全球Web3技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展報(bào)告(2022年)_第1頁
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文檔簡介

No.202223

全球Web3技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)

發(fā)展報(bào)告

(2022年)

中國信息通信研究院

2022年12月

前言

目前,新一代互聯(lián)網(wǎng)框架Web3正在形成,世界主要國家均對其

發(fā)展高度關(guān)注并開展積極探索,學(xué)術(shù)界圍繞共識協(xié)議、加密通信、智

能合約、去中心化信任網(wǎng)絡(luò)、分布式應(yīng)用等核心技術(shù)進(jìn)行研究,產(chǎn)業(yè)

界聚焦在新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及自主數(shù)字身份管理和數(shù)字資產(chǎn)驅(qū)動(dòng)

下的金融、游戲、文化等領(lǐng)域應(yīng)用創(chuàng)新。

Web3不只是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的簡單創(chuàng)新,可能會帶來是互聯(lián)網(wǎng)體

系架構(gòu)整體性演進(jìn)和系統(tǒng)性升級。萬維網(wǎng)(Web)為用戶查詢和瀏覽

網(wǎng)頁提供了圖形化、易于訪問的界面,成為全球第一個(gè)爆款互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)

用。從狹義的角度看,Web1.0階段的用戶只能被動(dòng)瀏覽網(wǎng)頁,Web2.0

階段的用戶依賴平臺創(chuàng)造和傳播信息,Web3階段的用戶可以更加自

主的管理數(shù)據(jù)并在互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容創(chuàng)造中獲得價(jià)值。從廣義的角度看,

Web3通過設(shè)計(jì)新的技術(shù)協(xié)議和建設(shè)新的基礎(chǔ)設(shè)施,讓互聯(lián)網(wǎng)更加去

中心化、更加安全,讓用戶掌握自己的數(shù)字身份和數(shù)字資產(chǎn),是首次

在數(shù)字世界中創(chuàng)造了真正可面向數(shù)據(jù)要素確權(quán)、流通、交易的經(jīng)濟(jì)體

系,從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)體系與經(jīng)濟(jì)體系協(xié)同創(chuàng)新,促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)

濟(jì)的融合發(fā)展。

但我們必須認(rèn)識到Web3仍處于發(fā)展初期。Web3的本質(zhì)內(nèi)涵和

概念范疇如何界定,Web3的整體性技術(shù)框架與區(qū)塊鏈等核心技術(shù)實(shí)

現(xiàn)之間的關(guān)系如何協(xié)調(diào),Web3的業(yè)務(wù)需求和應(yīng)用場景是否可實(shí)現(xiàn)規(guī)

模性驗(yàn)證,Web3創(chuàng)新生態(tài)是否對Web2.0平臺經(jīng)濟(jì)和傳統(tǒng)的中心化監(jiān)

管治理體系帶來較大沖擊等,業(yè)界尚未形成統(tǒng)一的認(rèn)識和明確的答案。

本白皮書將重點(diǎn)對Web3從技術(shù)、開發(fā)、部署、應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)等視

角進(jìn)行分析和闡述。在技術(shù)層面,提出“四層兩化”基本框架,即Web3

可包括設(shè)施、基礎(chǔ)、擴(kuò)展、應(yīng)用在內(nèi)的四層技術(shù)協(xié)議棧,同時(shí)在數(shù)字

身份標(biāo)識化和數(shù)字對象資產(chǎn)化相互作用下建立技術(shù)體系。在開發(fā)層面,

梳理出Web3分布式應(yīng)用開發(fā)框架應(yīng)包括基礎(chǔ)設(shè)施、組件工具、交互

界面、用戶入口、部署環(huán)境等五類核心工程要素。在部署層面,Web3

將構(gòu)建數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、自主管理、分布互聯(lián)、安全可信的新一代互聯(lián)網(wǎng),

并對計(jì)算、存儲、通信等帶來新的需求和新的動(dòng)力。在應(yīng)用層面,整

理了Web3在金融科技、內(nèi)容創(chuàng)作、游戲娛樂、文化創(chuàng)意、社交活動(dòng)

等不同領(lǐng)域的典型場景,并歸納出Web3由數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)價(jià)值分配和價(jià)

值流動(dòng)的基本應(yīng)用模式。在產(chǎn)業(yè)層面,全面梳理了國家政策、標(biāo)準(zhǔn)組

織、資本市場、企業(yè)主體的最新動(dòng)態(tài)。

最后,分析了Web3下一階段的演進(jìn)趨勢和可能面臨的主要挑戰(zhàn)。

我們相信Web3的持續(xù)發(fā)展必然對整個(gè)數(shù)字空間帶來巨大的影響,一

個(gè)新的數(shù)字時(shí)代可能來臨。由于Web3技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,我們

對Web3的認(rèn)識還有待進(jìn)一步深化,白皮書中存在不足之處,敬請大

家批評指正。

圖目錄

圖1Web1.0、Web2.0、Web3實(shí)現(xiàn)程度雷達(dá)圖........................................................2

圖2Web3經(jīng)濟(jì)空間發(fā)展邏輯....................................................................................5

圖3Web3經(jīng)濟(jì)空間價(jià)值邏輯....................................................................................6

圖4Web3協(xié)議棧及關(guān)鍵技術(shù)....................................................................................9

圖5數(shù)字身份協(xié)議業(yè)務(wù)邏輯....................................................................................15

圖6數(shù)字資產(chǎn)業(yè)務(wù)邏輯............................................................................................17

圖7Web3分布式應(yīng)用開發(fā)框架圖..........................................................................18

圖8Web2.0部署架構(gòu)與Web3部署架構(gòu)對比........................................................25

圖9Web3分布式應(yīng)用模式的價(jià)值閉環(huán)..................................................................30

圖10Web2.0和Web3金融模式對比......................................................................31

圖11Web2.0和Web3內(nèi)容創(chuàng)作模式對比..............................................................32

圖12Web3游戲與傳統(tǒng)游戲模式對比....................................................................33

圖13數(shù)字藏品業(yè)務(wù)模式..........................................................................................34

圖14Web3社交的業(yè)務(wù)模式....................................................................................35

圖15全球Web3投資金額和投資數(shù)量趨勢..........................................................40

圖16五大區(qū)塊鏈投資機(jī)構(gòu)不同領(lǐng)域投資數(shù)量趨勢..............................................41

圖17五大區(qū)塊鏈機(jī)構(gòu)不同領(lǐng)域投資金額趨勢......................................................41

全球Web3技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展報(bào)告(2022年)

一、Web3基本認(rèn)識

Web3.0最早由英國計(jì)算機(jī)科學(xué)家蒂姆·伯納斯·李于1998年提

出,用于描述讓網(wǎng)絡(luò)更加理解信息本身、更智能服務(wù)用戶的語義網(wǎng)

概念。2014年,以太坊聯(lián)合創(chuàng)始人加文·伍德提出Web3的新設(shè)想,

希望以區(qū)塊鏈、智能合約等為起點(diǎn),開啟新的數(shù)字經(jīng)濟(jì)浪潮1。

本報(bào)告認(rèn)為,Web3不只是互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的簡單創(chuàng)新,可能會帶

來互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)整體性演進(jìn)和系統(tǒng)性升級。萬維網(wǎng)(Web)為用

戶查詢和瀏覽網(wǎng)頁提供了圖形化、易于訪問的界面,成為全球第一

個(gè)爆款互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。從狹義的角度看,Web1.0階段用戶只能被動(dòng)瀏

覽網(wǎng)頁,Web2.0階段用戶依賴平臺創(chuàng)造和傳播信息,Web3階段用

戶可更加自主的管理數(shù)據(jù)并在互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容創(chuàng)造中獲得價(jià)值。從廣義

的角度看,Web3通過設(shè)計(jì)新的技術(shù)協(xié)議和建設(shè)新的基礎(chǔ)設(shè)施,讓互

聯(lián)網(wǎng)更加去中心化、更加安全,讓用戶掌握自己的數(shù)字身份和數(shù)字

資產(chǎn),是首次在數(shù)字世界中創(chuàng)造了真正可面向數(shù)據(jù)要素確權(quán)、流

通、交易的經(jīng)濟(jì)體系,從而實(shí)現(xiàn)技術(shù)體系與經(jīng)濟(jì)體系協(xié)同創(chuàng)新,有

望促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的融合發(fā)展。

(一)Web3的產(chǎn)生原因

當(dāng)前,以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為代表的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速

孕育,主要國家的政產(chǎn)學(xué)研用等各界都在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施方面、網(wǎng)絡(luò)體

系技術(shù)創(chuàng)新與演進(jìn)方面以及應(yīng)用體系技術(shù)創(chuàng)新與生態(tài)方面積極推動(dòng)

1Web3.0是Web從Web2.0演進(jìn)的下一步,語義網(wǎng)是演變的主要組成部分,而Web3是正在形成中的新一

代互聯(lián)網(wǎng)框架,強(qiáng)調(diào)讓用戶掌握自己的數(shù)字身份和數(shù)字資產(chǎn)。

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全球Web3技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展報(bào)告(2022年)

新一代互聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新探索。無論從基礎(chǔ)設(shè)施升級,還是從技術(shù)產(chǎn)業(yè)和

應(yīng)用生態(tài)創(chuàng)新來看,高速傳輸、網(wǎng)絡(luò)確定性、云網(wǎng)融合/算網(wǎng)一體、安

全可信、智能自治、泛在連接成為下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向。

Web2.0提供了用戶與平臺之間豐富的互動(dòng),并改變了商家與消費(fèi)者

的交易模式,有助于降低生產(chǎn)和交易成本;Web3開始關(guān)注增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、

