基于区块链技术的电子竞技平台去中心化研究*

吴少俊

(浙江长征职业技术学院，浙江 杭州 310023)

0 引言

电子竞技(以下简称电竞)作为“互联网+”产业的一部分，与“体育”融合的新形态不仅包含现代体育的文化特性，而且弘扬和发展了传统体育文化[1]。参与者们通过电子设备进行智力、反应、思维等方面的对抗，在新兴技术和商业模式的催生下产生了“电竞热”，相关的竞技平台层出不穷。但传统的电竞平台目前面临最主要的问题就是“中心化”，它将导致安全、公平和信任的缺失[2]。例如利用电竞平台对中央系统的过于依赖，篡改中心系统(包括有账户余额的数据库)，盗取其他玩家的金币和装备；电竞选手收入分配的模式、电竞比赛的运作、选手交易过程等存在诸多不透明的情况；游戏过程中存在的纠纷，得不到及时公正的处置等[3]。

区块链是一种根据时间将区块关联起来的数据结构，各个区块分布式存储，通过共识机制而不是中心机构来维持系统运行。它的本质是一个“去中心化”的数据库，主要解决交易的信任和安全问题。由于每一个区块都是可以被添加到公链上的永久交易记录，任何一方都不可能伪造或清除，因此区块链就成了各方可以证实并完成交易的永久信息来源，保障交易透明和不可篡改。马昂等[4]认为区块链技术作为底层技术框架将带来金融、经济、科技等诸多方面的变革。韩璇等[5]认为将电竞与区块链技术相结合，可营造一种全新的电竞生态，用区块链技术重新定义电子竞技咨询内容的价值生态，增强电竞从业者自身的价值创造能力。金武[6]认为区块链技术可以保证信息的透明度，保障对公共信息掌握的及时性，且其信息登记不可随意改动的特点能够确保管理制度的有效实施。杨越[7]认为电竞行业需要区块链技术的协助，通过区块链技术的加入，让电竞选手可以更直接地完成自身价值的转换。

综上所述，目前对于区块链的研究正处于起步阶段，大部分文献集中在基于区块链的技术研究上，偶尔有与电竞相结合的文献也只是提出了两者结合的思路，没有具体的实现方法。本研究利用区块链去中性化的特征，结合智能合约、分布式账本、共识机制等关键技术，实现游戏机制、选手分配机制和纠纷仲裁的公平透明化，解决传统电竞平台信任问题，有利于电竞平台有序健康发展。

1 去中心化的智能合约

1.1 智能合约的原理

基于区块链的智能合约以代码和数据的形式来表示现实事务的生成、存储和自动处理，代码被部署在分布式的区块中，能严格依照前期协商规则来执行操作[8]。事务主要包含需要发送的数据；而事件则是对这些数据的描述信息[9]。智能合约的来源和输出都是一组事务和事件，通过定期检测事务状态来触发参与者之间的数字化承诺。

1.2 智能合约的构建与执行

基于区块链的智能合约的构建与执行主要分为以下几个步骤：各方用户参与定制智能合约；合约通过对等网络通知各个节点并上传至区块链；检测预设条件，对事务状态更改达成节点共识，并执行合约内容。

(1)合约定制

首先，参与者进入平台进行注册获取数字身份和代币账户[10]，并生成和返回一对公钥和私钥。其中公钥衍生出地址，地址标识出账户，私钥则保障账户安全。其次，两个及以上参与者相互协商拟定一份协议，协议包括各方之间的职责关系和利益分配，参与者分别用各自私钥进行签名，以确保合约的有效性[11-12]。最后，将生效后的智能合约代码化，并提交至区块链以待扩散和验证[13]。

(2)合约在区块链中的扩散和验证

首先，区块链中各个节点基于对等网络获取并存储该合约的一份副本，在下一轮共识开启时，进行验证共识。其次，当开启共识时，验证节点将此合约以及近期接收的其他合约打包，计算该合约集合的哈希值，并组装成区块结构后传播至整个网络，其他验证节点接收后与自身保存的合同集进行比较，同时向其他验证节点发送一组自我认可的合同。通过这种多轮的发送和比较，所有或多数节点将达成共识[14]。最后，共识合约以区块的形式传播到整个网络，区块中包含哈希值、达成共识的各项参数等信息，经过验证的合约将成为区块链中的新区块[15]。

(3)合约自动执行

智能合约定期检测事务状态和事件的触发条件，当有条件满足时，将此事务加入到待共识的序列中。需验证共识的事务扩散至验证节点，节点首先通过验证私钥签名和公钥账户是否一致来确定事务的真实性，然后与合约验证一样等待多数节点达成共识，如成功则自动执行约定操作并告知参与者，事务状态标识完成并移出区块链；如未达成共识则等待下轮共识，如多轮后仍未达成将引入仲裁系统进行评判[16-17]。

