從技術的角度分析為什麼 GTA5 的反外掛機制如此之差

這兩天玩了一下 GTA5 線上模式，一開始挺好玩的，但是加入了一些人比較多的公開戰局以後，就遇到了很多「俠盜科學家」，也就是咱們常說的神仙，開外掛作弊的人。

首先是什麼刷車的，刷飛機的都有，隨意召喚 X80 超跑，坦克，飛機，原地一鍵改滿配的，這都是很常見的。接著是各種鎖血的，自瞄爆頭的，還帶預判位置，無論你跑到哪都能一槍打死。最後是各種傳送的，明明看到對方的飛機還離你兩個山頭遠，下一秒就出現在你頭頂了，並不是網路延遲，就算是延遲，也不可能一秒瞬移幾公里吧。

打了幾局下來，遊戲體驗極差，當然我也承認我自己作弊了，但是只是刷了一點錢，不至於像那些神仙那麼變態。。所以我現在看到這些神仙都繞著走，要是被盯上了就開被動模式，但是還有的神仙連被動模式都能秒你，這種就只有退戰局了。

話題說回來，為什麼 GTA5 的反外掛機制這麼爛，導致遍地外掛？目前我玩公開戰局，十個戰局有五六個都有掛。到底是 RockStar 放任外掛還是科學家們太強大？今天我們就從技術角度來分析 GTA5 的外掛。

一、網路架構

我們比較熟悉的傳統網路遊戲，例如英雄聯盟、穿越火線、反恐精英等等，都是基於 C/S 架構的，即客戶端（Clients）/ 伺服器（Server）。

而 GTA5 的線上模式使用的架構是 P2P + C/S，什麼是 P2P 呢？P2P 是一種去中心化的網路技術，你可以把傳統的 C/S 架構理解為學校老師上課，老師就是 Server，它說什麼你們就聽什麼，當你有什麼事情需要舉手報告給老師。而 P2P 大概就相當於學生自由討論，你可以和其他同學交流你自己的東西，每個人都能成為「老師」。

大部分遊戲的連接協議都是基於 TCP 協議，GTA5 遊戲連接協議的底層是基於 UDP 協議。TCP 和 UDP 有什麼區別呢？我們來舉個例子，首先 TCP 協議有一個「三次握手」過程，假設你想要連接到伺服器並發送信息，步驟是這樣的：

1. 客戶端嘗試向伺服器發起連接，告知伺服器「我是客戶端 XXX」
2. 伺服器收到連接請求後，返回給客戶端「我是服務端，我已經收到你的連接請求了」
3. 客戶端再告訴伺服器「我是客戶端，我已經收到服務端返回給我的信息，現在可以建立連接了」
4. 客戶端與伺服器的連接就建立成功了，開始發送數據。

而 UDP 是一種無連接的協議，用 UDP 協議想要發送數據的話，步驟是這樣的：

1. 客戶端直接把一大坨數據發給伺服器「我是客戶端 XXX，這些就是數據，不管你收沒收到，我已經發了」
2. 伺服器收到數據後，再告訴客戶端「我收到了，這句話不管你收沒收到，我已經發了」

這裡可以很明顯地看出，TCP 是一種可靠的傳輸數據方式，而 UDP 相對於前者來說是相對不可靠的，TCP 會對數據進行校驗，這樣可以避免傳輸過程產生的數據丟失和損壞，而 UDP 因為是無連接的協議，數據完整性是無法保證的。

二、數據傳輸

看完上面的介紹，你可能會問，為什麼 GTA5 不用 TCP 協議傳輸數據呢？這樣不就可以保證數據完整了嗎？

沒錯，TCP 協議是可以保證數據完整，但是帶來的負面影響是非常大的，如果使用 TCP 協議，那麼就會：

1. 遊戲會很容易掉線，各種卡，開車會一卡一頓，走路也是，開槍會很難打中敵人。
2. 伺服器會承受不了大量的連接而崩潰

而如果使用的是 UDP 協議，卡頓的問題就會好很多了，首先，因為無需建立連接，只需要發送數據，客戶端只要把數據發出去就行了，不用管收不收得到，這樣的話你在本地玩起來就會感覺很流暢，但是別人看你可能會各種瞬移（在網路不好的情況下），如果使用 TCP，遇到網路不好的情況，你和所有人都會覺得很卡，還可能頻繁掉線。

