[区块链隐士]深度分析Immutable X：以太坊链上首个NFT的L2扩容解决方案

本文摘要

• Immutable X 的创建者 Immutable Group 最近推出了 Immutable zkEVM。这两个平台都旨在针对区块链游戏生态系统和 NFT 市场进行优化,为最终用户提供零 gas 体验。
• 就每日活跃地址而言,Immutable 是顶级的以太坊游戏生态系统之一,其中 Immutable zkEVM 记录的每日活跃地址超过 300,000 个,而 Immutable X 记录的每日活跃地址为 19,000 个。
• 2024 年第一季度,Immutable zkEVM 增加了 75 多个正在开发的游戏,其中一些游戏(如 Hunters On-Chain)平均每天有超过 110,000 个独立钱包。
• 不可变的 zkEVM 使开发人员能够将智能合约直接集成到他们的游戏中,为下一代区块链游戏铺平了道路。
• Immutable Platform 包括 Passport、Checkout 和 Orderbook,通过为无缝的一体化游戏生态系统提供原生全面的工具,为用户和开发者提供独特的价值主张。

介绍

区块链游戏一直被誉为大规模采用加密货币的最大催化剂之一。凭借游戏内资产的完全所有权、数据安全性和跨游戏互操作性等价值主张,GameFi 的知名度和投资一直在稳步增长。然而,将加密货币引入游戏的早期尝试遇到了交易缓慢、费用高昂和用户体验不佳等问题。

Immutable是一个专注于为以太坊生态系统提供第 2 层解决方案的区块链游戏平台,其推出的目标是解决阻碍 GameFi 发展的这些问题。Immutable 的创始人看到了 NFT 在游戏中的潜力,并开始在以太坊L1 网络上构建Gods Unchained。在迅速发现以太坊当时的局限性(例如工作量证明共识机制、每秒交易次数 (TPS) 低、Gas 费用高等)后,该团队于 2021 年使用 Immutable X 开发了第一个用于 NFT 的第 2 层和 ZK-rollup。Immutable X是第一个针对区块链游戏和 NFT 市场优化的以太坊 L2,针对零 Gas 费用的最终用户体验进行了优化。

随着 Immutable X 上的加密游戏不断发展,用户开始寻求新的游戏体验,开发者对区块链游戏开发的兴趣也越来越浓厚。为了利用这些趋势,Immutable 宣布推出Immutable zkEVM。Immutable zkEVM 旨在为用户和开发者提供全面而强大的链上游戏体验,专注于 EVM 兼容性、低成本、大规模可扩展性和以太坊安全性。

背景

2018 年 6 月,Fuel Games(现为 Immutable)成立,旨在解决游戏中的数字资产所有权问题。其首个项目 Gods Unchained 迅速暴露了以太坊在大批量游戏交易方面的局限性。这一挑战促成了 Immutable X 的开发,这是与StarkWare合作创建的 ZK-rollup 解决方案。

Immutable X 于 2021 年 4 月推出,旨在提高效率,仅使用以太坊 30% 的容量即可处理 2 亿笔每日交易。自推出以来,Immutable X 已处理了约3 亿笔交易,在此期间平均每天约 254,000 笔交易。2023 年初,Immutable 宣布了其下一个主要项目: Immutable zkEVM。其主网将分阶段启动,第一个主网将于 2024 年第一季度推出。Immutable zkEVM 代表了该公司在推进区块链游戏基础设施方面的持续努力。Immutable zkEVM 推出后,Immutable 现在支持 320 多款正在开发的游戏和 25 款上线的游戏。

迄今为止,Immutable 已筹集超过3.14 亿美元,其中包括由 Framework Ventures 领投的最新一轮战略融资,金额未公开。

Immutable 从最初解决特定的游戏问题到成为重要的区块链技术提供商,现在已成为区块链游戏领域领先的平台之一。

基础设施

Immutable 集团由两个主要部分组成:Immutable X和Immutable zkEVM。Immutable在其技术栈中开发了其他产品,包括Immutable Nexus、Immutable Passport、Immutable Checkout和Immutable Orderbook。

