Web3.0 前瞻研究报告（2022 年）学习笔记
2020 年 12 月，中国信息通信研究院发布自主研发的跨链基础设施项目“可信链网”
2022年，为加强我国对Web3.0 的前瞻研究和战略预判，可信区块链推进计划 (TBI)、大数据技术标准推进委员会（CCSA TC601）WG6 大数据区块链工作组、中国互联网协会（ISC）区块链技术应用工作委员会联合，组织成员单位深入研讨Web3.0 相关技术细节和应用方向，共同编制研究报告。本研究报告综合分析国内外Web3.0 政策和产业发展现状，详细介绍了Web3.0 的关键技术组件和核心应用场景，为我国积极稳妥探索 Web3.0 发展之路提供参考建议。
web3.0概念
Web 3.0 是利用分布式系统、密码学等技术手段减少用户对互联网中心化机构的“信赖”
广义的Web3.0 是指下一代互 联网，而狭义的Web3 是指目前全球区块链产业生态
Web3 包含两个的核心价值主张：数 字资产化和去中介化
web2.0和web3.0 的区别
Web2.0 即当今互联网是以信息为核心对象的信息互联网，其核心特征是算法与信息的交互，利用算法来生成和分发信息，实现了信息流转趋向于“零边际成本” ，实现了以平台经济为 核心引擎的数字经济发展模式。
Web3.0 是以数字资产为核心对象的价值互联网，其核心特征是算法与资产的交互，利用算法来生成和分发数字资产，实现了资产流转趋向于“零边际成本” 。
关键特性
《大教堂与集市》一书中将软件开发模型分为大教堂模型和集市模型。
大教堂模式是 Web2.0 中典型的自上而下的闭源商业模式，由顶层的专门团队作为执行领导，用户需要完全信 任企业人员来管理资金和执行服务。
集市模式则是Web3.0 典型的分布式的开源开发范式，用户 不再信任人，而是信任技术本身。
联盟链与公链恰恰是区块链技术在两种模式下的产物 , 未来两种模式也会衍生出元宇宙的两种流派
关键技术
技术体系参考架构
Web3.0 技术应用的总体架构可分为基础设施层、组件层和应用层。
基础设施层好比构筑大厦的地基，主要包括区块链、分布式存储、算力网络。
组件层类似于 构建屋舍和装修所需的通用材料，包含基于区块链平台的通证发行和流通、数字资产管理、数字身份、数字钱包、分布式金融等组件
应用层相当于大厦中工作生活的各 类场所，构建在分布式基础设施和可组合组件之上，为满足下一代互联网新需求而不断丰富的应用生态。包括对Web2.0迁移而来的应用进行重构以及随Web3.0新理念而诞生的数字原生应用形态，如金融、 社交、协作、游戏等应用在数字产权回归的背景下体现出来的新型表达模式。
关键基础设施
开放联盟链
区块链技术经过多年的发展，逐渐形成了两条路径：以加密资产为典型应用的非许可链（公 有链）和以可信数字协作为驱动的许可链（联盟链）
公有链作为海外区块链的主流形态；联盟链作为我国区块链的主流形态
开放联盟链：构建Web3.0生态不一定必须基于公链，随着我国联盟链开放程度逐渐增强，也会形成中国 特色的Web3.0 商业生态
开放联盟链形态：在底层代码、链上 数据、API 接口等方面具备一定程度的开放性，同时仍要保障联盟链的许可准入、安全审计和监管能力。开放联盟链将区块链服务与区块链业务分离。
分布式存储
新型分布式存储解决方案在性能、易用性、激励机制等方面尝试弥补 IPFS缺陷，逐渐代替 IPFS 存储方案
算力网络
算力网络是指融合通用计算、 存储、网络资源、异构算力（GPU算力，TEE算力、AI 算力，联邦学习算力）的智能化云网基础设施
依赖5G、云计算、物联网、边缘计算等技术能力，面向社会吸纳算力与网络资源，将“云 - 边 - 端”多级异构的计算资源连接适配，基于区块链技术实现算力资源的记录、确权、调配和交易，从而实现泛在多方算力的统一编排和全局优化，解决云边端网协同和高效资源匹配的需求。
代表性链原生组件
非同质化通证
NFT是数字资产化的一种实现方式。
非同质化通证（Non-Fungible Token，NFT）是区 块链上管理特定数字资产转移逻辑的智能合约，同时也是代表特定数字资产的权属凭证
同质化通证（Fungible Token，FT）和非同质化通证本质都是基于区块链技术的数字资 产管理手段
