CryptoKitties在展示区块链不仅可以用于简单的金融交易方面做得很好。

我希望将来我们会开始看到区块链在此类游戏中的更多创新用途，因此我想快速浏览一下 CryptoKitties 背后的代码，以展示它是如何在表面下实现的。

本文是为开发人员编写的，虽然它不是对 Solidity 的绝对初学者介绍，但我尝试包含指向文档的链接，以使所有级别的开发人员都可以访问它。

让我们开始……

加密猫源代码

几乎所有 CryptoKitties 代码都是开源的，因此了解其工作原理的最佳方法是通读源代码。

总共大约 2,000 行，所以在本文中，只介绍最重要的部分。

高级概述

如果你不熟悉 CryptoKitties 是什么，它基本上是一个购买、销售和繁殖数字猫的游戏。每只猫都有基因定义的独特外观，当 2 只猫一起繁殖时，它们的基因以独特的方式结合产生后代，然后您可以繁殖或出售后代。

CryptoKitties 的代码被拆分为多个较小的合约 ，以便将相关代码捆绑在一起，而不需要一个包含所有内容的巨型文件。

主 kitty 合约的分包继承如下所示：

合约KittyAccessControl

合约KittyBase是 KittyAccessControl

合约KittyOwnership是 KittyBase，ERC721

合约KittyBreeding是 KittyOwnership

合约KittyAuction是 KittyBreeding

合约KittyMinting是 KittyAuction

合约KittyCore是 KittyMinting

KittyCore应用程序最终指向的合约地址也是如此，它继承了之前合约的所有数据和方法。

让我们一一浏览这些合同。

1. KittyAccessControl: 谁控制合同？

该合约只能由特定角色执行操作的各种地址和约束来管理。即首席执行官、首席财务官和首席运营官。

这份合约是用来管理合约的，与游戏机制完全无关。它基本上具有“CEO”、“COO”和“CFO”的“setter”方法，它们是对合约的特定功能具有特殊所有权和控制权的以太坊地址。

KittyAccessControl 定义了一些函数修饰符，例如onlyCEO（它限制一个函数，以便只有 CEO 可以执行它），并添加方法来执行诸如暂停/取消暂停合约或提取资金之类的操作：

该pause()功能可能已添加，以便开发人员可以使用更新的版本对其进行更新，以防出现任何不可预见的错误……这实际上可以让开发人员完全冻结合约，使合约无人能转让、出售或繁殖他们的小猫！有趣的是，大多数人认为 DApp 完全去中心化只是因为它位于以太坊上。并不是。

继续…

2. KittyBase：能说清楚到底什么是小猫吗？

这是我们定义整个核心功能中最基本的共享代码的地方。这包括我们的主要数据存储、常量和数据类型，以及管理这些项目的内部函数。

KittyBase定义了很多应用的核心数据。首先，它将 Kitty 定义为struct：

struct Kitty {

uint256 基因；

uint64 出生时间；

uint64 冷却结束块；

uint32 matronId;

uint32 父亲身份；

uint32 siringWithId;

uint16 冷却指数；

uint16代；

}

所以一只小猫实际上只是一堆无符号整数......大概是这样。

分解每个部分：

genes— 一个 256 位整数，代表猫的遗传密码，决定猫长什么样的核心数据

birthTime— 猫出生时区块的时间戳

cooldownEndBlock— 这只猫可以再次进行繁殖的最小时间戳

matronId sireId——分别是猫的妈妈和爸爸的ID

siringWithId- 如果猫当前怀孕，则设置为父亲的 ID，否则设置为零

cooldownIndex- 这只猫的当前冷却时间（猫在繁殖后必须等待多长时间才能再次繁殖）

generation——这只猫的“世代号”。合约铸造的第一批猫有第 0 代；新猫的世代是它们父母世代中较大的一代，加1。

请注意，在 CryptoKitties 中，猫是无性的，任何 2 只猫都可以繁殖——因此猫没有性别。

然后KittyBaseKitty合约继续声明这些结构的数组：

这个数组保存了所有存在的 Kitties 的数据，所以它有点像一个 Master Kitty DB。每当创建一只新猫时，它就会被添加到这个数组中，它在数组中的索引成为猫的 ID，就像这里的Genesis的 ID 为“1”：