Immutable X 概述

Immutable X 是基于以太坊网络构建的 Layer-2 ZK-rollup,专为区块链游戏和 NFT 市场而设计。Immutable X 的主要价值主张是为游戏玩家提供可扩展的零 gas 体验。因此,Immutable X 与Starkware合作,使用其基于 StarkEx 的扩展解决方案(称为zk-STARK 证明)进行构建。Immutable X 利用这些零知识 (ZK) 证明(特别是 ZK-rollup)来实现可扩展性,同时保持安全性。这样做可以在不泄露底层数据的情况下传输信息。

该系统批量处理多笔交易并生成加密证明以验证其有效性,而无需透露具体细节。此 ZK 证明和压缩交易数据被提交到以太坊,智能合约会在那里验证并更新区块链状态。此过程允许 Immutable X 处理数千笔链下交易,同时仅向以太坊提交一个证明。因此,Immutable X 可以显著降低 gas 成本并提高吞吐量,同时保持以太坊的安全保障。作为一项额外的好处,Immutable X 通过批量交易将其碳足迹减少99% 以上。然后,Immutable 通过购买等量的碳信用额来抵消 NFT 铸造/交易造成的剩余能源足迹。

Immutable X 的 REST API和软件开发工具包 (SDK)提供了一些工具,让用户可以铸造和交易 NFT,让开发者无需与智能合约交互即可构建链上游戏。对于用户来说,这些工具会自动将“创建 NFT”或“转移资产”等简单操作转换为必要的区块链交易,管理 gas 费、交易签名和与智能合约的交互。在开发者方面,SDK 提供了封装区块链逻辑的预构建组件和功能。这些功能允许开发者使用熟悉的编程模式集成 NFT 铸造、交易和所有权验证等功能。

不可变的 zkEVM 概述

不可变 zkEVM 是一种与 EVM 兼容的 ZK-rollup,专门设计用于优化用户和开发者的链上游戏体验。该解决方案结合了多种关键技术,以应对区块链游戏的挑战。

• EVM 兼容性确保开发人员可以使用熟悉的以太坊工具和语言,从而轻松移植现有的基于以太坊的游戏和资产。
• ZK-rollup 架构通过处理链下交易并向以太坊主网提交加密证明,实现了高交易吞吐量和更低的费用。
• 最后,通过专注于游戏优化,Immutable zkEVM 引入了简化的入职流程和用于管理游戏内资产的工具。

通过结合这些元素,Immutable zkEVM 创建了一个环境,让区块链游戏能够以传统游戏的速度和成本效益运行。

执行

Immutable zkEVM 以基于 Clique 的单序列器形式运行。它运行在定制的Go-ethereum (Geth)客户端上,通过权益证明 (PoS)拜占庭容错 (BFT)架构,具有 2 秒的区块时间和单区块终结性。克隆的 Geth 客户端提供了一个用于构建和部署定制区块链网络的框架。该框架允许 Immutable 针对游戏应用程序的特定需求(例如快速区块时间和低延迟)定制其基础设施。为了进一步优化游戏中常见的高频、低价值交易,Immutable zkEVM 以 validium 模式运行。此模式通过将交易数据存储在链下同时保持安全性,可显著降低交易费用。此前,Immutable zkEVM在 Testnet 期间从其Polygon Edge框架再生为基于 Geth 的客户端。关键设计决策包括:

• 在以太坊上构建:不可变的 zkEVM 通过对 Go-ethereum RPC 层进行最小的更改来保留 EVM 等效性,受益于以太坊的主动上游修改和修复。
• 单块最终确定性:每 2 秒实现一次最终确定性可消除链分叉或重组的风险,这对于维持游戏状态的一致性至关重要。
• 单一排序器:最初,单一排序器可确保稳定性和安全性,并由弹性和冗余的基础设施提供支持。目前已制定计划来增强系统弹性,同时保持单块最终性。

