重点摘要

· 游戏中的随机数通常分为两类：输入型和输出型。

· 区块链游戏采用随机数机制发放经济奖励，有潜力推动游戏产业增长至万亿级规模。

· 区块链游戏奖励是不可篡改的稀缺性资产，这些资产可以在二级市场上交易，可能将很快实现跨游戏应用。

· 现有的随机数解决方案存在诸多问题，无法为其创造的价值提供安全保障。

· Chainlink VRF旨在为区块链游戏生成随机数，用户可独立验证其真实性。

背景介绍

随机数无处不在，以至于我们经常会忽略了它的存在，但实际上随机数是游戏中一个至关重要的元素，它能极大提升玩家在游戏中的愉悦感和沉浸感。总的来说，随机数可以应用在输入和输出两个维度上，对开发者来说，随机数既可以作为条件约束玩家行为（输入型随机数），也可以用来操控玩家行为所产生的结果（输出型随机数）。开发者兼理论工作者Jesse Schell表示，将这些不同类型的随机数与结构化的游戏元素有机结合，可以为游戏玩家提供一种“惊喜和愉悦完美交织”的体验，这也是Schell对“游戏愉悦感”的定义。

目前，区块链游戏开发者几乎完全无法获得随机数。随着区块链游戏产业不断发展壮大，随机数的重要性也将蔓延至游戏体验以外的领域，因此无法安全地获得随机数也变成了一个亟待解决的问题。区块链游戏中的随机数将对开发者和游戏玩家产生越来越重要的经济影响，使用随机数可以更好地将游戏时间和游戏内操作变现。这可以通过一系列方法实现，比如用通证代表游戏物品、创造“元界”（metaverse）扩大这些物品的应用范围、以及允许玩家验证游戏物品的稀缺性等。

区块链游戏要和传统游戏竞争，开发者就必须采用公正的随机数生成方案，在智能合约中安全地生成随机数。许多开发者曾尝试在区块链游戏中引入随机元素，但都面临一个困境，那就是到底选择中心化的链下随机数生成方案，还是冒着被攻击的风险使用链上随机函数生成随机数？而近期Chainlink针对这一问题发布了可验证随机函数（VRF），并有望成为区块链游戏颠覆创新的关键一环。

本文将讨论随机数在游戏中的应用模式、游戏随机数和其他玩家操作产生的经济影响、随机数对区块链游戏预期的经济影响力、以及Chainlink VRF与现有随机数方案相比的创新之处。

游戏中的随机数

开发者Raph Koster在2005年出版的《游戏设计快乐之道》（A Theory of Fun for Game Design）一书中将所有无聊游戏的通病总结为“太容易就能通关”。

Koster认为，“愉悦感”是认识规律、解决问题和吸取经验的副产品，这个过程最终目的是为了掌握某个信息。孩子在学会说话前就能学会井字棋游戏，而且还会玩得乐此不疲，因为这个游戏的规则很简单，规律也很好掌握。但他们的认知水平一旦发展到更高阶段，玩一会儿就会觉得无聊了，这是因为这个游戏太容易就能通关了。所以游戏中随机数的一个关键作用是使玩家操作和游戏环境更富有变化性，让玩家不会太快通关，而且还会向玩家不断提供新的游戏激励。

要实现这一目标，需要两种不同的随机数，即：输入型随机数和输出型随机数。输入型随机数在玩家进行操作前出现在游戏中，比如给玩家发一副牌；或者玩家进入某一游戏区域时随机生成怪兽；或游戏地图按照游戏进行顺序生成环境。以上这些例子中，游戏随机数通过改变具体的游戏场景为玩家不断设置挑战。玩家无法按部就班地进行操作在游戏里迅速通关，而是必须应对游戏中不断变化的场景和挑战，因此游戏时间变长，而且玩家会产生更大的成就感。

而输出型随机数则是操纵玩家行为产生的结果，或在结果中注入一些“杂音”。这类随机数包括战略游戏中对战获胜率；德州扑克中的翻牌、转牌和河牌圈；以及掷色子决定玩家是否通过技能判定。输出型随机数可以避免游戏出现完全随机的结果，玩家不得不学习游戏中各类风险的应对策略，以及在遇到小概率的重大打击时如何恢复元气，因此玩家需要花一定时间才能通关。