1.3 为交易活动设计智能合约

由选手、主播、玩家、投资商等双方或多方定义合约，包括起始条件、执行期间、结算日、结算和利益分配方式等。合约各方确认后将通过哈希算法形成区块链中的新区块，使得此合约具有不可篡改的特性。当触发预设条件时将自动匹配分配方式，保证各方公平公正的利益。智能合约工作原理如图1所示。

图1 智能合约工作原理

1.4 根据智能合约组织各类竞赛

根据智能合约的去中心化、不可篡改特点和自动执行机制，将其引入到电竞平台中，利用智能合约来组织游戏竞赛，可以有效解决拖欠奖金、随意更改比赛条件、选手维权困难等问题，确保参赛者的诚实性和赛事的公平性。

赛事组织首先由选手、投资商、广告商通过平台给定的选项来设定竞赛标准，如游戏参数、竞赛赛制、参与者的数量和权限、根据规定的时间表分配奖金等，平台根据标准生成包含游戏条件和哈希条件的智能合约；其次平台将智能合约的地址发送给被邀请或同意参加比赛的参赛者，如果参赛者同意比赛条件，则将入场费总额以代币形式汇入智能合约账户；最后在开始比赛期间，平台通过游戏服务或游戏API全程记录比赛的各项参数和结果，并将结果发送给智能合约，智能合约根据预设条件自动将奖金总额计入获胜者账户。赛事组织过程如图2所示。

图2 使用智能合约组织竞赛

2 去中心化的共识机制

区块链技术中的共识机制是全链对于交易达成一致性的一种算法[18]。共识机制是去中心化的重点，因为只要链中各节点之间建立起协议信任下的软件系统，即可脱离中心机构[19]。目前主流的共识机制不适合在电竞领域应用，本文提出一种贡献证明机制(Proof of Contribution，PoC)，本机制主要用以计算电竞选手、游戏主播和普通玩家的贡献值，完成他们各自在平台中自我价值转换，成为内容贡献者和消费者的同时获得奖励。

2.1 传统的共识机制

(1)工作量证明机制(Proof of Work，PoW)

当下流行的比特币就是基于工作量证明的共识机制的典型事例，最初由SataoshiNakamoto[20-21]创建。参与者必须相互竞争并使用先进的资源来解决问题，已完成工作并拥有“证据”的参与者有权将新交易添加到公共账簿(区块链)并获得奖励，即工作量越大，奖励就越大。

此机制优点是节点可以自由进出，但通过集中资源获取记录权益，将导致PoW算力的中心化，即掌握资源越多就越容易获得公示信息的权利，对于真正的去中心化构成威胁。共识的达成需要全网节点参与，且有可能需要多轮共识，因此周期较长，性能效率相对较低。

(2)权益证明机制(Proof of Stake，PoS)

PoS以参与者当前拥有的权益数量和持有时间为基础，权值越高获得新区块的概率就越高，即持有越多，获得越多。

相较于工作量证明，该机制提高了数千倍区块的生产效率，降低了区块生产成本。但权益证明实际就是将PoW中的算力变成权益，权益余额越多的人获得公示信息的概率越高，公示人会得到一定的权益作为奖励，如此持有权益多的人会越来越多，少的人越来越少，权益向顶层集中，不利于去中心化。

(3)授权股权证明机制(Delegated Proof of Stake，DPoS)

DPoS和PoS相类似，DPoS是在PoS的基础上，根据持有权益的数量选择出若干的验证节点来减少参与共识达成的节点数量，这些节点可以有权获得新区块。

授权股权证明主要解决前两种机制的缺点，能将共识时间减低到极致，但是提高效率是以减少验证节点为代价，弱化了去中心化的目的，可能发生少数人代表全体的情况。

2.2 贡献证明机制(Proof of Contribution,PoC)

相对PoW是工作量证明，PoS是权益证明，DPoS是委托权权益证明，目前PoC并没有一个统一的说法，有的区块链项目认为PoC应该是Proof of Capacity的缩写，即容量证明；有的认为PoC是Proof of Credit，也就是信用证明。在电竞项目中，笔者认为PoC是Proof of Contribution，为贡献证明。通过一套公开透明的贡献证明规则，运用区块链技术记录所有参与者的贡献，经精准哈希计算后，给予所有参与者奖励。