第二，GTA5 使用的 P2P 技術，P2P 是一種「點對點」的數據傳輸技術，因為 P2P 無需伺服器，而是由各個客戶端來互相傳輸數據，即每個人都可以成為「伺服器」來為其他客戶端提供數據，大大節省了中央伺服器的性能開銷，這樣有什麼好處呢？就是客戶端不會再因為和伺服器的延遲過高而感覺卡頓，因為提供數據的並不是伺服器，而是和你在一個戰局的其他玩家。

如果你和朋友一起在線上玩過飆車，你可能會見到這種情況：

1. 你和你的朋友一起在玩漂移，過一個彎的時候你發現對方的車用一種很不自然的姿態漂過去了
2. 你和你的朋友一起開車在山路行駛，過一個彎的時候你發現對方的車突然撞出路面了，過一會你發現他人不見了，而是出現在了另一個位置，車子一點事都沒有，好好地在開著。

先來解釋第一種情況，當你的朋友開著車在漂移的時候，因為是 P2P 網路，此時是由他的電腦在「告訴」你的電腦，他當前的車輛速度、輪子的角度，以及車子的其他信息，你的電腦收到了以後，在本地模擬進行計算，最終演算出了這個效果，在他電腦上看來他可能做了一個很漂亮的甩尾，而你這邊看到就像整輛車橫著飛了過去一樣。

然後是第二種情況，這種情況通常是網路卡頓，有可能是你的網路卡了，或者他的網路卡了，在遊戲的過程中，對方是不斷在向你的電腦發送數據的，然後你的電腦再在本地進行計算，而如果發著發著突然網路嗝屁了，你的電腦沒有收到對方打了轉向的消息，你的電腦就會「認為」對方的車以之前的速度直線撞出去了，但是過了一會，對方的數據包又傳過來了，你的電腦就會重新進行計算，然後你就會看到對方的車子又重新出現在了道路上。

三、數據安全

由於沒有中央伺服器的介入，所有數據都由客戶端之間互相發送，這就存在了一定（或者說很大）的安全隱患。

舉個例子，你和一個敵對玩家在對槍，你對著他開了一槍，此時你的電腦會發送數據告訴對方的電腦「我朝你開了一槍，方向是 XXX，角度是 XXX」，正常來說，對方的電腦在收到你的數據後，會在本地進行計算，你是不是打中了我，如果打中了，我再返回數據給你。

而如果他開了外掛，外掛通過修改數據包，一直就返回給你「你沒打中，你沒打中，略略略」這就變成了無敵外掛，你怎麼也打不死對方。

還有就是帖子開頭提到的刷載具，外掛通過改數據，在本地先刷一輛車出來，接著再「告訴」其他客戶端，我這裡出現了一輛車，其他客戶端收到以後，就會把這輛車顯示出來，這樣所有人都看得到這輛車了。

刷錢也是一個原理，通常情況你不可能直接修改你的金錢數量（要是能改那豈不是逆天了），因為數據掌握在中央伺服器上，你想要獲得錢，必須要通過正常的手段或者事件，例如殺了一個 NCP 掉了錢，撿起來就可以獲得，或者做任務得到錢。

刷錢的原理，就是在你面前創建一大堆錢袋（GTA5 裡面有這麼個東西叫錢袋，是一種物品，走過去就可以撿起來，然後就能獲得錢）因為創建實體是不會把數據提交給中央伺服器的，因此外掛可以在本地創建一堆錢袋，然後走過去撿起來，這時候客戶端就可以告訴中央伺服器「我撿到了好多錢袋，我現在有 XXXXX 的錢了」。

讀到這裡可能有人會問，既然需要上報給中央伺服器，那中央伺服器做個判斷不就行了？

沒錯，是可以通過這樣來判斷玩家獲得的錢是否合法，但是因為 GTA5 的玩家數量實在是太多了，如果每次獲得錢後都要進行一次驗證，那伺服器會炸的，設想一下，你在做一個任務，一陣激烈的槍戰後，地上倒了一堆 NPC，你走過去撿他們掉的錢，結果你撿一下就要上報給中央伺服器一次數據，那豈不是一卡一卡的？

所以，R 星並沒有這麼做，其實大部分時候，你的金錢數據都是在你本地儲存的，同時通過 P2P 網路與其他玩家同步，本地存一份，中央伺服器上存一份，然後定期同步，大概就是這樣的。

