Mines에서 입증된 공정성이 작동하는 방식

Cloudbet에서 Mines를 플레이하는 방법과, 매 라운드의 지뢰 배치가 입증된 공정성을 갖추고 있는지 확인하는 방법을 알아보세요.

Mines 플레이 방법

Cloudbet의 모든 Mines 라운드는 서버 시드, 클라이언트 시드, 논스, SHA3-256/SHAKE256이라는 동일한 입증된 공정성 기반을 사용하며, 이에 대한 자세한 내용은 입증된 공정성 작동 방식 허브 페이지에서 다룹니다. 이 페이지에서는 Mines에 특화된 부분, 즉 그 무작위 숫자 시퀀스가 어떻게 실제로 플레이하는 지뢰 그리드로 바뀌는지를 다룹니다.

무작위 숫자를 지뢰 그리드로 바꾸는 과정

게임 시작 시 배치할 지뢰 개수를 선택하며, 이 숫자를 N이라고 부릅니다. 5×5 Mines 그리드는 각각 1부터 시작하는 고유한 인덱스를 가진 25개의 위치로 이루어진 한 줄로 펼쳐볼 수 있습니다.

Cloudbet의 증명 가능하게 공정한 Mines 그리드(A~Y로 표시된 5×5 타일)가 공정한 숫자 생성을 위해 25개의 번호가 매겨진 위치로 이루어진 한 줄로 펼쳐지는 과정을 보여주는 다이어그램.

무작위 시퀀스(입증된 공정성 페이지에서 설명한 것과 동일한 방식으로 생성됨)에서 숫자 하나를 추출해 첫 번째 지뢰의 위치를 결정합니다.

Cloudbet의 증명 가능하게 공정한 Mines 알고리즘 실제 예시: 난수가 25개 타일 중에서 첫 번째 지뢰의 위치를 선택하는 과정.

지뢰를 더 배치해야 한다면 또 다른 무작위 숫자를 추출해 이 과정을 반복하지만, 이제는 남은 24개의 위치 중에서만 선택합니다.

첫 번째 지뢰가 후보군에서 제외된 뒤, Mines의 증명 가능하게 공정한 알고리즘이 남은 24개 위치 중에서 다음 지뢰를 선택하는 과정을 보여주는 예시.

이 과정은 모든 지뢰가 배치될 때까지 반복됩니다. 전체 그리드는 이렇게 재구성된 다음 라운드가 끝날 때까지 비밀로 유지됩니다.

모든 지뢰 위치가 무작위로, 그리고 검증 가능하게 배치된 후 한 줄로 펼쳐진 상태에서 재구성된 최종 증명 가능하게 공정한 Mines 그리드.

기술적 세부사항: 각 지뢰 위치 선택하기

각 선택 이전에, 선택 가능한 남은 지뢰 없는 위치의 수를 P라고 합니다. P는 25에서 시작해 지뢰가 하나씩 배치될 때마다 1씩 줄어듭니다.

각 지뢰마다 SHAKE256 출력에서 무작위 4바이트(32비트) 숫자가 추출되며, 범위는 0에서 4,294,967,295까지입니다. P개의 위치 중에서 공정하게 하나를 선택하기 위해 거부 샘플링을 적용한 다음(입증된 공정성 작동 방식에서 설명하는 일반적인 개념 참고), 그 결과를 P로 나눈 나머지를 구해 배치 인덱스로 삼습니다.

// Pseudo Code
const placementIndex = randomNumber % P;

Cloudbet의 증명 가능하게 공정한 Mines 계산 흐름도: 무작위 바이트와 기각 샘플링이 각 지뢰 위치의 인덱스를 결정합니다.

지뢰가 더 남아 있다면, 선택된 위치는 목록에서 제거되고 P는 1만큼 줄어들며, 이 과정이 반복됩니다.

게임 진행

지뢰로 채워진 최종 그리드는 플레이어가 움직이기 전에 서버에서 생성되어 숨겨지며, 이미 공유된 커밋먼트(Commitment) 덕분에 이후에는 감지되지 않고 변경되거나 조작될 수 없습니다. 선택하는 각 타일은 단순히 이 숨겨진 그리드와 대조됩니다.

독립 검증을 위한 코드

이 프로그램은 Cloudbet의 Mines 구현과 정확히 일치합니다. 서버 시드, 클라이언트 시드, 논스, 지뢰 개수를 입력하고 의존성 하나를 설치한 다음 직접 실행해 게임 결과를 재현해 보세요.

참고: Cloudbet에서 완료된 게임의 서버 시드를 공개하려면 이미 새로운 라운드를 시작한 상태여야 합니다(이는 새로운 시드 쌍으로 교체됩니다).

