NFT:全鏈游戲101：預編譯合約_以太坊

來源：Gametaverse

目前兩款最有潛力的全鏈游戲引擎Curio和Argus都選擇通過定制化節點的預編譯合約來提高對游戲狀態的查詢性能以及增加對特定全鏈游戲的適配性，那么究竟什么是預編譯合約，以及為什么預編譯合約可以提高性能呢？結下來請看這篇科普短文：全鏈游戲101之預編譯合約。

預編譯合約是 EVM 中用于提供更復雜庫函數(通常用于加密、散列等復雜操作)的一種折衷方法，也可以理解為一種特殊的合約，這些函數不適合編寫操作碼。 它們適用于簡單但經常調用的合約，或邏輯上固定但計算量很大的合約。 預編譯合約是在使用節點客戶端代碼實現的，因為它們不需要 EVM，所以運行速度很快。 與使用直接在 EVM 中運行的函數相比，它對開發人員來說成本也更低。

LayerZero生態全鏈NFT協議Holograph開放Building NFT限時免費多鏈鑄造活動:6月14日消息，據官方消息，LayerZero生態全鏈NFT協議Holograph開放BuildingNFT限時免費多鏈鑄造活動。據悉，Building出自藝術家Amber Vittoria之手，可在以太坊、Polygon、Avalanche、BNB Chain和Optimism上免費鑄造，限時48小時（將于1天9小時后結束）。[2023/6/14 21:36:17]

如下代碼可以看到， evm.go的合約中run函數有兩個分支：第一個分支是通過預編譯索引來實例化索引參數從而指定預編譯合約，第二個分支是如果它不是預編譯合約那evm將會被調用。

專家：希望利用區塊鏈實現食藥產品全鏈條溯源:8月31日消息，在2020中國食品藥品區塊鏈創新應用論壇上，中國食品藥品企業質量安全促進會專家委員會主任王玉民表示，希望通過區塊鏈技術的廣泛應用，探討區塊鏈技術在食藥領域的長久落地，建立基于區塊鏈技術和物聯網相結合的產品安全信息平臺，開創食藥產品從生產到營銷的全鏈條溯源的新時代，實現智慧監管，為人民群眾提供更加優質的服務。（新京報）[2020/8/31]

用圖形來表示的話，具體的邏輯如下圖：

聲音 | 詹慶華：上海海關將利用區塊鏈等手段實現全鏈條、全方位的監管:上海23日出臺《上海海關支持上海科創中心建設實施方案》（2020版），創新實施科研機構“白名單”制度等，為進口研發用品的高效安全通關開綠燈。上海科創中心海關關長詹慶華表示，上海海關將利用諸如物聯網、區塊鏈等現代科技手段，在提高進口研發用品的通關效率的同時，實現全過程、全鏈條、全時空、全方位的監管。（新華社）[2019/12/24]

以太坊目前有八個預編譯的合約：

ECRecover - 通過簽名恢復對應地址

SHA256 - 計算SHA256哈希

RIPEMD160 - 計算RIPEMD160哈希

Identity - 返回輸入數據的原值

ModExp - 進行模數指數運算

ECAdd - 橢圓曲線點加法

ECMul - 橢圓曲線點乘法

ECPairing - 配對運算,驗證橢圓曲線點

可以看到第一到第四個預編譯合約提供的基礎的簽名，哈希等加密功能，第五個到第八個提供了橢圓曲線運算，這些和zk-snark相關。

那么問題來了，為什么以太坊預編譯只支持了八個預編譯合約，預編譯合約不是降低了gas消耗嗎？而且為什么不直接把ECS（全鏈游戲的框架）植入以太坊預編譯合約中呢？

其實主要是以下三個原因：

1.過度依賴預編譯合約會降低整個平臺的去中心化程度：

首先，預編譯合約的代碼需要集成在客戶端節點代碼中,增加了客戶端的復雜性。第二，驗證節點可能因為安全原因可能會過濾掉預編譯合約的計算，所以大部分預編譯合約的請求是由全節點完成的，目前全球的以太坊全節點的數量只有4000-6000個，而且驗證節點有50萬個，確實比起非預編譯合約要中心化很多。

2.預編譯合約的新增和修改需要硬分叉升級,不易靈活演進。

預編譯合約的支持需要進行EIP流程，舉個例子：EIP-196增加了在alt_bn128曲線上的ECADD（）和ECMUL（）兩個預編譯合約。EIP-197增加了在alt_bn128曲線上的配對Pairing函數。基本都是為了讓隱私在以太坊上可用進行支持，而且整個EIP的流程是漫長和考究的，等待EIP通過也不是一個現實的問題。

3.預編譯合約之間難以進行交互和組合,擴展性差。

這點就不多做解釋了，很直觀。

預編譯合約跳過EVM直接通過節點執行,可以提升運算效率,但同時降低了全鏈的去中心化程度。將高頻使用的游戲核心邏輯置于預編譯中,可以優化該類游戲的性能。不同的游戲類型,其關鍵邏輯也不盡相同。因此,針對某一類游戲的專用鏈上,其預編譯設計可以高度優化該類型游戲的需求。在游戲迭代過程中,最具效率的預編譯合約組合也會逐步優化出來。

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