虛擬現(xiàn)實(shí)等更多人-機(jī)-物交互技術(shù)和模式,在保障用戶身份和數(shù)據(jù)自

主管理權(quán)的前提下,通過共識算法、智能合約、加密通信等技術(shù),在

互聯(lián)的效率和權(quán)益的公平之間取得平衡,并探索數(shù)據(jù)價(jià)值的發(fā)揮。

來源:中國信息通信研究院

圖1Web1.0、Web2.0、Web3實(shí)現(xiàn)程度雷達(dá)圖

從技術(shù)演進(jìn)看,Web3通過豐富網(wǎng)絡(luò)交互協(xié)議提供發(fā)展新動(dòng)力。

互聯(lián)網(wǎng)作為全球化信息傳遞網(wǎng)絡(luò),依靠TCP/IP等基礎(chǔ)協(xié)議確保信息

傳遞通道的實(shí)現(xiàn),但在設(shè)計(jì)之初缺乏對信任安全和數(shù)據(jù)價(jià)值考慮,導(dǎo)

致身份無法自證、信息無法鑒定。互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)唯一“細(xì)腰”是IP,但

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全球Web3技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展報(bào)告(2022年)

隨著區(qū)塊鏈技術(shù)、數(shù)字身份和數(shù)字資產(chǎn)應(yīng)用逐漸成熟,更多應(yīng)用創(chuàng)新

需要核心基礎(chǔ)協(xié)議提供活力,Web3通過“胖協(xié)議”結(jié)構(gòu)來拓展協(xié)議

層功能,實(shí)現(xiàn)新技術(shù)支撐。

從經(jīng)濟(jì)層面看,Web3通過創(chuàng)造者經(jīng)濟(jì)模式促進(jìn)數(shù)據(jù)價(jià)值流通。

互聯(lián)網(wǎng)圍繞分享平臺構(gòu)建經(jīng)濟(jì)模型,數(shù)據(jù)價(jià)值服務(wù)通常被平臺商以免

費(fèi)的方式提供給用戶,無法有效獲利,使得互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容的創(chuàng)造者經(jīng)濟(jì)

動(dòng)力不強(qiáng),核心盈利性服務(wù)被互聯(lián)網(wǎng)平臺巨頭控制,基礎(chǔ)設(shè)施可選擇

性受限。Web3對組織和業(yè)務(wù)都賦予了更加自由靈活的價(jià)值分配模型,

讓網(wǎng)絡(luò)所有者、內(nèi)容提供者和活動(dòng)參與者更多地參與到價(jià)值分配中,

提升數(shù)據(jù)要素的流通和市場化配置。

從治理方式看,Web3通過算法和機(jī)器信任實(shí)現(xiàn)多方協(xié)同治理。

互聯(lián)網(wǎng)高度依賴于域名系統(tǒng)等特定基礎(chǔ)設(shè)施,無法擺脫個(gè)別國家甚至

個(gè)體控制,匯聚大量用戶數(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)巨頭極易成為單點(diǎn)攻擊對象,

無法形成數(shù)據(jù)安全管理。Web3強(qiáng)調(diào)內(nèi)在驅(qū)動(dòng),通過將用戶數(shù)據(jù)存儲

在分布式網(wǎng)絡(luò)而非依賴某個(gè)集中服務(wù)商或特定服務(wù)器,讓用戶獨(dú)立的

處理自身數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自治管理新模式,為數(shù)字化治理提供新思路。

(二)Web3的典型特征

(1)去中心化。區(qū)別于以內(nèi)容提供者為中心,缺乏網(wǎng)絡(luò)交互的

Web1.0;也不同于以共享平臺為中心,提供集中式數(shù)據(jù)服務(wù)的Web2.0;

Web3將是所有用戶共建、共治、共享價(jià)值的新型網(wǎng)絡(luò),核心功能就

是構(gòu)建一個(gè)以用戶為主體的分布式網(wǎng)絡(luò)生態(tài),幫助用戶脫離平臺機(jī)構(gòu)

完成網(wǎng)絡(luò)交互。

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(2)機(jī)器信任。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)缺乏身份層設(shè)計(jì),網(wǎng)絡(luò)信任的機(jī)制

主要依靠中心化機(jī)構(gòu)搭建網(wǎng)絡(luò)安全服務(wù)設(shè)施實(shí)現(xiàn),這導(dǎo)致身份欺詐、

數(shù)據(jù)竊取等問題時(shí)有發(fā)生。Web3依托基于共識機(jī)制構(gòu)建的區(qū)塊鏈網(wǎng)

絡(luò),借助技術(shù)背書實(shí)現(xiàn)全新的信用創(chuàng)造,形成經(jīng)濟(jì)社會運(yùn)行的信任模

型。Web3通過智能合約定義業(yè)務(wù)參與方承諾執(zhí)行的協(xié)議,將物理世

界無序的業(yè)務(wù)規(guī)則化,結(jié)合分布式數(shù)字身份實(shí)現(xiàn)對傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的基本

權(quán)利進(jìn)行再分配,在機(jī)器之間構(gòu)建信任網(wǎng)絡(luò)。

(3)創(chuàng)作經(jīng)濟(jì)。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)允許創(chuàng)作者加入互聯(lián)網(wǎng)并分享部分

價(jià)值信息,但科技巨頭通過為創(chuàng)作者提供基礎(chǔ)平臺,把控著絕大部分

內(nèi)容共享渠道,平臺與創(chuàng)作者之間利益分配不均,創(chuàng)作熱情和內(nèi)容質(zhì)

量持續(xù)低迷,創(chuàng)作經(jīng)濟(jì)市場無法得到充分挖掘。Web3通過構(gòu)建平臺、

創(chuàng)作者和用戶平衡協(xié)作機(jī)制,充分發(fā)揮各個(gè)利益方的作用,借助區(qū)塊

鏈激勵(lì)機(jī)制和智能合約促使平臺將價(jià)值和權(quán)利重新分配給創(chuàng)作者,極

大刺激了創(chuàng)作經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

(4)數(shù)字原生。產(chǎn)業(yè)數(shù)字化主要以傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)與數(shù)字技術(shù)的深度

融合為主,價(jià)值體系依附傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)框架下的存量經(jīng)濟(jì),但這也導(dǎo)致數(shù)

字經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力受限。Web3為內(nèi)嵌價(jià)值體系自循環(huán)的數(shù)字原生創(chuàng)造

條件,將經(jīng)濟(jì)活動(dòng)擴(kuò)展至虛擬世界,衍生出以數(shù)字藏品為代表的數(shù)字

原生應(yīng)用場景。

(三)Web3的經(jīng)濟(jì)空間

Web3的經(jīng)濟(jì)空間是指以數(shù)字資產(chǎn)為媒介,以分布式應(yīng)用為形式

的用戶自主身份和數(shù)據(jù)之間開展的多種經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的集合。Web3經(jīng)濟(jì)

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空間形成源于數(shù)字空間中的價(jià)值載體數(shù)字通證的發(fā)行和新型協(xié)議部

署,以螺旋上升式的路徑不斷擴(kuò)張和發(fā)展。通證數(shù)量隨時(shí)間推移不斷

發(fā)行和流通,以及服務(wù)價(jià)值隨提案升級不斷增加和優(yōu)化,構(gòu)成Web3

經(jīng)濟(jì)空間發(fā)展的內(nèi)在價(jià)值;服務(wù)場景隨生態(tài)繁榮不斷拓展和完善,以

及交易情緒隨加密市場不斷蔓延和波動(dòng),構(gòu)成Web3經(jīng)濟(jì)體發(fā)展的外

因驅(qū)動(dòng)。

來源:中國信息通信研究院

圖2Web3經(jīng)濟(jì)空間發(fā)展邏輯

Web3經(jīng)濟(jì)空間的總量體現(xiàn)于數(shù)字通證的市場價(jià)值總和,數(shù)字通

證的消耗型實(shí)用價(jià)值、分紅型經(jīng)濟(jì)價(jià)值和治理性權(quán)益價(jià)值支撐起

Web3中的網(wǎng)絡(luò)價(jià)值、服務(wù)價(jià)值和組織價(jià)值。Web3網(wǎng)絡(luò)價(jià)值來源于區(qū)

塊鏈網(wǎng)絡(luò)提供的區(qū)塊空間,分配給網(wǎng)絡(luò)開發(fā)者、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)者和網(wǎng)絡(luò)所

有者等。Web3服務(wù)價(jià)值來源于服務(wù)協(xié)議帶來的市場業(yè)務(wù),分配給業(yè)

務(wù)規(guī)則制定者、流動(dòng)資金提供者、原創(chuàng)內(nèi)容創(chuàng)作者、協(xié)議平臺所有者

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等。Web3組織價(jià)值來源于組織機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的治理權(quán)利,分配給規(guī)則制