数组索引是“1”！

该合约还包含从猫的 ID 到其所有者地址的映射，以跟踪小猫的所有者：

映射（uint256 = 地址）公共kittyIndexToOwner；

还定义了一些其他映射，但为了使本文保持合理的长度，我不会详细介绍每个细节。

每当一只小猫从一个人转移到另一个人时，这个kittyIndexToOwner映射就会更新以反映新主人：

转移所有权会将 Kitty 的 ID 的 `kittyIndexToOwner` 设置为接收者的 `_to` 地址。

现在让我们看看创建新的小猫时会发生什么：

所以这个函数传递了父母的ID 、猫咪的代号、 256位的遗传密码和主人的地址。然后它创建小猫，将其推送到主Kitty阵列，然后调用_transfer()以将其分配给它的新所有者。

真的超酷的有没有——所以现在我们可以看到 CryptoKitties 如何将小猫定义为一种数据类型，它如何将所有小猫存储在区块链上，以及它如何跟踪谁拥有哪些小猫。

3. KittyOwnership：Kitties 作为代币

这部分内容提供了遵循 ERC721 规范草案的代币交易所需的基本方法。

CryptoKitties 符合ERC721 代币规范，这是一种不可替代的代币类型，非常适合跟踪数字收藏品的所有权，例如数字扑克牌或 MMORPG 中的稀有物品。

关于可替代性的注意事项：以太是可替代的，因为任何 5 ETH 都与任何其他 5 ETH 一样好。但是对于像 CryptoKitties 这样的不可替代代币，并非每只猫都是平等的，因此它们不能相互互换。

从它的合约定义可以看出，KittyOwnership 继承自 ERC721 合约：

合约 KittyOwnership 是 KittyBase，ERC721 {

并且所有 ERC721 代币都遵循相同的标准，因此KittyOwnership合约填写了以下功能的实现：

由于这些方法是公开的，这为用户与 CryptoKitties 代币进行交互提供了一种标准方式，就像他们与任何其他 ERC721 代币进行交互一样。您可以直接通过与以太坊区块链上的 CryptoKitties 合约进行交互来将您的代币转移给其他人，而无需通过他们的 Web 界面，因此从这个意义上说，您真正拥有您的小猫。（除非 CEO 暂停合同）。

4. KittyBreeding：猫开始混血

该文件包含将猫一起繁殖所需的方法，包括跟踪父亲的报价，并依赖于外部基因组合合同。

“外部基因组合合约”（geneScience）存储在单独的合约中，不是开源的。

KittyBreeding合约包含一个让 CEO 设置此外部合约地址的方法：

他们这样做是为了增加游戏难度——如果你能读懂一只小猫的 DNA 是如何确定的，就更容易知道要繁殖哪些猫才能得到一只“花哨的猫”。

这个外部geneScience合约稍后在giveBirth()函数中使用（我们稍后会看到）来确定新猫的 DNA。

现在让我们看看当两只猫一起繁殖时会发生什么：

所以这个函数获取母亲和父亲kitties的 ID，在主数组中查找它们，并将siringWithId母亲的 ID 设置为父亲的 ID。（当siringWithId非零时，表示母亲怀孕）。

它还让triggerCooldown对父母双方都执行，这使得他们在一定时间内无法再次繁殖。

接下来，我们有一个giveBirth()创建新猫的公共函数：

对代码的内嵌注释是不言自明的。基本上，代码首先执行一些检查以查看母亲是否准备好分娩。然后它使用 确定孩子的基因geneScience.mixGenes()，将新小猫的所有权分配给母亲的主人，然后调用_createKitty()我们在KittyBase中查看的函数。

请注意，该geneScience.mixGenes()函数是一个黑匣子，因为该合约是闭源的。所以我们实际上并不知道孩子的基因是如何决定的，但我们知道这是母亲基因、父亲基因和母亲基因的某种功能cooldownEndBlock。

5. KittyAuctions：猫的买卖和“配种”

在这里，我们有拍卖或竞标猫或“种公”父亲服务的方法。实际的拍卖功能在两个同级合同中处理（一个用于销售，一个用于分配），而拍卖创建和竞标主要通过核心合同的这一方面进行调解。