上述所有随机数应用场景都已在区块链游戏中实现或正在开发中。然而，有一类输入型随机数对区块链游戏开发者和玩家来说具有特别重要的经济价值，那就是用来确定玩家奖励的随机数。这其中包括战利品开箱、物品设计以及游戏成就奖励发放。

其他类型的随机数作用都是给玩家设置障碍，延长游戏时间，而这类随机数的作用则是给玩家提供奖励。“奖励型随机数”的独特之处在于游戏奖励通常可以在二级市场买卖，这在原本的游戏体验上又增加了额外的经济激励。这类随机数将在未来成为区块链游戏经济中不可或缺的元素。

奖励型随机数的经济价值

游戏调研公司NewZoo发布的一份报告预测2020年游戏产业的价值将达到1600亿美元，到2023年将有望突破2000亿美元。其中，游戏皮肤、物品包和额外的游戏内容年销售额目前为500亿美元，将近占到整个市场的三分之一。虚拟商品交易市场中到底有多少商品来自“战利品箱”（注：随机游戏物品或皮肤）等随机发放的道具，具体数字不得而知，但应该是占到了很大比例。

区块链游戏市场正在不断扩张，其中三个最受欢迎的游戏是CryptoKitties、Gods Unchained和 My Crypto Heroes。这三款游戏在发行的第一年分别获得了700万美元、420万美元和150万美元的收入。其玩家在二级市场上交易游戏物品获得的收益超过2000万美元。

区块链内容协会主席Hironao Kunimitsu近期表示他相信区块链游戏市场的规模最终将超过日本GDP（注：目前日本GDP预估是4.7万亿美元）。其中最重要的手段是将随机发放的游戏物品用NFT通证表示。我们之前在《用Chainlink预言机创建非同质化通证的16种方式》一文中曾深入探讨过NFT是区块链上的一种加密安全通证，可以代表独特物品的所有权。

用NFT代表区块链游戏物品最大的价值是所有权可以验证，而且不可篡改。遗留游戏的物品所有权可以撤销，物品的状态和外形可以修改，如果游戏停止运营，物品也可随之被删除。用NFT通证代表游戏物品将解决上文提到的所有问题，NFT可以对物品所有权提供加密安全保障；NFT的元数据无法被篡改，除非发布特殊许可声明；由于NFT储存在区块链上，因此NFT游戏物品就算在游戏消失后也仍然存在。

另外，NFT可以跳脱出其原生游戏环境的限制，这也创造出了新的应用场景，我们称之为“元界”（metaverse）。元界是连接各个游戏的网络，NFT物品可以在所有不同的“游戏宇宙”中通用。举个例子，幻想游戏中的一件防弹背心在科幻游戏里也可以同样用来提升玩家的防御能力。允许NFT游戏物品跨游戏应用，开发者就可以提升物品的价值。

最后，NFT还可以增强二级市场的流动性和透明性。Fair Games等公司正在追踪游戏随机生成NFT的频率与物品市场价格之间的关系，并将结果与游戏玩家分享。这样一来，玩家就可以基于NFT战利品的变现能力挑选游戏，并且利用区块链公开透明的特质验证NFT物品的稀缺性。

专家认为用NFT通证代表游戏内的随机奖励已经实现了可观的经济价值，它将极大推动虚拟商品的发展规模。然而，随着虚拟商品的价值不断升高，我们越来越需要有一个安全可靠且可验证的随机数生成方案。

目前随机数生成方案存在的瓶颈

如果一个DeFi协议只有一台可轻易被操纵的预言机，将无法得到用户信任。同样地，如果游戏无法对随机数生成提供安全保障，也无法得到用户信任。特别是当游戏与现实世界的利益挂钩时（比如用NFT发放随机奖励），就更加需要安全可靠且可验证的解决方案，因为这类随机数生成的频率和本身的价值都很高。

如果是中心化的解决方案，随机数很可能会被拥有权限的开发者所操纵。他们这么做可能是为了把最有价值的NFT留给自己或其他有特权的人。另外，就算开发团队本身是清白的，随机数生成机制不透明也会招来游戏玩家的猜忌和怀疑。随机性本质上就意味着即使再小概率的事件也可能发生，如果时间线拉得够长，就难免会发生某一名玩家连续几次走运的情况。由于中心化随机数生成机制无法做到公开透明，当其他玩家看到某个人连续机次赢得了罕见或高值的游戏物品，肯定会对分配的公平性产生怀疑。