定者、提案投票者、組織所有者等。

來源:中國信息通信研究院

圖3Web3經(jīng)濟(jì)空間價(jià)值邏輯

數(shù)字資產(chǎn)支付服務(wù)商成為個(gè)人用戶連接物理世界經(jīng)濟(jì)空間和

Web3經(jīng)濟(jì)空間的通道。個(gè)人用戶通過數(shù)字資產(chǎn)服務(wù)商將現(xiàn)實(shí)世界中

的資產(chǎn)兌換成為Web3經(jīng)濟(jì)空間中的數(shù)字資產(chǎn),并在Web3應(yīng)用的新

型協(xié)議中流通,成為Web3服務(wù)的使用者和貢獻(xiàn)者。Web3的經(jīng)濟(jì)空

間中基于加密貨幣、數(shù)字藏品、虛擬土地等數(shù)字資產(chǎn)提供的去中心化

金融服務(wù),更是成為Web3經(jīng)濟(jì)空間中價(jià)值流通與價(jià)值兌現(xiàn)的催化劑。

Web3經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)三個(gè)核心特征:一是創(chuàng)作者經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)共建共享。

Web3應(yīng)用的新型協(xié)議制定規(guī)則,讓每個(gè)人都能基于公開透明的規(guī)則

參與到應(yīng)用場景中,讓生態(tài)中任何參與和貢獻(xiàn)行為得到確權(quán)并獲得收

益。二是分布式創(chuàng)新促進(jìn)快速迭代。Web3生態(tài)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字資產(chǎn)和數(shù)

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全球Web3技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展報(bào)告(2022年)

據(jù)的價(jià)值流通加速創(chuàng)新應(yīng)用的快速迭代,Web3經(jīng)濟(jì)空間在去中心化

組織的開放協(xié)作模式下快速發(fā)展。三是開放經(jīng)濟(jì)圈加速價(jià)值流動(dòng)。

Web3經(jīng)濟(jì)空間打破了網(wǎng)絡(luò)世界的地理邊界,打破了產(chǎn)業(yè)鏈上中下的

協(xié)作邊界,打破了組織架構(gòu)的角色邊界,通過可互通的數(shù)字身份和數(shù)

字資產(chǎn)構(gòu)成Web3開放經(jīng)濟(jì)系統(tǒng),讓不同經(jīng)濟(jì)體之間的用戶、資產(chǎn)、

數(shù)據(jù)相互流動(dòng),促進(jìn)商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新,形成更大的市場規(guī)模和經(jīng)

濟(jì)生態(tài)。

(四)Web3的意義

Web3加速數(shù)實(shí)融合,向更廣范圍更深層次推進(jìn)。目前的經(jīng)濟(jì)形

態(tài)因其多樣性與全球化等特點(diǎn),天然的與分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)契合,跨越

傳統(tǒng)行業(yè)邊界、匯聚數(shù)據(jù)資源、構(gòu)建透明可信供應(yīng)鏈的需求日漸強(qiáng)烈。

Web3去中心化、機(jī)器信任等特點(diǎn)可為擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)數(shù)字化服務(wù)范圍提供

便利,提升實(shí)體經(jīng)濟(jì)價(jià)值,驅(qū)動(dòng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。Web3數(shù)字原

生、創(chuàng)作經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)助力虛擬系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)內(nèi)嵌價(jià)值體系自循環(huán),以數(shù)據(jù)

資源為主要生產(chǎn)要素,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)容的重構(gòu),持續(xù)推動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化市

場規(guī)模擴(kuò)大。

Web3創(chuàng)新協(xié)作模式,助力自組織信任機(jī)制構(gòu)建。Web3依托智能

合約和共識算法重構(gòu)數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代秩序、規(guī)則和信任機(jī)制,加速數(shù)字

原生空間的到來,允許用戶脫離權(quán)威機(jī)構(gòu)或第三方完成決策。參與者

聯(lián)合構(gòu)建去中心化自治的社區(qū)組織,組織內(nèi)生產(chǎn)關(guān)系、組織治理方式、

商業(yè)競爭方式以及價(jià)值捕獲邏輯均被重構(gòu),共識協(xié)作的模式以用戶為

中心,專注構(gòu)建人性化、透明化、安全化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),依托Web3技

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全球Web3技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展報(bào)告(2022年)

術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用構(gòu)筑數(shù)字原生經(jīng)濟(jì)模型,幫助各行業(yè)更快、更好地邁向數(shù)

字原生空間,讓人們有機(jī)會以更加宏觀、全局、透明的視角重新理解

現(xiàn)實(shí)。

Web3激發(fā)市場活力,開辟數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展新局面。2022年僅上半

年Web3領(lǐng)域投資已超10億美元,整體投資規(guī)模突破百億美元。如

此巨大的市場吸引著世界各國關(guān)注,也逐漸形成兩種發(fā)展模式。一是

市場主導(dǎo)型發(fā)展模式,強(qiáng)調(diào)以市場為導(dǎo)向大力發(fā)展Web3相關(guān)產(chǎn)業(yè),

搶占Web3競爭優(yōu)勢,積極借助Web3打造新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),例如歐

洲、非洲等國家希望通過發(fā)展Web3帶動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展。該模式在大

力促進(jìn)Web3技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展同時(shí),可能會因?yàn)槿狈ο鄳?yīng)的配套和監(jiān)

管措施引發(fā)一系列安全問題。二是政府主導(dǎo)型發(fā)展模式,更強(qiáng)調(diào)國家

和政府機(jī)構(gòu)在Web3發(fā)展中的作用,以強(qiáng)有力的計(jì)劃和政策引導(dǎo)Web3

合規(guī)發(fā)展,例如中國、美國等國家既重視Web3技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用,

也輔以監(jiān)管措施規(guī)范Web3發(fā)展。

Web3重塑數(shù)據(jù)價(jià)值,驅(qū)動(dòng)共建共享的市場發(fā)展?;ヂ?lián)網(wǎng)長期因

數(shù)據(jù)孤島等問題,用戶行為數(shù)據(jù)被碎片化地掌握在不同應(yīng)用中,無法

實(shí)現(xiàn)平臺復(fù)用和數(shù)據(jù)整合。Web3將打破數(shù)據(jù)孤島,提升數(shù)據(jù)互操作

性,用戶之間數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)不再需要平臺商提供信用背書或授權(quán),傳統(tǒng)的

平臺主導(dǎo)變成數(shù)據(jù)所有者主導(dǎo)。運(yùn)營模式方面,Web3將給予用戶一

定平臺治理權(quán)限,搭建多方參與的共建共享市場,充分提升數(shù)據(jù)應(yīng)用

價(jià)值,為構(gòu)建全新的價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)體系提供重要基礎(chǔ)。

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二、技術(shù)視角:Web3協(xié)議棧及其關(guān)鍵技術(shù)

Web3已初步形成“四層兩化”的架構(gòu),包括設(shè)施層、基礎(chǔ)層、

擴(kuò)展層、應(yīng)用層,同時(shí)在數(shù)字身份標(biāo)識化和數(shù)字對象資產(chǎn)化相互作

用下,建立起支撐實(shí)體經(jīng)濟(jì)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)融合發(fā)展的新體系。其中,

設(shè)施層適配協(xié)議棧邏輯規(guī)則,重塑計(jì)算、存儲和通信形態(tài),推動(dòng)網(wǎng)

絡(luò)架構(gòu)朝著安全、靈活、可擴(kuò)展方向演進(jìn),詳見第四章部署視角。

基礎(chǔ)層構(gòu)筑滿足多方參與的網(wǎng)絡(luò)信任規(guī)則,對下實(shí)現(xiàn)資源的靈活調(diào)

度,對上提供無需信任的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。擴(kuò)展層以提高基礎(chǔ)層運(yùn)行

性能、服務(wù)范圍為核心,推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)信任及價(jià)值體系發(fā)展。應(yīng)用層

接入以數(shù)字錢包為入口,連接包括金融、社交、媒體、游戲等不同

領(lǐng)域,持續(xù)創(chuàng)新應(yīng)用模式,詳見第五章應(yīng)用視角。

來源:中國信息通信研究院

圖4Web3協(xié)議棧及關(guān)鍵技術(shù)

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(一)L1:基礎(chǔ)層

基礎(chǔ)層包括共識、數(shù)據(jù)分發(fā)和可信傳輸協(xié)議,共識協(xié)議是數(shù)據(jù)分

發(fā)和可信傳輸協(xié)議的基礎(chǔ),為多方參與者提供安全可信驗(yàn)證機(jī)制,三

者相互作用形成可信協(xié)作網(wǎng)絡(luò)。

共識協(xié)議逐步由工作量證明向權(quán)益證明轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)高效與安全的

平衡發(fā)展。共識協(xié)議是指復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,可保證決策一致性的算法,

為多方參與主體建立全新的協(xié)作關(guān)系?,F(xiàn)有的共識協(xié)議基本趨于穩(wěn)定,

在工程實(shí)現(xiàn)上大多都選擇采用了工作量證明(ProofofWork,POW)

或權(quán)益證明(ProofofStake,POS)。隨著POW協(xié)議帶來的能源消耗

和造成的環(huán)境影響,兼顧高效與安全、環(huán)境友好度高的POS協(xié)議將

成為更優(yōu)化的選擇。2022年9月,以太坊從POW協(xié)議切換為POS協(xié)

議,根據(jù)以太坊開發(fā)人員的估算,將使網(wǎng)絡(luò)減少99%以上碳排放。

數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議通過細(xì)化數(shù)據(jù)傳輸顆粒度,支持并行與靈活的數(shù)據(jù)

通信模式。數(shù)據(jù)分發(fā)協(xié)議是指數(shù)據(jù)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信息查詢和通信

模式,關(guān)注如何實(shí)現(xiàn)靈活、高效、可擴(kuò)展的去中心化信息分發(fā)機(jī)制。

Web2.0平臺作為信息分發(fā)中心,可通過算法向不同人推送不同的內(nèi)

