永久交易記錄，任何一方都不可能偽造或清除，因此區塊鏈就成了各方可以證實并完成交易的永久信息來源，保障交易透明和不可篡改。馬昂等[4]認為區塊鏈技術作為底層技術框架將帶來金融、經濟、科技等諸多方面的變革。韓璇等[5]認為將電競與區塊鏈技術相結合，可營造一種全新的電競生態，用區塊鏈技術重新定義電子競技咨詢內容的價值生態，增強電競從業者自身的價值創造能力。金武[6]認為區塊鏈技術可以保證信息的透明度，保障對公共信息掌握的及時性，且其信息登記不可隨意改動的特點能夠確保管理制度的有效實施。楊越[7]認為電競行業需要區塊鏈技術的協助，通過區塊鏈技術的加入，讓電競選手可以更直接地完成自身價值的轉換。

綜上所述，目前對于區塊鏈的研究正處于起步階段，大部分文獻集中在基于區塊鏈的技術研究上，偶爾有與電競相結合的文獻也只是提出了兩者結合的思路，沒有具體的實現方法。本研究利用區塊鏈去中性化的特征，結合智能合約、分布式賬本、共識機制等關鍵技術，實現游戲機制、選手分配機制和糾紛仲裁的公平透明化，解決傳統電競平臺信任問題，有利于電競平臺有序健康發展。

1 去中心化的智能合約

1.1 智能合約的原理

基于區塊鏈的智能合約以代碼和數據的形式來表示現實事務的生成、存儲和自動處理，代碼被部署在分布式的區塊中，能嚴格依照前期協商規則來執行操作[8]。事務主要包含需要發送的數據；而事件則是對這些數據的描述信息[9]。智能合約的來源和輸出都是一組事務和事件，通過定期檢測事務狀態來觸發參與者之間的數字化承諾。

1.2 智能合約的構建與執行

基于區塊鏈的智能合約的構建與執行主要分為以下幾個步驟：各方用戶參與定制智能合約；合約通過對等網絡通知各個節點并上傳至區塊鏈；檢測預設條件，對事務狀態更改達成節點共識，并執行合約內容。

(1)合約定制

首先，參與者進入平臺進行注冊獲取數字身份和代幣賬戶[10]，并生成和返回一對公鑰和私鑰。其中公鑰衍生出地址，地址標識出賬戶，私鑰則保障賬戶安全。其次，兩個及以上參與者相互協商擬定一份協議，協議包括各方之間的職責關系和利益分配，參與者分別用各自私鑰進行簽名，以確保合約的有效性[11-12]。最后，將生效后的智能合約代碼化，并提交至區塊鏈以待擴散和驗證[13]。

(2)合約在區塊鏈中的擴散和驗證

首先，區塊鏈中各個節點基于對等網絡獲取并存儲該合約的一份副本，在下一輪共識開啟時，進行驗證共識。其次，當開啟共識時，驗證節點將此合約以及近期接收的其他合約打包，計算該合約集合的哈希值，并組裝成區塊結構后傳播至整個網絡，其他驗證節點接收后與自身保存的合同集進行比較，同時向其他驗證節點發送一組自我認可的合同。通過這種多輪的發送和比較，所有或多數節點將達成共識[14]。最后，共識合約以區塊的形式傳播到整個網絡，區塊中包含哈希值、達成共識的各項參數等信息，經過驗證的合約將成為區塊鏈中的新區塊[15]。

(3)合約自動執行

智能合約定期檢測事務狀態和事件的觸發條件，當有條件滿足時，將此事務加入到待共識的序列中。需驗證共識的事務擴散至驗證節點，節點首先通過驗證私鑰簽名和公鑰賬戶是否一致來確定事務的真實性，然后與合約驗證一樣等待多數節點達成共識，如成功則自動執行約定操作并告知參與者，事務狀態標識完成并移出區塊鏈；如未達成共識則等待下輪共識，如多輪后仍未達成將引入仲裁系統進行評判[16-17]。

1.3 為交易活動設計智能合約

由選手、主播、玩家、投資商等雙方或多方定義合約，包括起始條件、執行期間、結算日、結算和利益分配方式等。合約各方確認后將通過哈希算法形成區塊鏈中的新區塊，使得此合約具有不可篡改的特性。當觸發預設條件時將自動匹配分配方式，保證各方公平公正的利益。智能合約工作原理如圖1所示。