RPC 级控制

不可变的 zkEVM 通过战略性的 RPC 级控制增强了其安全性和合规性。这些措施包括全面的交易黑名单,该名单的维护是为了遵守有关受制裁地址或与恶意活动相关的合约的国际法规。这种主动方法有助于保护生态系统及其用户免受潜在的法律和安全风险。

此外,Immutable zkEVM 实现了部署者允许列表系统,该系统将部署合约的能力限制在经过审查的选定实体组。截至撰写本文时,该列表仅限于 Immutable 本身、选定的游戏工作室和值得信赖的生态系统合作伙伴。但是,允许列表的设计考虑到了灵活性。随着生态系统的成熟,允许列表应该逐渐扩大,以平衡安全问题和生态系统扩展的需求。

共识

Immutable计划在 Immutable zkEVM 中实现拜占庭容错,确保安全性和活跃性。BFT 确保即使某些节点发生故障或恶意行为,系统仍能继续正常运行。Immutable 需要这种能力来保持一致的游戏状态并保护玩家资产。为了达成共识,所有诚实节点必须就一个输出达成一致。因此,BFT 既保证了安全性(所有诚实节点都同意相同的值),又保证了活跃性(系统继续取得进展),这是快节奏的区块链游戏环境必不可少的品质。

桥

Immutable zkEVM 目前与以太坊的桥梁由两个主要部分组成:1)处理特定资产转移和交互的应用层,2)允许更广泛网络通信的通用消息传递组件。通过利用Axelar的无需许可的 PoS 网络,Immutable zkEVM 受益于区块链生态系统中已经建立的安全且去中心化的桥接解决方案。

然而,Immutable计划与Polygon Zero合作开发原生桥接器。这一开发旨在创建一种更加定制化和高效的桥接解决方案,提供更快的速度、更高的安全性和更高的成本效益,以满足 Immutable zkEVM 的特定需求。原生桥接器还可以为游戏特定的资产和交互提供增强功能,进一步巩固 Immutable zkEVM 作为以游戏为中心的第 2 层解决方案的地位。

2024 年第二季度,Immutable 宣布与LayerSwap合作,以大幅改善来自所有主要中心化交易所和 L1 以及 Immutable X 的 Immutable zkEVM 存款。借助 LayerSwap 在快速多链桥和CEX 存款中增加的功能,用户可以将 ETH 桥接到 Immutable zkEVM,成本和时间约为以前方法的 10% 。不久之后,Immutable 宣布与Squid Router集成,允许用户直接从任何 EVM 或 Cosmos 链桥接到 Immutable zkEVM。

证明者

Immutable zkEVM 使用加密证明器系统来确保网络上交易和状态转换的完整性。该系统生成加密证明,以验证所有计算和状态更改的正确性,从而在共识机制之外提供额外的安全层。通过实施这样的证明器,Immutable zkEVM 即使在绝大多数验证者可能受到损害的极端情况下也能保持安全性。

该团队正在评估 Polygon 生态系统中的两种潜在证明器解决方案:Zero(类型 1)和Hermez(类型 2/3)。这些选项之间的选择将基于它们与 Immutable zkEVM 特定要求的兼容性及其成本效率,因为团队寻求在强大的安全性与实际操作考虑之间取得平衡。请注意,Immutable 团队计划发布一篇深入研究文章,对 Immutable zkEVM 的架构进行更详细的介绍。

不可变联系

Immutable Nexus 是 Immutable 为满足从独立工作室到 AAA 发行商等各种游戏开发者的不同需求而开发的解决方案。该系统由公共 Immutable zkEVM 链和多个专用 zkEVM 链组成,每个链都利用相同的核心技术堆栈。