容,互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)巨頭實(shí)際上犧牲了用戶隱私數(shù)據(jù)的保證來換取利益增

加。Web3則利用分布式哈希表(DistributedHashTable,DHT)與分

布式對等網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)(如基于Kademlia算法)從就近節(jié)點(diǎn)中快速

篩查資源,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)塊高速并行傳輸與驗(yàn)證。Web3分布式存儲項(xiàng)目

“IPFS”的最大集群可擁有8000多萬分發(fā)鏈路,支撐855TB數(shù)據(jù)量

的分發(fā)。

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可信傳輸協(xié)議重點(diǎn)關(guān)注通信傳輸中的來源可信性、身份真實(shí)性與

數(shù)據(jù)私密性??尚艂鬏攨f(xié)議是指在數(shù)據(jù)傳輸過程中,通信雙方為保證

通信連接安全可信及傳輸數(shù)據(jù)完整性需要遵守的身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)格式

及交互響應(yīng)等交互規(guī)則?,F(xiàn)有的安全套接字協(xié)議(SecureSocketsLayer,

SSL)、安全傳輸層協(xié)議(TransportLayerSecurity,TLS)等依賴于公

鑰基礎(chǔ)設(shè)施和安全證書驗(yàn)證及管理,存在證書偽造及密鑰竊取等技術(shù)

漏洞和安全風(fēng)險(xiǎn)。由于Web3的通信交互內(nèi)容由數(shù)據(jù)擴(kuò)展到資產(chǎn),為

防止傳輸協(xié)議漏洞導(dǎo)致的大規(guī)模的經(jīng)濟(jì)損失,Web3采用分布式公鑰

基礎(chǔ)設(shè)施(DecentralizedPublicKeyInfrastructure,DPKI)及面向數(shù)字

對象的端到端加密通信,通過通信方身份的可信認(rèn)證及傳輸內(nèi)容的加

密驗(yàn)證,保證通信過程的來源可信性、身份真實(shí)性及通信數(shù)據(jù)私密性。

(二)L2:擴(kuò)展層

擴(kuò)展層包括跨鏈、擴(kuò)展和交易協(xié)議,通過解決共識協(xié)議規(guī)模化拓

展瓶頸,擴(kuò)展鏈下計(jì)算和存儲能力,提高基礎(chǔ)層服務(wù)范圍和服務(wù)性能,

并通過交易協(xié)議讓更多參與者捕獲價(jià)值,參與生態(tài)共建。

跨鏈協(xié)議可提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間的互操作性,中繼技術(shù)成為主要選擇。

跨鏈協(xié)議是可以實(shí)現(xiàn)不同底層網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)、資產(chǎn)、指令互操作

的協(xié)議?,F(xiàn)有跨鏈方案的主要技術(shù)手段包括公證人、中繼、哈希時(shí)間

鎖定、分布式私鑰控制等四類。其中中繼技術(shù)利用中繼器來支持所有

網(wǎng)絡(luò)分區(qū)之間的通信,可實(shí)現(xiàn)跨鏈互操作全流程的管控。同時(shí),所有

網(wǎng)絡(luò)分區(qū)只需要與中繼器網(wǎng)絡(luò)鏈接,節(jié)省了兩兩互聯(lián)所需的鏈接代價(jià),

具有更強(qiáng)的可擴(kuò)展性。最早開展現(xiàn)網(wǎng)測試的Web3跨鏈項(xiàng)目“Cosmos”,

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基于中繼技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了38個(gè)網(wǎng)絡(luò)分區(qū)的互聯(lián)互通與互操作。谷歌

公司聯(lián)合美國伊利諾伊大學(xué)、加州大學(xué)聯(lián)合打造安全的互操作性系統(tǒng),

為Web3分布式應(yīng)用程序提供統(tǒng)一和可連接的互操作計(jì)算平臺。

擴(kuò)展協(xié)議通過零知識證明等技術(shù)提升網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模性的處理性能。

擴(kuò)展協(xié)議是提升L1層(即基礎(chǔ)層)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算性能和容量空間的協(xié)議。

隨著應(yīng)用生態(tài)持續(xù)發(fā)展,L1層網(wǎng)絡(luò)資源已逐漸飽和,出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵、

交易費(fèi)用高等問題,用戶體驗(yàn)差且制約了應(yīng)用創(chuàng)新生態(tài)的快速發(fā)展。

零知識證明(ZeroKnowledgeProof,ZKP)將部分復(fù)雜的計(jì)算擴(kuò)展至

鏈下完成并生成證明,鏈上進(jìn)行證明的校驗(yàn)并存儲部分?jǐn)?shù)據(jù)保證數(shù)據(jù)

可用性,進(jìn)而提高網(wǎng)絡(luò)整體性能。例如以太坊明星項(xiàng)目“ZKRollup”,

使用基于零知識證明技術(shù)的擴(kuò)展協(xié)議,可使L1層網(wǎng)絡(luò)每秒事務(wù)處理

量提升約10倍到100倍。

交易協(xié)議存在中心化與分布式兩種實(shí)現(xiàn)方案,交易資產(chǎn)類型、交

易匹配模式日益豐富。交易協(xié)議是為數(shù)字資產(chǎn)交換服務(wù)的技術(shù)協(xié)議,

具有公開透明的交易機(jī)制,旨在提高資金效率和交易安全的情況下,

構(gòu)建更加開放的點(diǎn)對點(diǎn)交易市場。在資產(chǎn)類型方面,依托底層網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)

生了原生資產(chǎn)和合約資產(chǎn)生成方式,根據(jù)屬性不同又可分為用于錨定

法幣的穩(wěn)定幣、用于治理的通證以及滿足多樣化需求的合成資產(chǎn)等。

在交易所方面,中心化交易所的交易深度和友好性更優(yōu),交易量遠(yuǎn)高

于分布式交易所。但中心化安全風(fēng)險(xiǎn)使得分布式交易所規(guī)模逐漸攀升。

在交易方式方面,自動(dòng)做市商的模式正在成為分布式交易所關(guān)鍵技術(shù),

用于解決交易流動(dòng)和公正性問題,提高資產(chǎn)配置效率。

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(三)數(shù)字身份標(biāo)識化

數(shù)字身份標(biāo)識化驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體資源的身份從托管走向自主管理。

數(shù)字身份是指將現(xiàn)實(shí)世界的用戶身份與屬性信息通過數(shù)字化方法編

碼為機(jī)器可讀的信息,以便用戶身份可在網(wǎng)絡(luò)空間中被識別和查詢。

數(shù)字身份模式經(jīng)歷了“中心化”到“聯(lián)邦化”再到“分布式”的演

變。中心化及聯(lián)邦化的數(shù)字身份在互操作性、可移植性、身份自主可

控性、安全隱私性方面存在局限性。將數(shù)字身份標(biāo)識化并借助分布式

的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理,使網(wǎng)絡(luò)實(shí)體資源身份注冊、驗(yàn)證與授權(quán)不再依賴于

中心化平臺,就可以通過驗(yàn)證用戶對身份標(biāo)識的控制權(quán),來保證身份

標(biāo)識的主體可在安全、可信的前提下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)使用權(quán)的傳遞。

數(shù)字身份標(biāo)識化的本質(zhì)是可追溯、可管控、細(xì)顆粒度的認(rèn)證授權(quán)。

數(shù)字身份在全網(wǎng)流通過程中各環(huán)節(jié)的交互行為,需要通過對用戶持有

的分布式身份標(biāo)識進(jìn)行驗(yàn)證。由于身份標(biāo)識的生成具有全局唯一性,

用戶主體在數(shù)字世界的行為具備可追溯性。同時(shí),每個(gè)用戶主體可持

有多個(gè)身份標(biāo)識,以便于決定在不同的應(yīng)用平臺及場景下靈活地選擇

特定的身份角色。此外,分布式的數(shù)字身份標(biāo)識技術(shù)還可讓身份數(shù)據(jù)

始終由終端用戶控制,通過授權(quán)的方式實(shí)現(xiàn)可驗(yàn)證憑證在發(fā)行方、持

有方和驗(yàn)證方之間可信流轉(zhuǎn),從而確保憑證的權(quán)威性和隱私保護(hù)性。

分布式數(shù)字標(biāo)識DID成為事實(shí)性標(biāo)準(zhǔn),但大規(guī)模應(yīng)用尚未形成。

在技術(shù)研究方面,萬維網(wǎng)聯(lián)盟(W3C)等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化組織及開源社區(qū)

都在積極開展數(shù)字身份標(biāo)識相關(guān)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化研制工作。依照W3C

推動(dòng)的分布式標(biāo)識符(DecentralizedIdentifier,DID)和可驗(yàn)證憑證

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(VerifiableCredentials,VC)規(guī)范,全球各國的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)

注冊提交了超過103種不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案。在產(chǎn)業(yè)推廣方面,去中

心化身份基金會(DIF)、重啟可信網(wǎng)絡(luò)工作組(RWOT)、結(jié)構(gòu)化信

息標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)組織(OASIS)等產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟不斷探索配套工具設(shè)施的實(shí)現(xiàn)

方法,完善數(shù)字身份產(chǎn)業(yè)生態(tài)要素。在應(yīng)用落地方面,無論是Web2.0

時(shí)代的互聯(lián)網(wǎng)平臺型企業(yè),還是Web3技術(shù)創(chuàng)新型企業(yè)都在積極探索

分布式數(shù)字標(biāo)識的軟件開發(fā)與應(yīng)用試驗(yàn)。然而,由于數(shù)字身份標(biāo)識化

僅僅是Web3技術(shù)架構(gòu)的一個(gè)方面,并不能完全體現(xiàn)Web3的整體創(chuàng)