圖1 智能合約工作原理

1.4 根據智能合約組織各類競賽

根據智能合約的去中心化、不可篡改特點和自動執行機制，將其引入到電競平臺中，利用智能合約來組織游戲競賽，可以有效解決拖欠獎金、隨意更改比賽條件、選手維權困難等問題，確保參賽者的誠實性和賽事的公平性。

賽事組織首先由選手、投資商、廣告商通過平臺給定的選項來設定競賽標準，如游戲參數、競賽賽制、參與者的數量和權限、根據規定的時間表分配獎金等，平臺根據標準生成包含游戲條件和哈希條件的智能合約；其次平臺將智能合約的地址發送給被邀請或同意參加比賽的參賽者，如果參賽者同意比賽條件，則將入場費總額以代幣形式匯入智能合約賬戶；最后在開始比賽期間，平臺通過游戲服務或游戲API全程記錄比賽的各項參數和結果，并將結果發送給智能合約，智能合約根據預設條件自動將獎金總額計入獲勝者賬戶。賽事組織過程如圖2所示。

圖2 使用智能合約組織競賽

2 去中心化的共識機制

區塊鏈技術中的共識機制是全鏈對于交易達成一致性的一種算法[18]。共識機制是去中心化的重點，因為只要鏈中各節點之間建立起協議信任下的軟件系統，即可脫離中心機構[19]。目前主流的共識機制不適合在電競領域應用，本文提出一種貢獻證明機制(Proof of Contribution，PoC)，本機制主要用以計算電競選手、游戲主播和普通玩家的貢獻值，完成他們各自在平臺中自我價值轉換，成為內容貢獻者和消費者的同時獲得獎勵。

2.1 傳統的共識機制

(1)工作量證明機制(Proof of Work，PoW)

當下流行的比特幣就是基于工作量證明的共識機制的典型事例，最初由SataoshiNakamoto[20-21]創建。參與者必須相互競爭并使用先進的資源來解決問題，已完成工作并擁有“證據”的參與者有權將新交易添加到公共賬簿(區塊鏈)并獲得獎勵，即工作量越大，獎勵就越大。

此機制優點是節點可以自由進出，但通過集中資源獲取記錄權益，將導致PoW算力的中心化，即掌握資源越多就越容易獲得公示信息的權利，對于真正的去中心化構成威脅。共識的達成需要全網節點參與，且有可能需要多輪共識，因此周期較長，性能效率相對較低。

(2)權益證明機制(Proof of Stake，PoS)

PoS以參與者當前擁有的權益數量和持有時間為基礎，權值越高獲得新區塊的概率就越高，即持有越多，獲得越多。

相較于工作量證明，該機制提高了數千倍區塊的生產效率，降低了區塊生產成本。但權益證明實際就是將PoW中的算力變成權益，權益余額越多的人獲得公示信息的概率越高，公示人會得到一定的權益作為獎勵，如此持有權益多的人會越來越多，少的人越來越少，權益向頂層集中，不利于去中心化。

(3)授權股權證明機制(Delegated Proof of Stake，DPoS)

DPoS和PoS相類似，DPoS是在PoS的基礎上，根據持有權益的數量選擇出若干的驗證節點來減少參與共識達成的節點數量，這些節點可以有權獲得新區塊。

授權股權證明主要解決前兩種機制的缺點，能將共識時間減低到極致，但是提高效率是以減少驗證節點為代價，弱化了去中心化的目的，可能發生少數人代表全體的情況。

2.2 貢獻證明機制(Proof of Contribution,PoC)

相對PoW是工作量證明，PoS是權益證明，DPoS是委托權權益證明，目前PoC并沒有一個統一的說法，有的區塊鏈項目認為PoC應該是Proof of Capacity的縮寫，即容量證明；有的認為PoC是Proof of Credit，也就是信用證明。在電競項目中，筆者認為PoC是Proof of Contribution，為貢獻證明。通過一套公開透明的貢獻證明規則，運用區塊鏈技術記錄所有參與者的貢獻，經精準哈希計算后，給予所有參與者獎勵。

電競平臺中貢獻證明對于競賽選手而言，主要是選手等級、現場的競技狀態和相關數據；對于主播而言則是直播的參數，如時間、實時觀看人數和直播的效果等；對于普通玩家是游戲的表現、水平和持續時間等；對于粉絲則是對內容的策展和增值，如投票、打賞、禮物等。以上的每一項貢獻均進行精確計算，作為獎勵分配的重要依據。其中競賽選手和知名主播是平臺吸引流量的主要來源，需適當傾斜；普通玩家雖然貢獻度不如前兩者，但由于數量較大，且他們的貢獻將隨著時間的推移而不斷增加，直至與前兩者的貢獻度保持平衡，從而使整個平臺能夠達到公平和平衡的狀態，以激勵驅動的方式使得更多人加入該平臺以貢獻他們的力量。