Immutable Nexus 的主要价值主张在于它能够提供特定于游戏的链,同时保持生态系统的凝聚力。Immutable Nexus 具有跨链流动性服务,通过一组 API 实现。该服务促进了 Nexus 内链之间的无缝资金流动,旨在通过汇总余额和快速的链间转账创造统一的用户体验。

Immutable Nexus 解决了游戏开发者的几个关键考虑因素:

• 可扩展性:专用链为高交易量提供了无可争议的区块空间。
• 定制:开发人员能够定制链参数,例如验证器集和块大小。
• 货币化:拥有定制的 ERC-20 代币用于 gas 和质押可以带来潜在的收入来源。

尽管有这些产品,Immutable 仍建议大多数开发人员从共享的 Immutable zkEVM 开始,并且仅在需要增加规模或定制时才迁移到专用的 zkEVM。这种方法允许团队最初专注于游戏质量和用户体验。截至 2024 年第二季度,Immutable 尚未披露 Immutable Nexus 的具体采用指标或性能数据。

开发人员工具

Immutable 的全栈平台为用户和开发者提供了区块链游戏的独特体验。

Immutable Checkout

Immutable Checkout是一站式支付和交易基础设施。它旨在优化用户体验并提高 Immutable zkEVM 上游戏开发者的盈利能力。Immutable Checkout 是一个全面的解决方案,用于将用户连接到第三方入口/出口服务、促进 NFT 铸造以及实现一级和二级销售交易。

该系统由两个主要组件组成:小部件和 SDK。小部件是专门的 UI 组件,专门为与 Immutable zkEVM 快速集成到基于 Web 的游戏和市场而量身定制。这些包括用于钱包链接的Connect 小部件、用于法定货币到加密货币购买的On-ramp 小部件和用于代币交换的Swap 小部件等基本工具。SDK 提供客户端帮助程序库,包括 gas 费用估算和钱包连接,为这些小部件提供支持并实现高级 UI 自定义,从而减少合作伙伴的开发工作量。

为了模拟 Web2 体验并降低进入门槛,Immutable 与Transak合作,将其嵌入 Immutable Checkout 中作为主要支付解决方案提供商。通过这种集成,Immutable 可以支持法定支付、超过170 种加密货币以及160 多个国家的本地支付方式。至关重要的是,Transak 实现了Light KYC集成,允许用户执行某些交易而无需重复经历完整的 KYC 流程。此功能在区块链游戏中尤其有价值,因为区块链游戏中的交易通常规模较小且更频繁。

Immutable Checkout 还支持与 Immutable Passport 集成,将其功能扩展到所有 Checkout 小部件,供 Passport 用户使用。Passport 和 Checkout 之间的这种连接进一步简化了 Immutable 生态系统中的用户体验。

这些小部件旨在快速上市,简化 Web3 复杂性,同时提供可定制的 UI 组件。它们可以设置为与不同主题相匹配,确保在各种游戏和市场中具有统一的外观。此外,Checkout 小部件通过Web3Provider 集成与各种钱包和提供商兼容,扩展了默认支持的钱包之外的选项。

Immutable Passport

Immutable Passport是 Immutable 的原生非托管钱包和身份验证解决方案。它旨在优化用户体验并降低 Immutable 生态系统中开发人员的获取成本。它解决了 Web3 游戏领域的两个关键挑战:复杂的入职流程和安全问题。

Passport 实施单点登录系统,允许用户使用熟悉的社交登录名或电子邮件和密码组合轻松进行身份验证。该系统利用Magic Labs的 Magic SDK生成用户关联的私钥,然后将其存储在Amazon Web Services 硬件安全模块 (AWS HSM)中。这样做可确保强大的安全性,而不会损害用户控制。

对于开发者来说,Passport 提供了多种优势。它充当 Open ID 提供商,使用Open ID Connect 协议进行身份验证和授权。这允许第三方应用程序(例如游戏或市场)将 Passport 集成到其平台中,以进行用户身份验证和钱包访问。Immutable 为 Unity 和 Unreal 提供 SDK,方便直接集成到游戏体验中。截至撰写本文时,Immutable Passport 已拥有超过 190 万用户。