新優(yōu)勢、支撐分布式應(yīng)用的完整實(shí)現(xiàn),所以尚未形成大規(guī)模應(yīng)用。

數(shù)字身份標(biāo)識化關(guān)鍵技術(shù)專欄

Web2.0數(shù)字身份管理廣泛采用中心化及聯(lián)邦化的管理方法,由

于互聯(lián)網(wǎng)身份層的缺失,Web2.0數(shù)字身份通常表現(xiàn)為網(wǎng)站及平臺賬

戶形式,平臺機(jī)構(gòu)或身份提供商集中掌控用戶憑據(jù)及賬戶的行為數(shù)

據(jù)。由于數(shù)據(jù)控制權(quán)高度集中在平臺方帶來的不平等性引發(fā)了數(shù)據(jù)

濫用、隱私泄露等安全問題。

為了解決身份主權(quán)缺失的問題并為Web3用戶建立豐富的應(yīng)用

場景,Web3數(shù)字身份需要一系列關(guān)鍵技術(shù)的支撐。Web3數(shù)字身份

協(xié)議業(yè)務(wù)邏輯如圖所示,自下而上,分別需要分布式標(biāo)識技術(shù)支撐

用戶身份的識別、區(qū)塊鏈及分布式賬本技術(shù)支撐身份所有權(quán)的認(rèn)

證、憑證技術(shù)支持身份憑證的流轉(zhuǎn)與驗(yàn)證。

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來源:中國信息通信研究院

圖5數(shù)字身份協(xié)議業(yè)務(wù)邏輯

分布式標(biāo)識是一種去中心化可驗(yàn)證數(shù)字標(biāo)識符,用來代表

人、機(jī)、物等物理實(shí)體或虛擬實(shí)體的數(shù)字身份,具備永久存在、

可解析、可加密驗(yàn)證等技術(shù)特點(diǎn),且無需中央注冊機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)

全球唯一;可驗(yàn)證憑證是發(fā)證方使用自己的分布式標(biāo)識給目標(biāo)用

戶標(biāo)識的某些屬性做背書而簽發(fā)的描述性憑證,提供一種規(guī)范來

描述實(shí)體所具有的某些屬性,實(shí)現(xiàn)基于證據(jù)的信任傳遞;分布式

標(biāo)識文檔提供了對分布式標(biāo)識文檔(DIDDocument)與身份對應(yīng)

關(guān)系的錨定存儲,通過區(qū)塊鏈驗(yàn)證主體對標(biāo)識的所有權(quán),為身份

及憑證提供可信來源。

(四)數(shù)字對象資產(chǎn)化

數(shù)字對象資產(chǎn)化是推動(dòng)數(shù)據(jù)流通和數(shù)據(jù)要素市場化配置的基礎(chǔ)。

數(shù)字對象即以數(shù)字格式存在或表示的物體,數(shù)字資產(chǎn)是指數(shù)字對象的

權(quán)益表征。數(shù)字資產(chǎn)指使用分布式賬本或類似技術(shù)發(fā)行或表示的、可

交易或轉(zhuǎn)讓的通證。數(shù)字對象的資產(chǎn)化,就是指將數(shù)字對象轉(zhuǎn)換為數(shù)

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全球Web3技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展報(bào)告(2022年)

字資產(chǎn)的過程。當(dāng)前主要呈現(xiàn)兩種發(fā)展路徑,一是將數(shù)字原生對象資

產(chǎn)化,為網(wǎng)絡(luò)空間注入新資產(chǎn),例如利用分布式賬本、密碼學(xué)技術(shù)生

成可分割可等值互換的同質(zhì)化通證,以及基于智能合約發(fā)行的具有唯

一標(biāo)識不可分割的非同質(zhì)通證;二是將物理資產(chǎn)表示為數(shù)字權(quán)益,提

高資產(chǎn)流通性和資產(chǎn)配置效率,創(chuàng)新數(shù)字資產(chǎn)應(yīng)用。

數(shù)字對象資產(chǎn)化的設(shè)施建設(shè)與產(chǎn)業(yè)探索十分豐富,標(biāo)準(zhǔn)尚未定型。

在標(biāo)準(zhǔn)方面,據(jù)知名數(shù)字資產(chǎn)信息網(wǎng)站CoinMarketCap的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),

目前有超過20255種數(shù)字資產(chǎn),其中部分遵守以太坊標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(如

ERC-20、ERC-721、ERC-1155),部分遵守自定義協(xié)議(如比特幣、

以太幣等)。在產(chǎn)業(yè)方面,全球共有498個(gè)交易所開展數(shù)字資產(chǎn)交易,

日平均交易額高達(dá)770億美元。2022年初,數(shù)字資產(chǎn)總市值已超過2

萬億美元(約等于0.8個(gè)蘋果公司或4.8個(gè)騰訊公司)。在監(jiān)管方面,

各國普遍加強(qiáng)數(shù)字資產(chǎn)市場的監(jiān)管需求研究,如美國發(fā)布首個(gè)《負(fù)責(zé)

任開發(fā)數(shù)字資產(chǎn)綜合框架》,強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)美國在金融領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位,

探索建設(shè)面向全球的數(shù)字資產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)。

數(shù)字對象資產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)專欄

分布式賬本、智能合約、通證發(fā)行、交易平臺、標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議等構(gòu)

建了區(qū)塊鏈通證的生態(tài)系統(tǒng)。分布式賬本為通證發(fā)行、交易、流通

提供安全可信的環(huán)境,各資產(chǎn)利益相關(guān)方均可在鏈上查詢、驗(yàn)證資

產(chǎn)信息。智能合約通過數(shù)字方式檢查資產(chǎn)合約設(shè)定條件并在滿足條

件的情況下自動(dòng)執(zhí)行,極大提高數(shù)字資產(chǎn)在生態(tài)系統(tǒng)中的發(fā)行、交

易、流通效率。發(fā)行和交易平臺通過提供用戶友好的交互界面,降

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低技術(shù)門檻,讓更多人參與數(shù)字資產(chǎn)相關(guān)活動(dòng)并獲得利益。標(biāo)準(zhǔn)協(xié)

議通過規(guī)定通證的通用規(guī)則和基本結(jié)構(gòu),促進(jìn)數(shù)字資產(chǎn)的發(fā)行及應(yīng)

用。

來源:中國信息通信研究院

圖6數(shù)字資產(chǎn)業(yè)務(wù)邏輯

ERC-20和ERC-721是以太坊應(yīng)用最廣泛的兩類數(shù)字資產(chǎn)交易

標(biāo)準(zhǔn)。其中ERC20是一套基于以太坊網(wǎng)絡(luò)的同質(zhì)化通證發(fā)行標(biāo)準(zhǔn),

規(guī)定了通證的基本結(jié)構(gòu),定義了通證傳輸、交易批準(zhǔn)、通證總供應(yīng)

量以及通證數(shù)據(jù)訪問,以實(shí)現(xiàn)其與錢包、交易所等應(yīng)用之間互操作

性。ERC-721是一套基于以太坊網(wǎng)絡(luò)的非同質(zhì)化通證發(fā)行標(biāo)準(zhǔn),規(guī)

定了通證的基本結(jié)構(gòu),通過唯一標(biāo)識在區(qū)塊鏈上進(jìn)行數(shù)字資產(chǎn)唯一

性表示,提供通證互操作通用接口,從而實(shí)現(xiàn)對每個(gè)資產(chǎn)的確權(quán)和

追蹤。

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三、開發(fā)視角:Web3研發(fā)框架與核心要素

Web3分布式應(yīng)用開發(fā)框架主要包括五個(gè)核心要素,其中,基礎(chǔ)

設(shè)施是多個(gè)區(qū)塊鏈系統(tǒng)組成的分布式底層網(wǎng)絡(luò);組件工具是上層應(yīng)用

與底層基礎(chǔ)設(shè)施交互的橋梁;交互界面是Web3應(yīng)用的呈現(xiàn)方式,通

過前端框架實(shí)現(xiàn);用戶入口是進(jìn)入Web3生態(tài)的起點(diǎn),以互聯(lián)網(wǎng)瀏覽

器或應(yīng)用程序形式,通過數(shù)字錢包進(jìn)行身份簽名認(rèn)證,與Web3應(yīng)用

進(jìn)行交互;部署環(huán)境是包括本地、云服務(wù)、分布式存儲系統(tǒng)在內(nèi)的代

碼托管和內(nèi)容存儲環(huán)境,用于用戶入口、交互界面、組件工具的部署。

來源:中國信息通信研究院,參考加密貨幣對沖基金會、Web3基金會技術(shù)棧

圖7Web3分布式應(yīng)用開發(fā)框架圖

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(一)基礎(chǔ)設(shè)施

基礎(chǔ)設(shè)施是Web3協(xié)議棧設(shè)施層(L0)和基礎(chǔ)層(L1)的工程化

實(shí)踐,旨在為Web3用戶提供應(yīng)用接入能力及公共服務(wù)能力等,對于

開發(fā)者而言主要包括智能合約以及虛擬機(jī)。

智能合約實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯自動(dòng)執(zhí)行,模塊化結(jié)構(gòu)增強(qiáng)功能可組合性。