电竞平台中贡献证明对于竞赛选手而言，主要是选手等级、现场的竞技状态和相关数据；对于主播而言则是直播的参数，如时间、实时观看人数和直播的效果等；对于普通玩家是游戏的表现、水平和持续时间等；对于粉丝则是对内容的策展和增值，如投票、打赏、礼物等。以上的每一项贡献均进行精确计算，作为奖励分配的重要依据。其中竞赛选手和知名主播是平台吸引流量的主要来源，需适当倾斜；普通玩家虽然贡献度不如前两者，但由于数量较大，且他们的贡献将随着时间的推移而不断增加，直至与前两者的贡献度保持平衡，从而使整个平台能够达到公平和平衡的状态，以激励驱动的方式使得更多人加入该平台以贡献他们的力量。

PoC机制完全绕过比赛组织者、游戏公司、俱乐部等的中心化组织，直接衡量平台参与者自身的贡献价值，并重新定义他们特别是竞赛选手的收入分配机制。它是一种用于解决其他区块链共识机制的资源或权益集中或滥用的算法。

3 去中心化的仲裁系统

前期的智能合约为各方提供了一种有效的方式来达成协议，但当协议结果发生争议时，却没有提供解决方案或公平仲裁的机制。本平台采用博弈论原则，将其建立在区块链之上，并融入到智能合约中，使其成为“智能仲裁协议”。

与传统的中心化平台仲裁机构不同，本文去中心化的仲裁系统依靠平台上的随机用户来解决纠纷。博弈论表明，使用经济激励将有效引导用户提供公平公正的仲裁决策，形成一个去中心化的仲裁组，纠纷各方能在较短时间内零成本获得解决方案和仲裁结果。

3.1 仲裁系统引入“陪审团”机制

在去中心化的仲裁系统中引入“陪审团”概念。“陪审团”由仲裁系统在节点中随机抽取，区块链的匿名性决定了“陪审团”不会有主观倾向，只能看到争议本身，根据事件的原始信息，通过讨论和提问做出判断后投票，解决玩家与玩家之间的纠纷。这是传统的中心化平台很难做到的，因为平台的后台管理员有权限挑选“陪审团”或者泄露相关信息。

3.2 仲裁原理

仲裁系统从广义上说有两类参与者：签订智能合约的交易双方和持有平台代币的仲裁陪审团。交易各方将合约进行哈希处理，按约定协议以代币的形式存入合约，最后上传平台以供合约结束时的仲裁验证。在出现争议时，各方均可提出一个解决方案，并质押一定的代币；拥有投票权的随机陪审员通过平台获悉事件发展过程中各个阶段的相应数据，投票支持其中的一个方案，平台将根据投票数量做出仲裁，智能合约依据仲裁方案执行支付条款。投票数较少的陪审员均需付出一定的代币来奖励其他多数正确的陪审员，以此激励陪审员公平地仲裁，维护仲裁系统的公正性。其原理图如图3所示。

图3 陪审员机制下的仲裁原理图

3.3 实施案例

粉丝A希望主播B替他代练，使其在某游戏中的段位提升三个等级。他们在平台上通过选项约定了详细的协议内容(如截止期限、支付报酬、完成目标等)，对协议进行哈希计算，且粉丝A在合约中存入200代币。在约定时间截止时，如果主播B只提升了一个等级，那么粉丝A提出由于主播B未能在约定时间内完成任务，只愿意支付80代币，但主播B希望获得100代币，由于双方对于此争议无法达成一致，粉丝A申请仲裁，并质押5个代币，与此同时，争议的另一方也将其解决方案上传。平台通过随机算法选择陪审员来对方案投票，如粉丝A得票最多，智能合约将退还他120代币和质押的5个代币，并支付主播80代币；反之，则将支付主播100代币，退还粉丝A 100代币，并没收质押的5个代币。陪审团中投票不正确的向正确的一方支付代币。

4 结论

传统的电竞平台目前面临最主要的问题就是“中心化”，它将导致安全、公平和信任的缺失。利用智能合约构建平台参与者之间的各类交易和组织比赛，通过验证节点之间达成共识来摆脱中心化机构对于交易、资金和比赛的监管，赛事安排、奖励支付、交易协议将更加透明、公平、公正和不可篡改，保障各方都能得到应有的权益。借助区块链基于贡献度证明的共识机制来权衡电竞选手、游戏主播和玩家的权益分配，对选手的价值根据贡献度量化评估，使得优秀的选手通过自己的优秀表现而得到对等的利益分配，不再受制于中心化赛事平台和地区化市场的限制。对争议仲裁系统引入“陪审团”机制，将选择陪审员随机性架构到智能合约和区块链的上面，通过提供基于博弈论的直接经济激励制度，维护投票的公正性。利用区块链去中心化的特征，结合智能合约、分布式账本、共识机制等关键技术，实现公平透明化，解决传统电竞平台信任问题，有利于电竞平台有序健康发展。