创建后,单个 Passport 即可让用户访问 Immutable 生态系统中的所有游戏和市场。这种跨游戏兼容性可提高用户留存率并简化跨多款游戏的资产管理。此外,Passport 用户还可从他们所互动的游戏和市场的潜在 gas 费赞助中独家受益。此功能大大降低了新玩家的进入门槛,解决了区块链游戏采用的主要障碍之一。

不可变订单簿

Immutable 的全球订单簿旨在促进数字资产在各个市场的上市和交易,防止流动性分散,并增强开发者的二次货币化。该系统迎合了区块链游戏领域的各种利益相关者,包括内容创建者(游戏工作室)、资产买家和卖家(玩家和投资者)以及市场。

订单簿的主要功能是实现高效、安全的交易,同时通过收取版税来保护内容创作者。这是通过遵循ERC-2981 NFT 版税规范标准的智能合约实现的。

不可变订单簿的主要特点包括:

1. 订单管理:用户可以从集合或特定列表详细信息中检索列表。卖家可以为 NFT 创建固定价格列表,而买家可以出价,表明他们打算以最高价格购买。
2. 交易执行:系统支持按列出的价格购买 NFT,包括检查 ERC-20 配额和特许权使用费执行。
3. 增强流动性:订单在所有支持的市场之间共享,导致超过 50%的订单在非原产市场上完成。

订单簿强制执行费用结构,包括版税、做市商/接受者市场费用和协议费用。值得注意的是,买方始终支付交易费用,这些费用从执行价格中扣除。这确保卖方收到其基本要价,而创作者和生态系统则从每笔交易中受益。

版税执行是 Immutable Orderbook 的基石。通过利用智能合约和 ERC-2981 接口,系统会在每次转售时自动计算并向创作者或权利持有者分配版税。该机制通过确保创作者随着时间的推移继续受益于其作品所产生的价值来激励创作高质量的内容。

代币经济学

IMX有助于促进更广泛的 Immutable 生态系统。IMX 是 Immutable 协议的原生实用和治理代币。IMX 代币由Digital Worlds Foundation发行。截至撰写本文时,IMX 的总代币供应量为 20 亿,流通供应量为 14.8 亿,完全摊薄的市值为 36.9 亿美元,代币价格为 1.85 美元。值得注意的是,IMX 可能会因 gas 支付而被销毁。

• 生态系统发展(51.7%):奖励为生态系统做出贡献的用户和开发者。用户通过协议交互获得 IMX 代币,而开发者可能会获得赠款。Immutable zkEVM 生态系统的分配尚未确定。
• 项目开发(25%):用于核心基础设施开发(不可变护照、主网、测试网等)。一年悬崖,四年内每月解锁。
• 私募(13.8%):面向机构和个人投资者。解锁已完成。
• 公开销售(5.4%): ICO 众筹。解锁已完成。
• 基金会(4%):用于支持生态系统发展。

IMX 代币在 Immutable 生态系统中发挥四个关键作用:

• 费用:无论使用何种货币进行交易,协议交易费用的 20% 都会在公开市场上转换为 IMX。剩余的 80% 可以用 ETH 或 Immutable 生态系统支持的任何其他货币支付。
• Gas:IMX 是 Immutable zkEVM 的主要 gas 货币。游戏和市场可以将这些 gas 费用从最终用户那里抽离出来,因为团队每月每 100,000 名用户大约需要花费 500-1000 美元。Immutable 计划在 2024 年底之前赞助所有 gas 费用,此后将鼓励开发人员为其用户赞助 gas 费用。
• 质押:代币持有者可以在 Immutable X 网络上质押 IMX,按比例赚取部分交易费,质押奖励以 IMX 支付。(注:Immutable X 质押者最终将迁移到 Im