元宇宙

维基百科给出的定义元宇宙 ( 英语:Metaverse)，或称为后设宇宙、形上宇宙、元界、超感空间、虚空间，被用来描述一个未来持久化和去中心化的在线三维虚拟环境。元宇宙的基础要素是数字替身、自由创造和社交。具体来说，元宇宙是由“人”组成的数字空间，但是这样的“人”是由实体人借助数字替身参与元宇宙的活动。自由创造是元宇宙运行和发展的基础，而社交是创造价值、实现价值的途径，这两项基本活动是构建元宇宙文明的基础。人们借助数字替身实现与人、与环境的交流，即完成自由创造和社交，形成数字社会；数字社会发展演变，就会形成包含政治系统、经济系统和文化系统的数字社会文明，即元宇宙的理想形态。

图 1 资料来源：艾瑞咨询

数字孪生阶段的基础要素：数字替身

数字替身是随着人们卷入元宇宙程度的不断加深，形象和身份也不断坐实，当投入的时间、精力、金钱随元宇宙的演进使身份的价值和意义不断积累的产物。

数字孪生阶段的基础要素：自由创造与社交

在数字孪生阶段这两项活动主要围绕"数字孪生"展开。共建是元宇宙主要的内容组织形式和治理方式。在内容的组织形式上,主要为用户将物理世界的事件"转录"到数字世界中发生或重演;在治理方式上,组织关系以思想关系为主。思想关系是以人的意志转移的社会关系，基于人的意识产生。元宇宙中 Web3 的治理形式以 DAO( 去中心化自治组织 ) 为载体,通过提案制、Token 激励等形式。

图 2 资料来源：艾瑞咨询

元宇宙的六大支撑技术分别为:区块链技术、交互技术、电子游戏技术、人工智能技术、网络及运算技术和物联网技术，其中区块链是元宇宙的核心支撑技术。

区块链技术

区块链技术是实现数据加密、代币经济激励和分布式存储的核心技术，能够通过构建于区块链上的各种协议及智能合约实现点对点交易或协作。

以区块链技术为核心,衍生出了 Web3.0、NFT、DeFi、智能合约、共识机制、DAO、去中心化交易所等支撑元宇宙经济体系等重要应用。

Web3.0

Web3.0 目前没有一个官方的定义,我们通常认为 Web3.0 是利用区块链技术建立的代码确立信任、充分确权和去中心化的语义网络。传统的 Web1 对用户是单向信息传递，内容是只读的，Web2 允许用户在中心化平台进行读写,用户数据储存在中心化互联网企业的数据库中,中心化企业拥有了用户数据的所有权和使用权,以之产生商业价值;而 Web3 对其用户的内容进行了确权,数据、资产、通证均记录于区块链。同时在不同的平台间,用户也可以自由切换而不用担心用户数据被平台获取并商业化。Web3 的架构主要分为协议层、基础设施、用例层和接入层。

协议层由比特币、以太坊等底层区块链架构组成。比特币构建了最原始和最简单的价值共识，尽管在今天的 web3 比特币发挥的协议作用不占主导，但继比特币之后出现了许多如以太坊的 Layer1 智能合约平台,是当前大多 Web3 应用程序的基础。除此之外,区块链上还构建有拓展协议 Layer2。

基础设施层建立在协议层之上,包括了智能合约审计软件、数据存储、通信协议、数据分析平台、DAO 治理工具、身份解决方案的应用设施。

用例层包括了链游、去中心化博客平台、NFT 交易平台、金融交易等应用。

接入层为用户访问各种 Web3 的活动提供了入口。例如在进入链游或想要在去中心化博客平台发表内容时,首先需要链接数字钱包。用户也可以通过访问聚合器自由访问各类 Web3 应用、查看他们在各个应用的状态和资产。

NFT     Non-fungibleToken，即非同质化代币

NFT 本质上是基于区块链的智能合约,通过实现用户对其所有物的确权,使该特定资产成为获得认可的可交易实体。NFT 的价格反应了市场对其确权物的稀缺性的认可。

NFT 发展现状

目前 NFT 的主要应用领域有数字艺术、区块链游戏、音乐、电影等,理论上,NFT 可用于任何需要进行确权的领域。

2021 年 3 月,随着 Beeple 的作品拍出约 4.5 亿人民币的天价,NFT 的发行、交易收到了人们越来越多的关注。NFT 交易市场已经成为 DeFi 世界中不可忽视的部分。目前,加密艺术和游戏是 NFT 应用最广的领域，

加密艺术方面,NFT 对作品的所有权确权为创作数字艺术提供了原动力 ,为艺术创作者通过作品获得应有的收益开辟了途径。同时,随着 NFT 收到越来越广泛的关注,加密艺术的二级市场也经历了繁荣。

游戏方面,NFT 为玩家在游戏中的资产确权提供了解决方案,玩家可以在未经游戏运营商许可的情况下在第三方市场交易。玩家可以购买数字土地,将这些土地作为投资产品等待升值或用作创作、艺术展示空间。

不过,NFT 市场也面临着很多批评,人们普遍认为 NFT 市场的结构有点类似于金字塔推销或庞氏骗局,先发者的获利来自于后进者的投资。金融理论学者 William J. Bernstein 则把 NFT 市场比喻成 17 世纪郁金香狂热,说任何投机泡沫都拿科技创新当卖点使人们兴奋地投资,狂热原因之一正是对产品过度预期的心理。