FT 标记的是同质化、可拆分的资产，比如数字货币、数字积分等，代表标准协议 有ERC-20、ERC223 等；NFT 标记的是非同质化、不可拆分、单位为一的数字资产，代表标准协议有ERC-721、ERC1155、ERC-998 等
数字藏品是NFT的一种应用形式，国内数字藏 品更像是一个数字消费品或者数字商品
元宇宙定义：元宇宙描绘了一个虚实相融、身临其境的数字空间，人们可以在元宇宙内 创建自己的虚拟分身、拥有自己的数字身份，在元宇宙内活动、社交、创作并获得收益。元宇宙主要依托虚拟现实技术打造沉浸式交互的虚拟社会形态。
分布式金融
分布式金融（Decentralized Finance，DeFi）是海外Web3.0的重要应用发展方向之一
链上稳定币、交易所与借贷，一并构成了DeFi 的“三驾马车”
DeFi 既遵循参考传统金融的基本原理，又 不完全沦为传统金融在区块链上的映射，DeFi未来将具备服务更多资产和用户的能力
稳定币在Web3.0 中充当了传统资产进加密市场的价值载体
分布式借贷是DeFi 投资者重要的杠杆工具，交易者可将不愿出售的资产作为抵押在借贷平 台获得其他资产的流动性
分布式数字身份
分布式数字身份是由许多身份属性，比如用户的资产、凭证、浏览记录、交易记录、行为 记录等链上链下数据所组成，用户可以通过自我掌控的私钥进行数字签名来证明这些数字资产的所有权
分布式自治组织
分布式自治组织（Decentralized Autonomous Organization，DAO）是一种建立在 区块链上，通过智能合约规则进行决策与行动的新型社会组织形式
DAO目前仍处在不成熟阶段
代表性链外中间件
数字钱包
数字钱包是Web3.0 世界的入口，而数字身份是面向Web3.0 应用服务及用户展示自身 的出口
数字钱包承载了用户的私钥
数字钱包是协助用户管理各类数字资产的工具，主要满足用 户的数字资产使用和存储功能，是用户进入Web3.0 的入口
预言机
预言机是一种单向的数字代理， 可以帮助链上智能合约查找和验证链外数据，并将数据清理并提交给链上的智能合约，以便智能合约应用程序可以消费这些信息
预言机可以分成中心化预言机和分布式预言机两种实现模式
中心化预言机是指由权威机构负责提供数据的预言机，数据使用者只需要全权信任机构本身
分布式预言机是指多节点组成分布式节点网络，一起合作来提供数据
跨链
跨链技术本质上是一种将链 上的数据、或信息安全可信地转移到另外一条链并在链上产生预期效果的一种技术
跨链发展的四个阶段：
第一阶段是实现基本的链间通信和资产转移；
第二阶段是用户能够以统一入口参与使用不同链的 应用；
第三阶段是用户能够在多链生态开展更复杂的金融应用；
第四阶段是单个应用将不同功能部署在多条链上，每个组件都在最合适的链上运行
目前海外 Web3.0 已经形成了多链资产跨链互通的生态系统
通过跨链技术实现多链协作的多层 多链体系架构是解决区块链性能瓶颈的可取之道
跨链技术方案通常要解决的以下几个关键技术 问题：跨链机制、互操作性、最终一致性和通用性
跨链机制
跨链机制是指一条区块链上经过共识达成确定性的信息（包含信息、资产等写入账本的信息） 被另外一条区块链读取并验证其完整性的机制
跨链机制通常也需要引入一定的安全假设，不同级 别的安全假设也形成不同跨链机制信任模型
目前的跨链机制实现按信任模型可以分为半信任 （semi-trusted）模型和无信任（trustless）模型两类实现
半信任模型指通过引入可信第三方 来执行跨链信息验证，区块链信任可信第三方的验证结果
无信任模型 有两种主要实现，一种是无需引入可信第三方的侧链机制，一种是引入去中心化或去信任的第三方
互操作性
互操作性是指跨链系统为应用或者智能合约提供的跨链互操作功能
从跨链互操作的对象来 分类，可以分为链间的资产交换和链间的信息交换两种，从通用性角度分类，会分为专用互操作功能和通用互操作功能
基于信息交换， 智能合约可以灵活自定义跨链逻辑，它是一种通用的互操功能
最终一致性
最终一致性是指在链间资产交换（或者链间信息交换）时，实现互操作的多条区块链之间资 产（或者状态）在指定时间窗口内能达到最终一致性
通用跨链事务，指多个链上执行自定义的多个动作，形成一个分布式事务，该事务可以达成最终 一致性，也可以回滚到最初状态