根据开发人员的说法，他们将此拍卖功能拆分为“兄弟”合约，因为“它们的逻辑有些复杂，并且总是存在细微错误的风险。通过将它们保留在自己的合同中，我们可以在不破坏跟踪小猫所有权的主合同的情况下对其进行升级。”

所以这个KittyAuctions合约包含了函数setSaleAuctionAddress()和setSiringAuctionAddress()，这些函数setGeneScienceAddress()只能由 CEO 调用，并设置了处理这些函数的外部合约的地址。

注意： “Siring”是指给你的猫“配种繁育”——把它拍卖，另一个用户可以用以太币支付给你，让你的猫和他们的猫一起繁殖。LOL。

这意味着即使 CryptoKitties 合约本身是不可变的，CEO 也可以灵活地更改这些拍卖合约的地址，这将改变拍卖规则。同样，这不一定是坏事，因为有时开发人员需要修复错误，但需要注意一些事情。

6. KittyMinting：Gen0 猫工厂

最后一个方面包含我们用于创建新的 gen0 猫的功能。我们最多可以制作 5000 只可以赠送的“促销”猫（当社区是新社区时尤其重要），而所有其他猫只能通过算法确定的起始价格创建并立即进行拍卖。无论它们是如何创建的，都有 50k gen0 猫的硬性限制。在那之后，一切都取决于社区来繁殖、繁殖、繁殖！

合约能够创建的促销猫和 gen0 猫的数量在这里是硬编码的：

uint256 公共常量 PROMO_CREATION_LIMIT = 5000;

uint256 公共常数 GEN0_CREATION_LIMIT = 45000;

下面是“COO”可以创建促销小猫和 gen0 小猫的代码：

因此createPromoKitty()，看起来首席运营官可以用他想要的任何基因创造一只新的小猫，并将它发送给他想要的任何人（最多 5000 只小猫）。我猜他们会将此用于早期的 beta 测试人员、朋友和家人，以免费赠送小猫进行促销等。

但这也意味着您的猫可能并不像您想象的那么独特，因为他可能会打印 5000 个相同的副本！

因为createGen0Auction()，首席运营官还提供了新小猫的遗传密码。但它并没有将其分配给特定人的地址，而是创建了一个拍卖，用户将竞标以太币购买这只小猫。

7. KittyCore：主合同

这是主要的 CryptoKitties 合约，它是在以太坊区块链上编译和运行的。这份合同将一切联系在一起。

由于继承结构，它继承了我们之前看到的所有合约，并添加了更多的 final 方法，例如使用它的 ID 获取所有 Kitty 数据的函数：

这个方法是公开的，它将从区块链返回特定小猫的所有数据。我想这是他们的网络服务器查询的内容，用于在网站上显示猫。

等等……我没有看到任何图像数据。是什么决定了小猫的长相？

正如我们从上面的代码中看到的那样，“小猫”基本上可以归结为一个 256 位的无符号整数，代表它的遗传密码。

Solidity 合约代码中没有任何内容可以存储猫的图像或其描述，或者确定 256 位整数的实际含义。该遗传密码的解释发生在 CryptoKitty 的网络服务器上。

因此，虽然这是一个非常聪明的区块链游戏演示，但它实际上并不是 100% 基于区块链的。如果将来他们的网站下线，除非有人备份了所有图像，否则您将只拥有一个毫无意义的 256 位整数。

在合约代码中，我确实找到了一个名为 的合约ERC721Metadata，但它永远不会被用于任何事情。所以我的猜测是他们最初计划将所有内容存储在区块链中，但后来决定反对它（在以太坊中存储大量数据成本太高？）因此他们最终需要将其存储在他们的网络服务器上。

综上所述

好的……总而言之，目前我们搞明白了：

小猫如何表示为数据

现有的所有小猫如何存储在一个智能合约中，以及它如何跟踪谁拥有什么

gen0 小猫是如何产生的

小猫如何繁殖形成新的小猫

这只是一个顶级概述。开始构建您自己的游戏吧，毫无疑问这是一个愉快的过程。