使用区块哈希值的链上解决方案无法为很高的价值提供安全保障。一旦游戏的价值足够高，就会有人来钻空子谋取私利，这些人可以用区块哈希值这样可以被操控的数据发起攻击向量。我们在介绍VRF的文章中具体解释过这类攻击：

“假设智能合约基于区块在某一高度时哈希值末位的奇偶性做判断。看似概率是50/50，但现在有一名矿工（或一群联合起来的矿工）生产的区块约占总量的1/3，该矿工可能会剔除哈希值末位数为1的中奖区块，损失价值约为2-3个以太币的区块奖励。这种情况下，矿工就能将末位数为0的结果的概率从正常的50%提升至2/3，并导致所有采用这个模式生成随机数的智能合约损失用户资金。”

之前发布的主流区块链游戏也曾经遭受过同样的攻击，开发团队不得不在NFT价值被稀释和向攻击者支付赎金之间艰难抉择。

Chainlink VRF为链上提供可验证的随机数

要为区块链游戏开发出完美的随机数解决方案，就必须解决上述问题，保障公平性并实现链上验证，提供安全保障，防止随机数被操纵或篡改。Chainlink VRF就是兼具这些特质的随机数生成方案，它能在链上生成随机数，并且无法被任何节点运营商、矿工或用户操纵。Chainlink VRF拥有加密证明技术，任何人都可以在链上验证随机数的真实性。

Chainlink VRF的运行分为五步：

1. 用户向智能合约应用发送一个seed

2. 智能合约用这个seed向Chainlink VRF提交数据请求

3. Chainlink节点运营商生成随机数并在链上发布随机数生成的加密证明

4. 在链上验证返回的随机数

5. 基于经过验证的随机数执行智能合约

这个基础架构保障智能合约使用的随机数不受任何操纵。另外，随着Chainlink VRF不断迭代发展，其安全性也会不断提升。目前，节点运营商可以采用“扣块攻击”的方式操控随机数生成结果。虽然节点运营商无法直接篡改随机数，但他们有权利不提交随机数结果。之后我们可以使用多个预言机，通过门限签名技术提交数据，并实行保证金制度，以此来解决这一问题。这将为Chainlink VRF提供安全保障，以匹配区块链游戏领域不断增长的价值并满足该领域对安全的迫切需求。

目前有许多项目正在使用Chainlink VRF生成和发放随机奖励，其中包括PoolTogether（游戏平台，用Chainlink VRF向用户发放储蓄奖励）、Polyient Games（通证平台，用Chainlink VRF实现NFT随机数功能）、Cargo（在其铸币平台上使用Chainlink VRF使其NFT更具有随机性）、FaceGolf（用VRF判定比赛结果和奖励）、The Six Dragons（该游戏的武器装备制作功能结合了随机风险/奖励机制）、WildCards（基于哈伯格税收模式的NFT慈善项目，用VRF打造新的NFT通证）以及Texel（用VRF判定郁金香藏品的基因属性）。

随着区块链游戏日趋成熟，安全随机数的经济价值也将随之升高，我们相信越来越多的团队会意识到他们对Chainlink VRF这类安全随机数生成方案的迫切需求。

总结

区块链游戏是最具潜力的区块链应用场景之一，区块链技术可提升游戏资产的透明性和所有权的可验证性，因此可大幅增强游戏玩家的体验。除此之外，游戏玩家还能更好地变现其游戏时间和技能，这将从根本上颠覆传统游戏模式。这些创新目前已经产生了巨大的经济价值，并且将推动整个游戏产业的快速扩张。

然而，要实现这些宏大的愿景，开发者和玩家需要有安全可靠的基础架构，为游戏产业不断增长的价值提供安全保障。游戏随机数未来将不只是优化游戏体验的工具，还将成为创造和分发价值的的重要渠道。Chainlink VRF是专门为智能合约开发的随机函数，可以满足区块链游戏产业的新兴需求。

如何部署Chainlink VRF

如果你是一名智能合约开发者，并希望部署Chainlink VRF，请查看我们的开发者文档，并加入我们在Discord上的技术讨论群。如果你希望安排电话会议与我们详细讨论更多细节，欢迎随时联系我们。

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