通用跨链事务里 尽可能使用智能合约实现事务管理器，而不是依赖中心化的链下跨链事务管理器
通用性
跨链技术方案的通用性一般包括两个方面：互操作的通用性和异构链支持的通用性。
互操作的通用性指不仅仅只支持跨链资产交换的单一场景，还可以扩展更复杂的跨链互操作类型
异构链支 持的通用性指跨链方案能够适用于多种不同的区块链协议，实现异构链的互通
隐私计算
隐私计算（Privacy-Preserving Computation）一套包含人工智能、密码学、数据科学等 众多领域交叉融合的跨学科技术体系，可用于在保证数据提供方不泄露原始数据的前提下，对数 据进行分析计算，有效提取数据要素价值为目标的一类信息技术，保障数据在产生、存储、计算、应用、销毁等数据全生命周期的各个环节中“可用不可见”
多方安全计算是一种在参与方互不信任且对等的前提下，以多方数据为输入完成计算目标， 保证除计算结果及其可推导出的信息之外不泄漏各方的隐私数据的协议
联邦学习是一种分布式机器学习范式，包括两个或多个参与方， 这些参与方通过安全的算 法协议进行联合机器学习，可以在各方原始数据不出本地、不传输原始数据的情况下联合多方数据源建模和提供联合模型推理服务
基于可信执行环境的安全计算是数据计算平台上由软硬件方法构建的一个安全区域，可保 证在安全区域内部加载的代码和数据的机密性和完整性方面得到保护
隐私保护一直是Web3.0 的重要方向之一，而隐私计算是保障Web3.0 场景下用户隐 私的关键技术之一
Web3.0 的构建与维护需要链上链下协同进行， 隐私计算技术保障该模式下“链上数据加密存储，链下数据隐私合规”
在区块链中引入用于隐私保护的密码学算法，比如同态加密、环签名、零知识证明等 隐私增强技术，可用于解决链上数据隐私保护问题
可验证计算技术是将计算任务外包给计算方，计算方需要在完成计算逻辑的同时，提供关 于计算结果的正确性证明
在隐私计算和可验证计算技术的帮助下，Web3.0 时代数据会以密文或摘要凭证的形态在 区块链上流通
服务治理
联盟链和公有链分别衍生出以区块链即服务（Blockchain-as-a-Service，BaaS） 为主和以软件即服务（Software-as-a-Service，SaaS）为主两种服务治理形态
国内是BaaS，海外公链生态 SaaS 服务
公链生态SaaS服务与传统SaaS服务的主要区别在于两点：
公链SaaS服务普 遍引入数字资产作为服务治理工具，允许数字资产持有者参与应用服务的重大决策与项目治理
SaaS 服务被分布式网络化，任何人都可以下载运行服务的源代码成为网络节点，作为网络的一部分参与到分布式SaaS服务的运营中
链上数据分析
区块链地址标签分析在Web 3.0 安全方面所能起到的作用也十分显著
安全审计
超过 90%的安全事件集中在智 能合约和业务领域
在 2022 年上半年，海外 Web3.0 项目因黑客攻击和漏洞利用损失了超过 20 亿美元，而智能合约方面的漏洞种类最多
国内专业化安全服务，主要集中在钱包安全审计业务、智能合约安全审计业务、安 全评测服务以及威胁情报服务等方面
产业现状
非同质化通证（NFT）、分布式身份（DID）、 分布式金融（DeFi）、分布式交易所（DEX）等Web 3.0 核心组件技术正经历“创新低谷阶段”
零知识证明（ZKP）、分布式自治组织（DAO）、可 监管分布式金融（CeDeFi）、可监管分布式交易所（CeDEX）正经历“创新启动阶段”
据中国信 通院统计，2022 年上半年全球Web3.0 业务营收规模约达 200 亿美元，我国联盟链业务营收规模约达 20 亿人民币
海外形成以以太坊为首的“一超多强”多链生态
截至 2022 年 6 月，全球相关投 融资总金额约达 1600 亿美元，投资机构主要分布在北美和欧洲，北美地区以约 733 亿美元投资 额处于全球领先地位，欧洲地区以约 275 亿美元位列第二
据算力智库数 据显示，2021 年国内共计发售数字藏品数量约 456 万份，总发行价值约为 1.5 亿元。2022 年上半年，国内共计发售数字藏品数量约 1536 万份，总发行价值约为 6.53 亿元
自 2022 年 5 月， 国内数字藏品业务增长趋势逐渐放缓，各大数字藏品平台逐渐出现滞销现象，数字藏品发展进入“冷静期”
