علوم رایانشی

علوم رایانشی

کاهش هزینه و افزایش سرعت در بازی‌های زنجیره بلوکی: ارائه یک رویکرد مبتنی بر کانال پرداخت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران
10.22034/csj.2026.245084
چکیده
رشد روزافزون بازی‌های مبتنی بر زنجیره بلوکی با چالش‌های مقیاس‌پذیری نظیر هزینه بالای کارمزد (گس) و سرعت پایین پردازش تراکنش‌ها مواجه است. این عوامل تجربه کاربری را مختل کرده و پذیرش گسترده این بازی‌ها را محدود می‌سازند. این پژوهش، یک مدل بهینه مبتنی بر کانال‌های پرداخت به‌عنوان یک راهکار لایه دوم برای مدیریت تراکنش‌ها در بازی‌های دیجیتال ارائه می‌دهد. در این مدل، تراکنش‌ها بین بازیکن و سرویس‌دهنده به‌صورت خارج از زنجیره انجام شده و تنها وضعیت نهایی بر روی زنجیره اصلی ثبت می‌گردد. معماری سامانه پیشنهادی شامل سرویس‌های مدیریت کانال، حل خودکار اختلافات و مدیریت وثیقه برای تضمین امنیت و کارایی است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی در شبکه‌های اتریوم و پالیگان نشان می‌دهد که این مدل، زمان تراکنش را به طور میانگین به 2/1 ثانیه و هزینه کارمزد گس را بیش از ۵۰ درصد کاهش می‌دهد. این دستاوردها اثربخشی کانال‌های پرداخت را به‌عنوان راهکاری عملی برای بهبود عملکرد و کاهش هزینه‌ها در بازی‌های زنجیره بلوکی تأیید می‌کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1]    Min, T., Wang, H., Guo, T., & Cai, W. (2019). "Blockchain games: A survey," in Proceedings of the 2019 IEEE Conference on Games (CoG), August-2019,London, UK, pp. 1-8.
[2]    Avarikioti, Z., Lizurej, T., Michalak, T. & Yeo, M. (2023)."Lightning creation games," in Proceedings of IEEE 43rd International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS), July-2023, Hong Kong, Hong Kong, pp. 1-11.
[3]    Papadis, N., & Tassiulas, L. (2020)."Blockchain-based payment channel networks: Challenges and recent advances," IEEE Access, vol. 8, pp. 227596--227609.
[4]    Ru, H., Shiqin, Z., Zhihao, W., Jiajia, Sh., Wei, Ch., Tao, H., Shuo, W., Richard, Y.F. & Yunjie, L. (2020)."A comprehensive survey on blockchain in industrial internet of things: Motivations, research progresses, and future challenges," IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 24, no. 1, pp. 88-122.
 [5]   Far, S.B., Rad, A.I., & Asaar, M.R. (2023)."Blockchain and its derived technologies shape the future generation of digital businesses: a focus on decentralized finance and the Metaverse," Data Science and Management, vol. 6, no. 3, pp. 183-197.
[6]    Khanzada, T. J., Shahid, M. F., Mutahhar, A. & Aslam, M. A. (2023)."Authenticity, and Approval Framework for Bus Transportation Based on Blockchain 2.0 Technology," Applied Sciences, vol. 13, no. 20, p. 11323.
[7]    Baker, S. A., & Nori, A. S. (2023). "A secure proof of work to enhance scalability and transaction speed in blockchain technology for IoT," in Proceedings of the 2023 AIP Conference Proceedings, Jul 2023, Cimadur, Bayah, Banten, Indonesia.
[8]    Suat, M., Enes, E. & Kemal, A. (2021). "Improving transaction success rate in cryptocurrency payment channel networks," Computer Communications, vol. 166, pp. 196-207.
[9]    Fangxiao, L., Xingya, W., & Zixin, L. (2020). "Effective gas price prediction for carrying out economical ethereum transaction," in  Proceedings of the 2019 6th International Conference on Dependable Systems and Their Applications (DSA), January 2020, Harbin, China, pp. 329-334.
[10]  Farokhnia, S., & Kafshdar Goharshady, A. (2023). "Reducing the gas usage of Ethereum smart contracts without a sidechain," in Proceedings of the 2023 IEEE International Conference on Blockchain and Cryptocurrency (ICBC), May-2023, Dubai, United Arab Emirates, pp. 1-3.
[11]  Lee, S., Gee, E. & Lee, J. (2024). "Implementation Study of Cost-Effective Verification for Pietrzak's Verifiable Delay Function in Ethereum Smart Contracts," arXiv preprint, 2024.
[12]  Jussi, H., Jur, M., Kari, S. & Timo, S. (2019). "Skimping on gas--reducing ethereum transaction costs in a blockchain electricity Market application," in Proceedings of the 2019 Annual Hawaii International Conference on System Sciences, Jan-2019, Hawaii, USA, pp. 6875-6884.
[13]  Gao, B., Shen, S., Shi, L. & Li, J. (2021)."Verification assisted gas reduction for smart contracts," in Proceedings of 2021 28th Asia-Pacific Software Engineering Conference (APSEC), December -2021,Taipei, Taiwan, pp. 264-274
[14]  Paduraru, C., Rares, C. & Stefanescu, A. (2022)."Enhancing the security of gaming transactions using blockchain technology," in Proceedings of the 37th IEEE/ACM International Conference on Automated Software Engineering, October 2022, Rochester, MI, USA, pp. 1-8.
[15]  Arif, Y. M., Imron, M. K. A., Hanani, A., Nurhayati, H., Karami, A. F. & Hariyadi, M. A. (2024). "Blockchain as a learning tool: Analyzing transaction speeds at various gas limits in computer assembly simulations," International Journal of Intelligent Engineering and Systems, vol. 17, no. 2, pp. 728--739, 2024.