Rewarding gaming achievements in a decentralized way

Thanks to blockchain technology, it is possible for players to own in-game items and even get rewarded NFTs or tokens for their gaming achievements. After introducing the blockchain and related concepts, this thesis delves into centralized and decentralized architectures that allow ownership of in-game items. So far, games have not been run on a blockchain due to the high computation cost. After analyzing the available technologies to achieve on-chain game computation, it is established that ZK-rollups are the best fit for this purpose, and Starknet is chosen to implement some proofs of concept. Next, methods for distributing rewards based on game results are proposed. The proofs of concept are Snake and Flappy Bird, two single-player simple games, respectively of discrete-time and continuous-time. It was possible to execute both games on Starknet, given the game moves as input to a single transaction, with a very affordable cost of a few cents. This was never possible on any other decentralized computation technology.

Grazie alla tecnologia blockchain, è possibile per i giocatori possedere oggetti di gioco e persino guadagnare NFT o tokens per i loro risultati di gioco. Dopo un'introduzione alla blockchain e ai concetti correlati, questa tesi approfondisce le architetture centralizzate e decentralizzate che consentono la proprietà degli oggetti di gioco. Finora i giochi non sono stati eseguiti su una blockchain a causa dell'elevato costo della computazione. Dopo un'analisi delle tecnologie disponibili per ottenere la computazione di giochi on-chain, viene stabilito che i rollup ZK sono la soluzione migliore per questo scopo e viene scelta Starknet per implementare alcune prove di concetto. Successivamente, vengono proposti metodi per la distribuzione di ricompense in base ai risultati del gioco. Le prove di concetto sono Snake e Flappy Bird, due semplici giochi per giocatore singolo, rispettivamente a tempo discreto e tempo continuo. È stato possibile eseguire entrambi i giochi su Starknet, date le mosse di gioco come input per una singola transazione, con un costo molto abbordabile di pochi centesimi. Questo non è mai stato possibile su nessun'altra tecnologia di calcolo decentralizzata.