智能合約是運(yùn)行在區(qū)塊鏈上的邏輯規(guī)則代碼,利用預(yù)先在鏈上設(shè)定的

功能邏輯判斷合約執(zhí)行條件,并將產(chǎn)生的更改寫入賬本,任何一方都

無法單獨(dú)控制或停止程序的執(zhí)行。智能合約是模塊化的,可以分解成

相互獨(dú)立、可隨意整理的功能塊,并通過合約間相互組合、調(diào)用,實(shí)

現(xiàn)多功能間組合,為靈活高效構(gòu)建分布式應(yīng)用提供便利。區(qū)塊鏈保證

了智能合約的不可篡改性和自動(dòng)化執(zhí)行,二者共同作用為構(gòu)建可信、

智能社會奠定了基礎(chǔ)。智能合約分為系統(tǒng)運(yùn)行類和應(yīng)用開發(fā)類,累計(jì)

數(shù)量已經(jīng)超過158380個(gè)。

虛擬機(jī)提供鏈上代碼運(yùn)行環(huán)境,區(qū)塊空間成為設(shè)施擴(kuò)展性瓶頸。

虛擬機(jī)是為智能合約等代碼提供區(qū)塊鏈可讀可寫的運(yùn)行環(huán)境,區(qū)塊空

間是區(qū)塊鏈上可以運(yùn)行程序代碼和存儲數(shù)據(jù)的空間。隨著Web3應(yīng)用

活躍度持續(xù)增長,鏈上數(shù)據(jù)存儲和邏輯處理的需求越來越大,大部分

區(qū)塊鏈系統(tǒng)的區(qū)塊空間資源緊張,出現(xiàn)交易費(fèi)用高、交易不能及時(shí)確

認(rèn)等問題。使用擴(kuò)展性方案對區(qū)塊空間進(jìn)行擴(kuò)容是解決該瓶頸問題的

主要解決方案。目前主流的擴(kuò)展方案包括側(cè)鏈、分片網(wǎng)絡(luò)、以及二層

網(wǎng)絡(luò)方案ZK-Rollup和Optimistic-Rollup。

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(二)組件工具

組件工具是由基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展而來的工具類產(chǎn)品,旨在協(xié)助開發(fā)者

快速構(gòu)建Web3應(yīng)用基礎(chǔ)功能,從而降低部署開銷并提高開發(fā)效率,

主要包括節(jié)點(diǎn)托管類工具、數(shù)據(jù)管理類工具及安全保障類工具。

節(jié)點(diǎn)托管類組件工具為上層應(yīng)用開發(fā)簡化底層復(fù)雜性,存在中心

化控制風(fēng)險(xiǎn)。節(jié)點(diǎn)服務(wù)根據(jù)Web3前端頁面的交互行為,通過遠(yuǎn)程過

程調(diào)用傳送協(xié)議(RPC,RemoteProduceCall)向區(qū)塊鏈系統(tǒng)請求讀

取數(shù)據(jù)和簽名廣播交易。通過提供與底層區(qū)塊鏈系統(tǒng)直接交互的開發(fā)

工具套件、數(shù)據(jù)接口等服務(wù),節(jié)點(diǎn)托管類組件工具使得上層應(yīng)用開發(fā)

者無需關(guān)注底層節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)管理,利于便捷化開發(fā)過程。例如Infura項(xiàng)

目就是一款為用戶提供對以太坊區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)即時(shí)、可擴(kuò)展應(yīng)用接口的

節(jié)點(diǎn)管理工具。但開發(fā)者過度的依賴Infura,其偶發(fā)的服務(wù)不穩(wěn)定導(dǎo)

致了一系列Web3應(yīng)用連鎖宕機(jī),引發(fā)社區(qū)對節(jié)點(diǎn)托管工具壟斷分布

式應(yīng)用與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)通信的擔(dān)憂。

數(shù)據(jù)管理類組件工具為數(shù)據(jù)監(jiān)測與分析提供輔助功能,同時(shí)服務(wù)

開發(fā)與應(yīng)用。數(shù)據(jù)管理類工具包括對鏈上數(shù)據(jù)的查詢、內(nèi)容數(shù)據(jù)檢索

和統(tǒng)計(jì)分析等。數(shù)據(jù)管理類工具在Web3應(yīng)用開發(fā)和用戶探索Web3

生態(tài)中被廣泛使用,多樣化的數(shù)據(jù)監(jiān)測與分析工具讓開發(fā)者以多種方

式了解并接入Web3基礎(chǔ)設(shè)施,既能夠滿足開發(fā)者的個(gè)性化需求,也

可以為終端用戶提供更多可視化的數(shù)據(jù)信息呈現(xiàn)。TheGraph是一款

常用的去中心化索引協(xié)議,不僅為開發(fā)者提供支持多種搜索條件的鏈

上數(shù)據(jù)查詢,還是終端用戶查詢Web3應(yīng)用協(xié)議運(yùn)行指標(biāo)數(shù)據(jù)的利器。

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安全保障類組件工具為身份和資產(chǎn)管理打造共性基礎(chǔ),保護(hù)資產(chǎn)

與數(shù)據(jù)安全。安全保障類工具包括密鑰管理、代碼審計(jì)、隱私控制等。

據(jù)統(tǒng)計(jì),僅2022年上半年Web3領(lǐng)域發(fā)生安全事件79起,各類攻擊

造成的資產(chǎn)損失超過19億美元,其中跨鏈網(wǎng)橋成為安全事故重災(zāi)區(qū)。

安全保障類組件工具通過對代碼邏輯檢查、對關(guān)鍵內(nèi)容加密,以及對

控制權(quán)限的管理,能夠有效減少合約漏洞、閃電貸、密鑰釣魚安全問

題。智能合約代碼安全審計(jì)已成為Web3分布式應(yīng)用上線的必要條件。

(三)用戶入口

用戶入口是實(shí)現(xiàn)用戶與Web3應(yīng)用交互接口的電子設(shè)備、軟件程

序和在線服務(wù)等,旨在承載數(shù)字資產(chǎn)交易、數(shù)字身份的驗(yàn)證及管理,

數(shù)字錢包是用戶入口的主要表現(xiàn)形式。

數(shù)字錢包把控訪問Web3的關(guān)鍵入口,接入形式呈現(xiàn)多樣化發(fā)展。

數(shù)字錢包逐漸從儲存公鑰和私鑰實(shí)現(xiàn)加密資產(chǎn)管理的單一功能的數(shù)

字錢包,向支持多鏈交互、管理用戶身份和數(shù)據(jù)信息的多功能的統(tǒng)一

接口的數(shù)字錢包發(fā)展。作為用戶接入Web3的核心組件,數(shù)字錢包呈

現(xiàn)瀏覽器擴(kuò)展數(shù)字錢包插件和數(shù)字錢包應(yīng)用內(nèi)嵌瀏覽器等多樣化發(fā)

展模式。不同于傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代由應(yīng)用控制用戶的身份和數(shù)據(jù)信息,

數(shù)字錢包是參與Web3時(shí)代的每個(gè)個(gè)人、組織和事物的控制節(jié)點(diǎn),能

夠生成、存儲、管理和保護(hù)密鑰,用戶通過唯一私鑰掌控自己的個(gè)人

數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)濫用到數(shù)據(jù)自主可控的轉(zhuǎn)變。其中,以太坊

MetaMask數(shù)字錢包通過集成Web3遠(yuǎn)程調(diào)用接口庫,為全球超過三

千萬用戶提供Web3應(yīng)用服務(wù)。

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數(shù)字錢包整合多類應(yīng)用和數(shù)據(jù)資源,通用開源協(xié)議成發(fā)展關(guān)鍵。

伴隨Web3浪潮引領(lǐng)下的去中心化、機(jī)器信任、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)和數(shù)字原生

等未來經(jīng)濟(jì)形態(tài)逐漸形成,除資產(chǎn)管理外,數(shù)字錢包承擔(dān)接入側(cè)網(wǎng)絡(luò)

身份核驗(yàn)確權(quán)、數(shù)據(jù)加密通信、邊緣計(jì)算設(shè)施及分布式應(yīng)用部署設(shè)施

等多樣化任務(wù)。數(shù)字錢包地位持續(xù)提升,無論未來應(yīng)用發(fā)展模式如何,

都呈現(xiàn)出其在接入側(cè)不可或缺的地位。為建立數(shù)字錢包和分布式應(yīng)用

開發(fā)者之間中立、跨鏈的安全連接,提高數(shù)字錢包的易用性和應(yīng)用廣

泛性,給普通用戶提供更加輕松、便利的體驗(yàn)感,數(shù)字錢包通用開源

協(xié)議通過實(shí)現(xiàn)數(shù)字錢包端到端加密通信助力數(shù)字錢包產(chǎn)業(yè)生態(tài)構(gòu)建。

(四)交互界面

交互界面是用戶與Web3應(yīng)用交互的可視化展示,旨在提升Web3

應(yīng)用交互能力,增強(qiáng)用戶體驗(yàn),對于開發(fā)者而言,交互界面開發(fā)的核

心要素主要包括前端開發(fā)語言及前端庫。

前端開發(fā)語言基本保持不變,前端框架更重視用戶體驗(yàn)的通用性。

前端開發(fā)是將應(yīng)用抽象復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯轉(zhuǎn)化為直觀視覺展示的過程,

旨在為用戶與應(yīng)用間建立一個(gè)可溝通、交互的窗口。Web3交互頁面

的主要表現(xiàn)形式與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用基本相同,主要包括瀏覽器頁面及