PoC機制完全繞過比賽組織者、游戲公司、俱樂部等的中心化組織，直接衡量平臺參與者自身的貢獻價值，并重新定義他們特別是競賽選手的收入分配機制。它是一種用于解決其他區塊鏈共識機制的資源或權益集中或濫用的算法。

3 去中心化的仲裁系統

前期的智能合約為各方提供了一種有效的方式來達成協議，但當協議結果發生爭議時，卻沒有提供解決方案或公平仲裁的機制。本平臺采用博弈論原則，將其建立在區塊鏈之上，并融入到智能合約中，使其成為“智能仲裁協議”。

與傳統的中心化平臺仲裁機構不同，本文去中心化的仲裁系統依靠平臺上的隨機用戶來解決糾紛。博弈論表明，使用經濟激勵將有效引導用戶提供公平公正的仲裁決策，形成一個去中心化的仲裁組，糾紛各方能在較短時間內零成本獲得解決方案和仲裁結果。

3.1 仲裁系統引入“陪審團”機制

在去中心化的仲裁系統中引入“陪審團”概念。“陪審團”由仲裁系統在節點中隨機抽取，區塊鏈的匿名性決定了“陪審團”不會有主觀傾向，只能看到爭議本身，根據事件的原始信息，通過討論和提問做出判斷后投票，解決玩家與玩家之間的糾紛。這是傳統的中心化平臺很難做到的，因為平臺的后臺管理員有權限挑選“陪審團”或者泄露相關信息。

3.2 仲裁原理

仲裁系統從廣義上說有兩類參與者：簽訂智能合約的交易雙方和持有平臺代幣的仲裁陪審團。交易各方將合約進行哈希處理，按約定協議以代幣的形式存入合約，最后上傳平臺以供合約結束時的仲裁驗證。在出現爭議時，各方均可提出一個解決方案，并質押一定的代幣；擁有投票權的隨機陪審員通過平臺獲悉事件發展過程中各個階段的相應數據，投票支持其中的一個方案，平臺將根據投票數量做出仲裁，智能合約依據仲裁方案執行支付條款。投票數較少的陪審員均需付出一定的代幣來獎勵其他多數正確的陪審員，以此激勵陪審員公平地仲裁，維護仲裁系統的公正性。其原理圖如圖3所示。

圖3 陪審員機制下的仲裁原理圖

3.3 實施案例

粉絲A希望主播B替他代練，使其在某游戲中的段位提升三個等級。他們在平臺上通過選項約定了詳細的協議內容(如截止期限、支付報酬、完成目標等)，對協議進行哈希計算，且粉絲A在合約中存入200代幣。在約定時間截止時，如果主播B只提升了一個等級，那么粉絲A提出由于主播B未能在約定時間內完成任務，只愿意支付80代幣，但主播B希望獲得100代幣，由于雙方對于此爭議無法達成一致，粉絲A申請仲裁，并質押5個代幣，與此同時，爭議的另一方也將其解決方案上傳。平臺通過隨機算法選擇陪審員來對方案投票，如粉絲A得票最多，智能合約將退還他120代幣和質押的5個代幣，并支付主播80代幣；反之，則將支付主播100代幣，退還粉絲A 100代幣，并沒收質押的5個代幣。陪審團中投票不正確的向正確的一方支付代幣。

4 結論

傳統的電競平臺目前面臨最主要的問題就是“中心化”，它將導致安全、公平和信任的缺失。利用智能合約構建平臺參與者之間的各類交易和組織比賽，通過驗證節點之間達成共識來擺脫中心化機構對于交易、資金和比賽的監管，賽事安排、獎勵支付、交易協議將更加透明、公平、公正和不可篡改，保障各方都能得到應有的權益。借助區塊鏈基于貢獻度證明的共識機制來權衡電競選手、游戲主播和玩家的權益分配，對選手的價值根據貢獻度量化評估，使得優秀的選手通過自己的優秀表現而得到對等的利益分配，不再受制于中心化賽事平臺和地區化市場的限制。對爭議仲裁系統引入“陪審團”機制，將選擇陪審員隨機性架構到智能合約和區塊鏈的上面，通過提供基于博弈論的直接經濟激勵制度，維護投票的公正性。利用區塊鏈去中心化的特征，結合智能合約、分布式賬本、共識機制等關鍵技術，實現公平透明化，解決傳統電競平臺信任問題，有利于電競平臺有序健康發展。