의존성:

npm install js-sha3

코드:

// If you are running this yourself, then you can input your own data here
// You can then compare:
// 1) Cloudbet's provided Commitment to the Commitment outputted here. This proves that the Server Seed was not altered during gameplay.
// 2) Cloudbet's provided game outcome to the game outcome outputted here. This proves that your game's outcome was determined solely by the pre-game seeds and was not altered afterwards.
let myServerSeed      = 'your_server_seed'; // ✍️YOUR_INPUT✍️: Enter your (unhashed) Server Seed here
let myClientSeed      = 'your_client_seed'; // ✍️YOUR_INPUT✍️: Enter your Client Seed here
let myNonce           = 1;                  // ✍️YOUR_INPUT✍️: Enter your Nonce here
let myNumberOfMines   = 3;                  // ✍️YOUR_INPUT✍️: Enter your number of mines here
const usingCustomData = false;              // Change this to true if you are using your own data

// Load libraries
const crypto = require('crypto');
const { sha3_256, shake256 } = require('js-sha3');

// Step 1: Generate a Server Seed and Commitment
// And generate a Client Seed - either by player input or by the player's browser
function generateServerSeed() {
  let seed = crypto.randomBytes(32).toString('hex');
  if (usingCustomData) { seed = myServerSeed; }
  const commitment = sha3_256(seed);
  return { 'serverSeed': seed, 'commitment': commitment };
}
function getClientSeed() {
  let seed = crypto.randomBytes(32).toString('hex');
  if (usingCustomData) { seed = myClientSeed; }
  return seed;
}

// Step 2: Create a Round Signature with SHA3 using a Server Seed, Client Seed, and Nonce
function createRoundSignature(serverSeed, clientSeed, nonce) {
  return sha3_256(`${serverSeed}:${clientSeed}:${nonce}`);
}

// Step 3: Create a SHAKE256 stream generator from a Round Signature.
// To simplify this example program, this function doesn't create a stream, but instead a sequence of custom length.
function* createRandomNumberSequence(numbersToGenerate, roundSignature) {
  const numOfBytes = 4 * numbersToGenerate;           // 4 bytes (32 bits) per random number we generate
  const byteStream = shake256.create(8 * numOfBytes); // shaker256 takes bits as input
  byteStream.update(roundSignature);                  // Use the Round Signature to seed the generator
  const buf = Buffer.from(byteStream.digest());       // The Buffer class lets us package every 4 bytes into one 32-bit integer
  for (let i = 0; i < numbersToGenerate; i++) {
    yield buf.readUInt32BE(i * 4);                    // Read buf in 4-byte steps
  }
  throw new Error("No more numbers in the random number sequence! Fix: make 'numbersToGenerate' larger.");
}

// Step 4: Generate the mine locations
function pickUniquePositions(mineCount, totalTiles, rng) {
  const available = Array.from({ length: totalTiles }, (_, i) => i);
  let result = [];

  for (let i = 0; i < mineCount; ++i) {
    const index = sample(available.length, rng);

    result.push(available[index]);
    available.splice(index, 1);         // Remove chosen position from list of available positions
  }
  result.sort((a, b) => a - b);         // Sort the mine positions from smallest to largest
  result = result.map(num => num + 1);  // Increment positions by one so that they start with 1, 2, 3, ...
  return result;
}
// Rejection sampling for fair results
function sample(P, rng) {
  const maxAcceptable = Math.floor(0x100000000 / P) * P;

  // Rejection sampling
  let rand;
  do {
    rand = rng.next().value;
  } while (rand >= maxAcceptable);
  // Modulo operation
  const sampled_number = rand % P;

  return sampled_number;
}

// Example usage
(function main() {
  const gridSize = 25;
  let mineCount = 3;
  let nonce = 1;
  if (usingCustomData) { mineCount = myNumberOfMines; nonce = myNonce; }

  const { serverSeed, commitment } = generateServerSeed();
  const clientSeed = getClientSeed();

  const roundSignature = createRoundSignature(serverSeed, clientSeed, nonce);
  const numbersToGenerate = 24 * 2; // There are max. 24 mines, however due to rejection sampling we may need more random numbers
  const rng = createRandomNumberSequence(numbersToGenerate, roundSignature);

  const minePositions = pickUniquePositions(mineCount, gridSize, rng);

  console.log('📝 Commitment (shown before the game):', commitment);
  console.log('🔒 Server Seed (revealed after the game):', serverSeed);
  console.log('🎲 Client Seed:', clientSeed);
  console.log('🔢 Nonce:', nonce);
  console.log('🔁 Round Signature (can be verified after the game):', roundSignature);
  console.log('💣 Mine Positions (1 = top-left square, 5 = top-right square, 25 = bottom-right square):', minePositions);
})();

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전체 과정을 직접 확인하고, 시드를 살펴보고, 도구가 처음부터 결과를 어떻게 재구성하는지 지켜보세요.

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