一個很明顯的地方，你在改車、買槍的時候，留意右下角，你會看到一個轉圈圈的圖標，旁邊寫著「交易處理中」，這時候其實客戶端就在和中央伺服器通訊，進行物品購買的操作，此時伺服器就會判斷你的錢夠不夠，但是不會判斷你的錢來源合不合法，因為無法追溯你獲得錢的來源，這就導致了可以刷錢。

四、網路卡頓的原因

在玩 GTAOL 的時候，你可能會發現，和有些玩家玩的時候就很流暢，和另一些玩家玩的時候就看到他們各種瞬移，各種車子撞樹撞電線杆，其實這都是和 P2P 有關。

前面已經說了，P2P 是將每個客戶端都變成了一台伺服器，既能接收數據也能發送數據，如果你和某個玩家比較近（物理上的），你和他的延遲低，那麼你們兩個一起玩的時候就會很流暢。而如果你和某個玩家距離幾千上萬公里，不同國家的，那麼你們之間的延遲就會很大，玩起來的時候就會感覺很卡。

因此 GTA5 有一個匹配機制，即自動將你附近的玩家（或者和你同一個國家的玩家）匹配到同一個戰局。例如我之前掛了一個日本的 SSR 作為加速器來連接遊戲，我匹配到的就全是日本玩家。

那麼如何避免或者降低卡頓呢？首先你需要確定你和某個玩家之間延遲大不大，例如和他一起飈車，如果他不停瞬移或者各種奇 ♂ 怪的姿勢瞎漂、撞車，那麼就說明延遲應該不小。

確定了延遲以後，你就應該盡量和這個玩家保持距離，最好是在視野範圍之外，這樣你的電腦就不會載入來自對方電腦的數據，這也是 B 站玩漂移的大佬 老基 說的，打輪轂的時候盡量找沒人的地方打，不然容易把車胎打爆。原因就是遊戲數據在由其他玩家發送給你，這中間可能就存在延遲或者其他問題，本來你打的是輪轂，可能就因為網路問題打到輪胎了。

五、心跳機制

前面說了，GTA5 的聯機是基於 UDP 協議的，既然 UDP 是一種無狀態的協議，為什麼偶爾還是能看到遊戲提示「連接超時」？答案就是心跳機制。為了確認客戶端在線，每個客戶端之間都會互相發送一個心跳數據包（heartbeat），時間可以是 5 秒一次，或者 10 秒一次都可以，如果超過指定時間還沒收到某個客戶端的心跳數據包，那麼就認為這個客戶端「死了」（連接超時）。

各位可以看看我的論壇，https://www.zerobbs.net/，打開後按下 F12，轉到 Console，你會看到很多的「WebSocket heartbeat received」，這個論壇的評論區是使用 WebSocket 實現評論內容實時更新的，雖然是基於 TCP，但是為了保證客戶端在線，還是使用了心跳數據包的機制，每間隔 5 秒發送一個心跳數據包。

TCP 協議雖然是一種有狀態的連接，但是並不是代表客戶端與伺服器的連接中斷後，伺服器就能「知道」的。

六、題外話

其實完全使用伺服器同步數據的遊戲也有，例如坦克世界，在坦克世界這個遊戲中，你的任何操作都需要與伺服器同步，例如車子前進後退，左轉右轉，開炮等。在 GTA5 里，你開一炮以後，是由你的電腦告訴其他玩家的電腦，我打了哪裡，方向，角度等。而坦克世界裡，你開了一炮以後，是由伺服器來計算，你的炮彈打到了哪裡，打中了沒有。

因此坦克世界是我目前見過外掛最少的遊戲，雖然也有，不過都是一些純本地自慰用的掛，比如什麼去草叢，無限視野縮放之類的。去草叢其實沒啥用，只是讓你看的清楚一點，伺服器告訴你看不見你就看不見，坦克世界玩家常說的「點亮了」就是指伺服器告訴你，你「看見」了對方的坦克。而如果伺服器就是不告訴你敵人在哪，你就算把山都變成透明的，你也看不到敵方的坦克。

很早以前見過一個比較牛逼的外掛，可以垂直開上山，卡進別人車裡，那個是利用了遊戲的 bug，現在早就已經修復了。

感謝閱讀此文章，本文章由 Akkariin 原創，轉載請註明文章地址。

原文鏈接：https://www.zerobbs.net/thread/107