移動(dòng)客戶端等。因此,大部分Web3分布式應(yīng)用的前端開發(fā)語言以

JavaScript、HTML、CSS為核心,沿用React、Vue等前端開發(fā)框架,

以求保證Web3應(yīng)用體驗(yàn)與Web2.0應(yīng)用體驗(yàn)的一致性,減少用戶習(xí)

慣改變帶來的教育成本。其中,由于React前端框架的生態(tài)友好性吸

引了大批Web3開發(fā)組件,目前占據(jù)Web3前端開發(fā)框架的主導(dǎo)地位。

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前端庫增加底層鏈交互接口的封裝,應(yīng)用開發(fā)活躍推動(dòng)其規(guī)?;?/p>

增長。前端庫是封裝了界面適配、內(nèi)容展示及前后端交互等功能的程

序開發(fā)接口,旨在為前端開發(fā)者提供可直接調(diào)用的工具庫。與傳統(tǒng)互

聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不同,Web3前后端的數(shù)據(jù)交互不再通過超文本傳輸協(xié)議向

服務(wù)器的IP地址發(fā)送請求的方式實(shí)現(xiàn),而是按照應(yīng)用業(yè)務(wù)需求直接

與用戶錢包、節(jié)點(diǎn)或智能合約的鏈上地址進(jìn)行通信的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交

互。因此,Web3.js、Hyperleder.js等封裝了底層鏈交互接口的前端庫

在Web3前端開發(fā)中廣泛使用。其中,得益于以太坊應(yīng)用的活躍,

Ether.js及Web3.js憑借其強(qiáng)大的快速直接與以太坊鏈上數(shù)據(jù)進(jìn)行通

信交互的能力,下載量逐年遞增,成為最活躍的Web3前端支持庫。

(五)部署環(huán)境

部署環(huán)境是滿足Web3項(xiàng)目開發(fā)所需的處理器、內(nèi)存、硬盤、操

作系統(tǒng)等一系列軟硬件環(huán)境,旨在保障前后端框架核心要素的正常運(yùn)

行,主要包括本地、云服務(wù)及分布式網(wǎng)絡(luò)的部署環(huán)境。

本地或分布式網(wǎng)絡(luò)有利于確保數(shù)據(jù)主權(quán),但資源管理較為復(fù)雜。

為增加應(yīng)用可靠性和數(shù)據(jù)安全性,防止應(yīng)用被中心化控制,交互界面

和組件工具通常會采用分布式存儲和自托管的模式。分布式存儲通過

構(gòu)建點(diǎn)對點(diǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)和激勵(lì)機(jī)制,實(shí)現(xiàn)在不同所有方之間分布式存儲

數(shù)據(jù),不僅打破中心化存儲或者原有分布式存儲所有權(quán)集中問題,且

可以提高系統(tǒng)可靠性、可用性和可擴(kuò)展性。但由于技術(shù)實(shí)現(xiàn)上較為復(fù)

雜,分布式部署方案并未成為開發(fā)者首選。目前,全球Web3分布式

存儲項(xiàng)目包括IPFS、Sia、Swarm、Arweave、SrorJ等。

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云平臺托管方案仍是主流選擇,云服務(wù)廠商積極布局提供支持。

考慮到訪問的便捷性,目前大多數(shù)Web3應(yīng)用的用戶入口、交互界面、

和組件工具都會使用云服務(wù)來托管頁面代碼、存儲數(shù)據(jù)內(nèi)容。云服務(wù)

廠商也在積極探索分布式服務(wù),尋找Web3應(yīng)用研發(fā)平臺中便利性和

安全性的平衡。例如谷歌部分應(yīng)用開始支持?jǐn)?shù)字資產(chǎn)支付,亞馬遜的

AWS云服務(wù)成為Web3應(yīng)用部署的最常見選擇。

四、部署視角:Web3對數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施影響

計(jì)算、存儲和通信是互聯(lián)網(wǎng)三大基礎(chǔ)要素,三者深度協(xié)作形成支

撐數(shù)字化發(fā)展的通信網(wǎng)絡(luò)部署形態(tài)。Web2.0時(shí)代,計(jì)算、存儲和通信

以平臺為核心進(jìn)行部署,互聯(lián)網(wǎng)巨頭控制計(jì)算和存儲資源,運(yùn)營商提

供盡力而為的消息傳遞服務(wù)。由于缺少數(shù)據(jù)授權(quán)、確權(quán)、鑒權(quán)能力,

數(shù)據(jù)價(jià)值無法有效體現(xiàn)。Web3時(shí)代,計(jì)算、存儲和通信資源部署將

以促進(jìn)數(shù)據(jù)高效流通為準(zhǔn)則,依托可信的協(xié)作平面,提供高效的、通

用的、全流程的數(shù)據(jù)交互能力。整體來看,Web3將會構(gòu)建依托區(qū)塊鏈

的信任基礎(chǔ)設(shè)施、借助數(shù)字錢包的可信網(wǎng)絡(luò)入口、基于數(shù)字身份的認(rèn)

證體系、面向數(shù)字資產(chǎn)的管理流通應(yīng)用,從而形成“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、自主

管理、分布互聯(lián)、安全可信”的新一代通信網(wǎng)絡(luò)。在自主管理方面,

互聯(lián)對象細(xì)顆粒度,支持點(diǎn)對點(diǎn)加密通信和可信傳輸;在分布互聯(lián)方

面,存儲資源提供方和組合模式更多元化,既有能提供大量資源的電

信運(yùn)營商、云服務(wù)商,又有中小型資源提供方;在安全可信方面,基

于區(qū)塊鏈的可信驗(yàn)證帶來更多算力需求和算力配合。目前還無法判斷

Web3部署的最終形態(tài),但對計(jì)算、存儲、通信已經(jīng)產(chǎn)生了一定影響。

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來源:中國信息通信研究院

圖8Web2.0部署架構(gòu)與Web3部署架構(gòu)對比

(一)Web3部署對計(jì)算的影響

一是大規(guī)模存證帶來更多算力需求。Web3存證賦予用戶自主身

份控制權(quán),不同于Web2.0時(shí)代的依托第三方平臺完成存儲驗(yàn)證,核

心功能主要包括身份核驗(yàn)和數(shù)據(jù)確權(quán)兩方面,用戶頻繁的存證請求對

Web3應(yīng)用系統(tǒng)提出更多算力需求。身份驗(yàn)證主要依托數(shù)字錢包完成,

通過構(gòu)建用戶與應(yīng)用交互接口,實(shí)現(xiàn)用戶自主身份管理,數(shù)字錢包正

向集成安全芯片的硬件錢包方向發(fā)展。數(shù)據(jù)確權(quán)依托區(qū)塊鏈系統(tǒng)各節(jié)

點(diǎn)分散控制權(quán),滿足多方數(shù)據(jù)上鏈和任意時(shí)間驗(yàn)證信息等方面都需要

足夠的算力保障。大規(guī)模的存證應(yīng)用需要從芯片、終端、服務(wù)器、數(shù)

據(jù)中心等多層級提升節(jié)點(diǎn)算力服務(wù)能力,根據(jù)OKLink數(shù)據(jù)顯示,在

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全球Web3技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展報(bào)告(2022年)

存證應(yīng)用爆發(fā)性增長的2021年,僅以太坊算力較2020年就提升126%。

二是智能合約帶來更好的算力配合。智能合約不依賴特定硬件設(shè)

備,區(qū)別于Web2.0時(shí)期依托平臺服務(wù)器完成交易操作,Web3借助智

能合約在沒有第三方的情況下進(jìn)行可信交易,能夠?qū)崿F(xiàn)將區(qū)塊鏈閑置

節(jié)點(diǎn)作為計(jì)算資源供應(yīng)商與客戶完成智能匹配。智能合約運(yùn)行于資源

隔離環(huán)境,有效保障各節(jié)點(diǎn)不同配置環(huán)境的統(tǒng)一運(yùn)行,匯聚大量分布

式計(jì)算資源,有助于激勵(lì)全球算力的投入并合理分配使用權(quán),在實(shí)現(xiàn)

共識互信基礎(chǔ)上幫助分布式算力體系構(gòu)建,推進(jìn)算力資源調(diào)用接口走

向統(tǒng)一,簡化計(jì)算服務(wù)流程。以EVM為代表的智能合約計(jì)算引擎,

正朝著更多的語言支持和豐富的系統(tǒng)程序運(yùn)行保障的多方算力適配

方面發(fā)展。

三是邊緣智能帶來多樣化邊緣算力需求。傳統(tǒng)端側(cè)設(shè)備普遍存在

計(jì)算資源受限問題,終端算力向邊端轉(zhuǎn)移將是Web3應(yīng)用低門檻、高

體驗(yàn)的保障,運(yùn)算與交互設(shè)備的分離已成趨勢。端到云之間將部署更

多邊緣計(jì)算服務(wù)器作為區(qū)塊鏈節(jié)點(diǎn),去中心化服務(wù)商通過整合邊緣算

力資源提供多樣化算力服務(wù),智能邊緣計(jì)算與區(qū)塊鏈的融合成為6G

網(wǎng)絡(luò)潛在的關(guān)鍵使能技術(shù),促進(jìn)以網(wǎng)絡(luò)為中心的云計(jì)算轉(zhuǎn)變?yōu)橐袁F(xiàn)場

工作負(fù)載為中心的邊緣智能計(jì)算,進(jìn)一步降低傳輸時(shí)延,提升本地化

多元算力形式應(yīng)用。Web3對去中心化分散式計(jì)算架構(gòu)提出新需求,

端側(cè)數(shù)據(jù)處理逐漸從傳統(tǒng)的云端處理的單一反饋路徑向端、邊、云協(xié)

