📜 [專欄新文章] Gas Efficient Card Drawing in Solidity
✍️ Ping Chen
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Assign random numbers as the index of newly minted NFTs
Scenario
The fun of generative art NFT projects depends on randomness. The industry standard is “blind box”, where both the images’ serial number and the NFTs’ index are predetermined but will be shifted randomly when the selling period ends. (They call it “reveal”) This approach effectively solves the randomness issue. However, it also requires buyers to wait until the campaign terminates. What if buyers want to know the exact card right away? We’ll need a reliable onchain card drawing solution.
The creator of Astrogator🐊 isn’t a fan of blind boxes; instead, it thinks unpacking cards right after purchase is more interesting.
Spec
When initializing this NFT contract, the creator will determine the total supply of it. And there will be an iterable function that is randomly picking a number from the remaining pool. The number must be in range and must not collide with any existing ones.
Our top priority is accessibility/gas efficiency. Given that gas cost on Ethereum is damn high nowadays, we need an elegant algorithm to control gas expanse at an acceptable range.
Achieving robust randomness isn’t the primary goal here. We assume there’s no strong financial incentive to cheat, so the RNG isn’t specified. Implementers can bring their own source of randomness that they think is good enough.
Implementation
Overview
The implementation is pretty short and straightforward. Imagine there’s an array that contains all remaining(unsold) cards. When drawIndex() is called, it generates a (uniform) random seed to draw a card from the array, shortens the array, and returns the selected card.
Algorithm
Drawing X cards from a deck with the same X amount of cards is equal to shuffling the deck and dealing them sequentially. It’s not a surprise that our algorithm is similar to random shuffling, and the only difference is turning that classic algo into an interactive version.
A typical random shuffle looks like this: for an array with N elements, you randomly pick a number i in (0,N), swap array[0] and array[i], then choose another number i in (1,N), swap array[1] and array[i], and so on. Eventually, you’ll get a mathematically random array in O(N) time.
So, the concept of our random card dealing is the same. When a user mints a new card, the smart contract picks a number in the array as NFT index, then grabs a number from the tail to fill the vacancy, in order to keep the array continuous.
Tweak
Furthermore, as long as the space of the NFT index is known, we don’t need to declare/initialize an array(which is super gas-intensive). Instead, assume there’s such an array that the n-th element is n, we don’t actually initialize it (so it is an array only contains “0”) until the rule is broken.
For the convenience of explanation, let’s call that mapping cache. If cache[i] is empty, it should be interpreted as i instead of 0. On the other hand, when a number is chosen and used, we’ll need to fill it up with another unused number. An intuitive method is to pick a number from the end of the array, since the length of the array is going to decrease by 1.
By doing so, the gas cost in the worst-case scenario is bound to be constant.
Performance and limitation
Comparing with the normal ascending index NFT minting, our random NFT implementation requires two extra SSTORE and one extra SLOAD, which cost 12600 ~ 27600 (5000+20000+2600) excess gas per token minted.
Theoretically, any instantly generated onchain random number is vulnerable. We can restrict contract interaction to mitigate risk. The mitigation is far from perfect, but it is the tradeoff that we have to accept.
ping.eth
Gas Efficient Card Drawing in Solidity was originally published in Taipei Ethereum Meetup on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.
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有個即將上市的 NFT 項目,竟然是買到賺到?!🤑🤑
在差不多一個月之前,我偶然發現到一個還在準備中的 NFT 項目,叫做 MekaVerse。
這個項目當時才剛剛開始,只是在網絡上發佈了一個關於這個項目的短片,就吸引了上千人加入了他們的 discord 群組,讓 discord 會員暴增至 8 千多人。
截至 2021/09/30,他們的 discord 會員已經超過 13 萬人,是無聊猴 (Bored Ape Yacht Club) 的 3 倍!而 Twitter 上的粉絲也已超過 11 萬人。
目前 MekaVerse 團隊已經宣布可以 mint 的日期,還有到時候一共會推出 8,888 個 NFT。
8,888 個 MekaVerse 的 NFT,跟他們龐大的粉絲群相比,簡直可以說是僧多粥少,可以想像到到時候可以開始 mint 時的氣費 (gas fee) 會有多高。😱😱
究竟 MekaVerse 是一個怎樣的 NFT 項目?為什麼大家都被這個項目吸引?而我為什麼會認為這是一個買到賺到的項目?
如果你對以上問題感到興趣,歡迎來看今天的視頻!
⚠️ 重要聲明:今天的視頻僅供參考,並非投資建議。投資有風險,請謹慎投資。
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