关于区块链技术在游戏道具设计的应用(三)

关于区块链技术在游戏道具设计的应用(三) 关于区块链技术在游戏道具设计的应用

2.3 ERC20 通证标准和ERC721 通证标准

ERC 是 Ethereum Request for Comment 的缩写，即以太坊征求意见，是在编写以太坊智能合约时的，非强制要求的规范，但是遵循这个标准所创建的通证，可以与众多交易所、钱包、Dapp等进行交互。

ERC-20最初作为一种尝试，旨在为以太坊（Ethereum）上的token合约提供一个特征与接口的共同标准。ERC-20有很多好处，不仅兼容很多的token，还包括允许钱包显示数以百计不同token的账户余额；创建一个交易工具，只需提供token合约的地址就可以将更多token列入表中。

ERC20 [3]是指以太坊第20号通证标准，由这一标准制定的智能合约所生产的数字资产，具有互换性、和同质性。ERC20 是各个代币的标准接口。ERC20 代币仅仅是以太坊代币的子集，为了充分兼容 ERC20，开发者需要将一组特定的函数（接口）集成到他们的智能合约中，以便在高层面能够执行这些操作：获得代币总供应量、获得账户余额、转让代币、批准花费代币。ERC20 让以太坊区块链上的其他智能合约和去中心化应用之间无缝交互。一些具有部分但非所有ERC20标准功能的代币被认为是部分ERC20兼容，这还要视其具体缺失的功能而定，但总体是它们仍然很容易与外部交互。

但ERC20也有其缺点，ERC20令牌无法将令牌发送给一个与这些令牌不兼容的契约，正因为这样，使部分资金存在丢失的风险。曾出现过由于被发送到“错误”的合同上，大约价值40万美元的ERC20令牌被困。

ERC721[4]，以太坊第721号通证标准，由这一标准制定的智能合约所生产的数字资产，具有不可替代性，每一个ERC721资产都是独一无二的。ERC721标准是由游戏CryptoKitties于2017年底推出的，在这个游戏中，玩家收集虚拟小猫，每只小猫都代表一个ERC721资产。与ERC20相比，ERC721的所有权被简化了，用户完全拥有资产，或者完全不拥有资产。例如，在Cryptokitties中拥有“半只小猫”是不可能的。这就是为什么我们说ERC721代币标准是不可替代资产的。由这一通证产生的令牌被称为，Non-fungible token (NFT) 无差别令牌。RC-721是非同质化代币，也就意味着每个Token都是不一样的，都有自己的唯一性和独特价值，当然这也就意味着它们是不可分割的，也同时具有了可追踪性。

ERC721代表了对资产的所有权，为物品或记录的代币化提供了可能，开劈了一个巨大的市场，比如现实世界的房屋（房屋是不可移动，占据特定空间的资产，具有唯一性）和独一无二的艺术品；虚拟世界中的收藏物品，如以太坊上的各种收藏游戏中各种独一无二的收藏品；金融交易中的借贷交易记录。

本文提出的游戏道具系统将利用ERC721通证标准定制的接口作为道具的合约代码标准。

第三章  区块链游戏道具系统的制作与分析

3.1 实验环境

客户端实验环境：游戏客户端为Unity开发引擎，客户端开发语言使用c#，使用Nethereum为.Net区块链集成库。

测试区块链使用本地Ganache2.3.2搭建的私有以太坊区块链，智能合约使用Solidity编写，使用Remix IDE为区块链集成开发环境。

3.2 游戏道具智能合约编写与部署

首先搭建Ganache私有以太坊测试链，并将Remix连接至本地测试地址Http://127.0.0.1:7545，如图1所示。Ganache已经分配了10个测试账号，每个账号带有100ETH以太币，故玩家在进行交易时无需再支付费用。

图1.   搭建测试链并连接Remix

根据ERC721通证标准，编写道具合约GameItem.sol 部署至Ganache私有以太坊测试链，如图2所示，并获取合约地址，以及生成的ABI和Bytecode。

ABI是Application Binary Interface 的缩写，既应用程序二进制接口，它是用来和区块链智能合约交互的重要组成部分，ABI是一个.Json文件，如图2所示，记录了该智能合约中的上下文，所用到的方法，事件名等。既方便了我们快速的阅读合约，又告诉了我们合约中的方法类型，应该怎样去调用，是否需要支付额外的费用等。

图2. 实例合约的ABI

这里的ByteCode是指创建合约时生成的字节码，既合约创建字节码，与运行时字节码(Runtime ByteCode)不同的是，合约创建字节码用于生成运行字节码，并包括了合约的构造函数逻辑和构造函数参数。合约创建字节码等效于创建合同的交易输入数据。该字节码也运用于在区块链中检索该合约。

图3.  部署道具合约

在测试链中，通过Remix发送MintItem函数的交易，把道具属性作为参数一起发送给该合约，由交易的日志中包含了发送交易的地址，发送到合约的地址，花费了多少交易费用，交易发送的16进制数据，和该数据解码后的json数据格式，该Json中显示键分别为“uint256_ItemIndex”, “uint256_Level”, “int256_Power”，值分别为“0x00”,“0x02”,“0x05”，既发送道具编号0，等级2，能量5，到测试链中，如图4所示。

图4. 通过合约生产道具

3.3 游戏客户端道具系统搭建

通过Unity游戏引擎制作两款游戏的客户端界面，如图5所示。

图5.  客户端界面

第一款“CryptoSkeleton”是一款多人横版角色扮演游戏，第二款“CryptoMini”是一款上下摄像机多人角色扮演游戏，”CryptoSkeleton“和“CryptoMini”在摄像机角度设计不一样，游戏地图设计不一样，但是道具系统使用相同的属性和机制。

3.4 客户端与智能合约交互

Nethereum与以太坊的交互包括：部署合约，Call，Transaction，查询事件。

部署合约，通过Nethereum提供的代码生成器，编译合约获得的Bytecode生成.Net类。使用该.Net类发送合约到区块链。

Call是指，不需要花费Gas交易费用的，查询区块链数据的操作。

Transaction是指，需要花费Gas交易费用的，写入或者改变区块链数据的操作。

查询事件，是用来查询以太坊虚拟机（EVM）日志功能中提供的一组方便的接口。

在该例中，首先使用之前生成的ABI和Bytecode通过Nethereum提供的playground.nethereum工具编译生成c#接口，再将接口的C#代码分别导入到两个客户端项目，使用私钥对查询交易签名，通过发送Call到道具合约地址查询交易，成功在两款游戏客户端获取区块链中GameItem合约的道具数据，如图6所示，从控制台打印出道具编号0，等级2，能量5。

图6.  通过客户端获取道具合约数据

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