同的多路徑反饋方式演變。本地分流實(shí)時(shí)計(jì)算、云邊協(xié)同資源管理、

泛在邊緣智能計(jì)算等多元算力配置、管理和監(jiān)測模式推動(dòng)算力遷移。

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(二)Web3部署對存儲的影響

一是激勵(lì)措施助力分布式存儲網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與運(yùn)行。Web3直接改變

了傳統(tǒng)存儲系統(tǒng)的運(yùn)行模式,相較于Web2.0時(shí)代的數(shù)據(jù)存儲由數(shù)據(jù)

中心負(fù)責(zé)運(yùn)行與建設(shè),Web3的部署會利用區(qū)塊鏈構(gòu)建分布式的可信

網(wǎng)絡(luò),采用存儲池化技術(shù),將邊緣存儲與數(shù)據(jù)云存儲改造成巨大的分

布式存儲網(wǎng)絡(luò),并通過通證的激勵(lì)與懲罰措施,吸引更多節(jié)點(diǎn)參與到

存儲網(wǎng)絡(luò)建設(shè),促使各個(gè)分布式節(jié)點(diǎn)為存儲內(nèi)容提供安全保障?,F(xiàn)在

活躍的Filecoin,Swarm以及Arweave都是具有經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制的分布

式網(wǎng)絡(luò)存儲,據(jù)統(tǒng)計(jì),截至2021年底,全球分布式網(wǎng)絡(luò)存儲空間約

為16.7EB,預(yù)計(jì)2025年全球分布式網(wǎng)絡(luò)存儲空間將達(dá)到325EB。

二是用戶數(shù)據(jù)存儲和應(yīng)用控制存儲相分離。用戶數(shù)據(jù)的存控分離

是實(shí)現(xiàn)自主管理的基礎(chǔ),相較于Web2.0時(shí)期的“用戶創(chuàng)造、平臺存

儲、平臺占有”的現(xiàn)象,Web3時(shí)代的存儲系統(tǒng)需要支撐用戶數(shù)據(jù)存

儲和應(yīng)用控制存儲的有效分離,通過文件切片、隱私計(jì)算與分布式管

理等技術(shù)將數(shù)據(jù)內(nèi)容所有權(quán)從存儲控制者剝離,實(shí)現(xiàn)“用戶創(chuàng)造、用

戶占有、用戶受益”的新型數(shù)據(jù)權(quán)益格局。現(xiàn)階段,“Dapp-智能合約

-分布式存儲”的存控分離運(yùn)營模式已見雛形,在“以太坊宇宙”中,

Dapp通過用戶授權(quán),利用智能合約調(diào)用與檢索Swarm與IPFS中存

儲的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)存控分離的數(shù)據(jù)流動(dòng)閉環(huán)。

(三)Web3部署對通信的影響

一是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)扁平化驅(qū)動(dòng)面向數(shù)字對象的細(xì)粒度通信。Web3豐

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富了網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識對數(shù)字對象的映射范圍,多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)主體將以不同通

信協(xié)議接入網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行端到端的交互。不同于傳統(tǒng)Web2.0時(shí)代以接

入網(wǎng)、承載網(wǎng)及接入網(wǎng)構(gòu)建的層次化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),Web3網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將更

偏重于對等方之間通信,扁平化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也驅(qū)動(dòng)了面向用戶主機(jī)通

信到面向數(shù)字對象通信的演進(jìn),邊緣網(wǎng)關(guān)等通信節(jié)點(diǎn)需兼容多種網(wǎng)絡(luò)

接入?yún)f(xié)議及異構(gòu)通信協(xié)議,以支持?jǐn)?shù)字對象的對等互聯(lián)。例如,以太

坊消息推送服務(wù)(EthereumPushNotificationService,EPNS)通過兼

容現(xiàn)有通信協(xié)議,為Web3應(yīng)用賬戶、設(shè)備、虛擬實(shí)體等細(xì)粒度數(shù)字

對象提供跨區(qū)域、跨平臺甚至跨協(xié)議消息推送服務(wù)(2022年1月主

網(wǎng)上線以來,EPNS已經(jīng)通過100個(gè)通信向近6萬名Web3用戶發(fā)送

了超過1700萬條推送通知)。

二是數(shù)據(jù)要素價(jià)值化帶動(dòng)面向數(shù)字錢包的內(nèi)生可加密通信。

Web3借助數(shù)字錢包作為可信網(wǎng)絡(luò)入口,經(jīng)由服務(wù)代理接入不同領(lǐng)域

的應(yīng)用,并與其他對等方的服務(wù)代理進(jìn)行交互。相比于Web2.0時(shí)代

由數(shù)據(jù)傳輸為導(dǎo)向的通信互聯(lián),Web3時(shí)代將構(gòu)建面向數(shù)字資產(chǎn)管理

流通的價(jià)值互聯(lián)。在此基礎(chǔ)上,借助數(shù)字錢包建立面向數(shù)據(jù)要素、數(shù)

字資產(chǎn)的內(nèi)生加密通信將為Web3價(jià)值互聯(lián)提供可靠的安全保障。數(shù)

字錢包所在終端的應(yīng)用部署需兼容多種數(shù)字資產(chǎn)協(xié)議及其交易功能,

服務(wù)代理需內(nèi)生加密安全驗(yàn)證協(xié)議及隱私保護(hù)算法以保證數(shù)字錢包

加密交互。例如,XMTP是一種Web3面向數(shù)字錢包的即時(shí)通信協(xié)議,

旨在通過構(gòu)建一個(gè)開放的、加密原生的通信協(xié)議連接社區(qū)、應(yīng)用程序

和用戶,并以此防止垃圾郵件、過濾不可信消息來源及消除釣魚鏈接

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等(XMTP于2021年9月獲得A輪2000萬美元的融資,當(dāng)前正處

于開發(fā)階段,上線后將為全球近8100萬數(shù)字錢包用戶提供數(shù)字資產(chǎn)

管理、加密通信交互等功能)。

三是身份管理的自動(dòng)化帶動(dòng)基于身份標(biāo)識的可認(rèn)證通信。Web3

基于用戶對分布式標(biāo)識的控制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)主權(quán)的回歸,而網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間

的可信連接依賴于對身份標(biāo)識的認(rèn)證。一方面,通過對交互內(nèi)容的數(shù)

字簽名加密,能夠保證消息的來源可靠性及可用性;另一方面,通過

數(shù)字身份的認(rèn)證能夠有效為用戶間的交互建立訪問控制,保證通信連

接的機(jī)密性。因此,網(wǎng)絡(luò)路由及交換機(jī)等設(shè)備需要添加中間件與基于

區(qū)塊鏈的分布式密鑰基礎(chǔ)設(shè)施交互,通過身份標(biāo)識驗(yàn)證及身份信息尋

址實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間的可信互聯(lián)。當(dāng)前,為了保證多源數(shù)字身份協(xié)議間

的可認(rèn)證通信,去中心化身份基金會(DIF)正在推動(dòng)DIDComm協(xié)

議,通過驗(yàn)證DID身份標(biāo)識持有者的公鑰信息,為多方網(wǎng)絡(luò)主體間

建立一個(gè)面向消息的、與傳輸無關(guān)的對等方交互通信協(xié)議,以此保證

對等方安全互聯(lián)。

五、應(yīng)用視角:Web3應(yīng)用模式與典型場景

Web3分布式應(yīng)用的核心理念是由數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的價(jià)值分配和價(jià)值流

動(dòng),其應(yīng)用模式是由區(qū)塊鏈技術(shù)支撐的分布式網(wǎng)絡(luò)保障了數(shù)據(jù)的確權(quán)

屬性,由智能合約驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)則讓應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中的所有數(shù)據(jù)

貢獻(xiàn)都能以數(shù)字資產(chǎn)的形式捕獲價(jià)值,最終形成了從數(shù)據(jù)權(quán)益化、權(quán)

益資產(chǎn)化到資產(chǎn)流通化的價(jià)值閉環(huán)。

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全球Web3技術(shù)產(chǎn)業(yè)生態(tài)發(fā)展報(bào)告(2022年)

來源:中國信息通信研究院

圖9Web3分布式應(yīng)用模式的價(jià)值閉環(huán)

不同行業(yè)背景下具體的Web3應(yīng)用場景模式側(cè)重點(diǎn)不同,但均是

由智能合約構(gòu)建的基于分布式網(wǎng)絡(luò)、分布式數(shù)據(jù)庫、分布式存儲、分

布式計(jì)算、分布式賬本、分布式治理的分布式應(yīng)用程序,遵循開源開

放的技術(shù)框架,透明共治的治理機(jī)制,共建共享的利益分配三個(gè)核心

特點(diǎn)。

(一)金融科技方面:建立多方信任,提高資產(chǎn)流通

愿景:去中心化金融(DecentralizedFinance,DeFi)利用智能合

約和預(yù)言機(jī)打造一個(gè)基于Web3的開放金融系統(tǒng),旨在無需依賴第三

方中心機(jī)構(gòu)的條件下,為用戶提供各項(xiàng)金融服務(wù),并支持一體化和標(biāo)

準(zhǔn)化的經(jīng)濟(jì)體系。DeFi可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的金融交易,而不需要第三方

中心機(jī)構(gòu),使得交易成本大幅下降,交易效率大幅

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