DeFi

去中心化金融,泛指去金融机构,通过智能合约在区块链上进行的金融活动。DeFi 允许向他人借出或借入资金、用加密货币交易并产生利息。

DeFi 在金融服务领域的主要特性是消除"可信任第三方",通过分布式记账保证交易的透明性和不可篡改性。与传统金融相比,DeFi 由于其可编程性而通过扩展其容量来改进当前的金融活动,有更强的开放性和包容性,例如:转移资金即使结算,转账费低,提供去中心化交易所等特点。目前,绝大部分的 DeFi 项目都在以太坊的区块链上进行。

智能合约

智能合约是一种用代码来制定规则、在区块链上按照所制定的规则自动执行的协议,提供了验证及执行合约内所订立的条件的程序。比特币的代码可以认为是智能合约的雏形,而部署智能合约的典型案例是以太坊提供的 Solidity、Serpent 和 EVM，他们被认为是近乎图灵完备的脚本语言,可供用户编写智能合约并运行。

共识机制

决策权高度分散的区块链系统中，区块链技术的核心优势之一是能使得各个节点对区块的数据有效性高效形成共识机制。共识机制主流的主要有 PoW、PoS、DPOS 等。PoW(Proof of Work) 共识是指各节点共同求解难以求解但容易验证的 SHA256 难题，求解速度和计算机的算力高度相关，最快解出的节点将获得该节点记账权和比特币奖励的机制，最早由中本聪在比特币奠基论文中提出；PoS（Proof of Stake）与 PoW 最大的区别在于用权益证明替代算力证明，节点对特定数量数字货币的所有权记为币龄即权益，一定程度上解决了算力浪费问题 DPoS(Delegated proof of stake) 即授权股份证明机制,最大的特点是“董事会决策”,每个节点可以将其持有的股份权益作为选票授予一个代表,获得票数最多且愿意成为代表的前 101 个节点将进入"董事会",按时间表轮流对交易打包结算并且生产一个新区块。这样大幅减少了参与验证和记账的节点数量,实现快速共识验证。除此之外，还有适用于联盟链的 PBFT 等算法。 

图 4 资料来源：《区块链技术：架构及进展》

DAO

去中心化自治组织，是由代币持有者参与实体的管理和决策的实体结构，它依靠智能合约确定组织的规则和共识并管理组织金库。一旦在启用合约，除非表决通过，否则任何人都不能修改规则， 任何违背代码规则和逻辑的行为都将失败。根据决定的结果，可以实施某些代码来增加流通供应、销毁选定数量的储备代币或向现有代币持有者发放选定的奖励。智能合约的法律性质使得去中心化自治组织不需要集中管理机构。DAO 通过权力下放给与了每个成员的发言权和投票权，但同时也有着效率低下、安全性需要专门维护等问题。

去中心化交易平台

去中心化交易平台（简称 DEX）是点对点的交易市场，用户可以绕过中间方直接交易和管理数字货币。传统金融交易流程往往缺乏透明度、依靠中介执行，在 DEX 的交易中用户资金不会经过第三方的数字货币钱包，完全公开资金流向和交易机制。DEX 是 DeFi 的基石，具有无需许可的可组合性。

DEX 有许多不同的设计模式，每个模式在功能、可扩展性和去中心化方面都各有利弊。两种最常见的类型包括订单簿 DEX 和自动做市商（AMM）。DEX 聚合器也是常见的模式，这类聚合器可以在各个链上 DEX 中搜寻最佳成交价格或最低 gas 费，以最好地满足用户的交易需求。

DEX 最大的优势是采用了区块链技术和不可篡改的智能合约来保障极高的确定性。另外，DEX 用户一般需要支付两种费用，一个是网络费，另一个是交易费。网络费指链上交易的 gas 费，而交易费则是依据协议规定支付给底层协议、协议的流动性提供方、通证持有者或者以上所有实体。

DEX 的最终愿景是打造出无需许可的纯链上基础架构，消除任何中心化的单点失效风险，并将所有权去中心化，分给社区中分布式的成员。最典型的做法就是授予 DAO 治理协议的行政权。 

图 5 资料来源：The Block Crypto Data

交互技术

交互技术包括 VR、AR、MR、全息影像、脑机交互和传感技术。不论是将虚拟物体置于真实世界中,还是将真实世界复刻到虚拟世界的数字孪生,交互技术都是在为用户提供更沉浸式的体验。

电子游戏技术

游戏是元宇宙的展示形式, 它通过丰富的交互体验、丰富的视觉听觉触觉信息，为元宇宙提供进行内容交互聚合、构建世界观的平台。

人工智能技术

以计算机视觉、机器学习、智能语音、自然语言处理为主的人工智能技术，为元宇宙的应用场景提供技术支持。通过机器学习和自然语言处理等人工智能技术,保证了元宇宙的用户与设施之间的互动充分灵活, 保证了元宇宙的交互流畅度、提高元宇宙的智能化程度。

网络及运算技术：网络及运算技术主要分为 5G、云计算和边缘计算技术，旨在为元宇宙用户提供低延时的网络体验和更轻量化的设备。

物联网技术分为感知层和应用层，感知层为感知物理信号和信号来源，应用层将元宇宙万物链接、并行管理终端系统，为虚实共生提供技术保障。

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