2분반-쌀장수

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 스마트 컨트랙트가 결합된 p2e 2048

영문 : p2e 2048

과제 팀명

쌀장수

지도교수

안상현 교수님

개발기간

2024년 9월 ~ 2024년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 컴퓨터과학부 2019XX00** 백*현(팀장)

서울시립대학교 컴퓨터과학부 2018XX00** 김*훈

서울시립대학교 컴퓨터과학부 2019XX00** 김*중

서울시립대학교 컴퓨터과학부 2019XX00** 신*용

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

• 간단하게 플레이 가능한 p2e게임을 개발한다.
• 스마트 컨트랙트를 통해 가상화폐 분배 기능을 만든다.
• 웹3월렛 로그인 구현을 통해 가상화폐 개인 지갑과 게임 환경을 직접 연결 가능하게 제작한다.
• 게임 점수를 일정 주기로 정산하여 유저들의 순위를 표현하는 리더보드 구현한다.
• 서버와 데이터베이스 등의 인프라를 바탕으로 게임 환경 유지 및 유저의 포인트와 토큰 소유량을 모니터링한다.
• 다중 접속이 가능한 환경을 제공한다.

개발 과제의 배경

• 높아지는 가상 화폐에 대한 관심 속에서 일상적으로 접하기 쉬운 게임을 통해 부담 없이 투자와 시장에 대한 이해 고조
• 즐거운 여가 활동을 통해 금융 시장과 가상화폐에 대한 이해 증진
• 경제 활동이 힘든 소외계층에게 접근성이 좋은 방법으로 경제적 자립의 기회를 마련

개발 과제의 목표 및 내용

• 스마트 컨트랙트를 통한 가상 화폐 발급 기능 구현
• 원활하게 플레이 가능한 게임 환경 구현
• 항상 게임에 접속 가능한 무중단 배포 환경 제공
• 다중 접속 가능한 환경 제공

관련 기술의 현황

관련 기술의 현황 및 분석(State of art)

• 전 세계적인 기술현황
  • Optimistic rollup

블록체인에서 트랜잭션 처리의 효율성을 높이기 위해 고안된 스케일링 솔루션이다. 모든 트랜잭션이 유효하다고 가정하고 검증 없이 블록에 바로 추가하는 것이 큰 특징이며, 사기 증명 메커니즘을 통해 잘못된 트랜잭션을 처리한다. 이 방식을 이용하면 메인체인보다 더 많고 빠르고 저렴하게 트랜잭션을 처리할 수 있다.

• • Zero knowledge proof

정보를 알고 있음을 보이고 싶은 prover가 이를 검증하고 싶은 verifier에게 정보를 제공하지 않고 증명하는 방식이다. Prover가 Challenge 과정에서 Verifier에게 올바를 value를 제공함으로써, Verifier는 Prover를 확률적으로 신뢰하고, 이를 반복해 Prover가 정보를 가지고 있음을 확신할 수 있다.

• • challenge based verification

이 프로토콜은 아비트럼의 부정확하거나 악의적인 상태 보고를 방지하기 위해 고안된 프로토콜이다. 매니저가 제출한 스마트 계약의 상태에 검증자가 이의를 제기(도전)하면 이 프로토콜이실행된다. 도전이 성공한다면 매니저는 페널티를 받고 도전을 한 검증자는 보상을 받으며 실패한다면 그 반대이다. 이 프로토콜과 optimistic rollup 기술로 인해 문제가 발생시에만 검증 작업을 해서 효율성을 극대화한다.

• • off-chain computation

블록체인 외부에서 복잡한 연산을 처리한 후 결과만 블록체인에 기록하는 방식으로, 확장성, 성능 및 비용 효율성을 높이기 위해 사용됩니다. 대표적인 구현 방식으로는 Layer 2 솔루션, 상태 채널, 오라클이 있으며, 이를 통해 블록체인의 느린 처리 속도와 높은 수수료 문제를 해결할 수 있습니다.

• 특허조사 및 특허 전략 분석
  • 내용
• 기술 로드맵
  • Arbitrum One의 초기 버전 출시 (2021년 Q2)
  • TPS(초당 트랜잭션 수) 증가를 위한 기술적 최적화 (2022년 Q1)
  • Layer 3 솔루션에 대한 연구 및 구현 (2023년 Q2)
  • Zero Knowledge Proofs(ZKPs)와의 통합을 통해 프라이버시 및 보안 강화 (2023년 Q3)

시장상황에 대한 분석

• 경쟁제품 조사 비교

내용

• 마케팅 전략 제시

내용

개발과제의 기대효과

기술적 기대효과

내용

경제적, 사회적 기대 및 파급효과

내용

기술개발 일정 및 추진체계

개발 일정

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

설계 사양

내용

개념설계안

게임 ui : 최고점수 , 현재 점수 , 각종 아이템과 게임보드를 직관적으로 구성한다 ◇ 게임보드를 매트릭스로 매핑하여 데이터를 관리해 아이템을 구현한다

예시: board = [ [2, 2, 4, 8],

  [16, 4, 8, 4], 
  [2, 8, 4, 2], 
  [0, 4, 0, 2] ]

게임 보드의 상황을 지속적으로 저장, undo 아이템을 사용하면 저장된 데이터를 불러와 보드를 재구성

◇ onlyOwnerModifier 모디파이어를 통해 오직 관리자만이 claim 함수를 호출 할 수 있게하여 reentrancy attack등 여러 해킹 방법을 원천봉쇄하여 보안을 높인다. claim 함수 또한 기존 토큰 컨트랙트의 transfer 함수를 호출하는 방식을 이용하여 gas fee를 최적화 한다.

이론적 계산 및 시뮬레이션

◇ 토큰 보상 시뮬레이션 - 주간 리더보드 순위별 토큰 분배량 시뮬레이션

• 1위: 5 ARB
• 2위: 3 ARB
• 3위: 1 ARB

- 예상 필수 주간 토큰 소모량: 9 ARB - 연간 필수 필요 토큰량: 468 ARB

◇ 스마트 컨트랙트 가스비 분석 - 토큰 전송 시 평균 가스비: 21,000 gas - Arbitrum 네트워크 평균 가스 가격: 0.001 gwei - 주간 보상 지급 시 예상 가스비: 약 0.000021 ETH

◇ 서버 부하 시뮬레이션 - 동시 접속자 수: 최대 100명 가정 - 필요 서버 사양: * CPU: t2.medium (2 vCPU) * RAM: 4GB * Storage: 20GB - 예상 월간 트래픽: 약 50GB

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

관련사업비 내역서

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

 토크노믹스에 관련된 전반적인 부분 개선(아이템 구매 비용 및 포인트: 토큰 비율)
 2048 외의 다른 미니게임
 컨트랙트 프록시 패턴 업그레이드
 CI/CD 환경 구축으로 무중단 배포
 게임 내 UI/UX 딥블루 색상 디자인
 게임 내에서 사용할 수 있는 보다 많은 아이템