# 区块链能否撑起元宇宙这片天

By [DongAoTony](https://paragraph.com/@dongaotony) · 2022-06-09

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有人讲：Web3世界的尽头是元宇宙。这个观点为加密圈内人所认可。元宇宙的概念其实涵盖了我们的生活、工作与娱乐，是我们整个现实世界到虚拟世界的孪生，反过来又将会对我们的现实世界带来激烈的变革。但是，这片元宇宙的天空太大了，想要撑起来，除了VR/AR，甚至体全息等的视觉与触感，以及5G通讯和AI等技术突破外，实实在在离不开Web3的基石：区块链技术。

区块链能否成为元宇宙的一根擎天柱？它能给元宇宙发展带来什么积极的作用？我们可以关注哪些这方向的区块链技术或领域?

​ 在这篇文章里，我们就将围绕这些问题，从元宇宙的概念和方向，以及区块链的现状和技术上，展开研究与分析，希望能为大家解开这些问题的谜团，为我们的投资或研发提供一些帮助。

1\. 什么是元宇宙？
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​ 元宇宙，就是人类现实世界到虚拟世界一个投射：

![图1 真实世界到元宇宙的投射](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/51bf37ad7ce2af19f4e6de6a6b89e549be24f67059572163587701214f6eb19d.png)

图1 真实世界到元宇宙的投射

​ 从功能上讲，元宇宙是承载人们虚拟活动的平台，用户可以在其上进行社交、娱乐、创作、展示、教育，以及虚拟资产交易等，这些映射到我们现实世界中社会的、或精神的各方面活动。同时，它会有以下相较现实世界的突出特点：

1.  没有准入门槛。
    
2.  基于程序合约的公平性。
    
3.  更加可靠的经济系统。
    
4.  更加丰富的消费内容。
    

​ 同时，用户通过在元宇宙上进行创作、交易、学习或开会等活动，会与现实世界相结合而产生以下的感受：

1.  沉浸式交互体验。
    
2.  情感上的寄托。
    
3.  心理上的归属。
    

​ 现在的元宇宙的Web3应用或公司，主要是以游戏为主，或者围绕着游戏而生，比如`Decentraland`、`Roblox`。因此，有人把游戏列为元宇宙的4大支柱技术（显示、通信、区块链与游戏）之一。这点其实是有失偏颇的，因为元宇宙所能承载的将不仅仅是游戏。所以应该是Web3应用，正是由这些应用板块，组成了元宇宙里的社区。

​ 事实上，元宇宙的本质是要自由可信地承载人们的社交身份和资产权益，以及围绕着这两个的，可与现实世界相映射的所有活动。这些活动体现在元宇宙里，就是一个个Web3的应用。这其实是对现实世界底层逻辑的复制，使得元宇宙成为了一个很好的平台，让任何用户可以在它的上面创建或加入社区，参与创造，而且劳动的成果将得到保障。因此，人们在元宇宙里的劳动、交易与现实中的劳动与交易没有区别：用户在`Dencentraland`里建造的虚拟房子，可以不受平台限制，轻松交易，换成元宇宙甚至现实世界里的物品，其价格将由自由市场决定。

![图2 人在元宇宙与现实世界的关系](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/ac2996ae2f4e83b55e5613c451f3c0676755c7d2b162e3aa3d748157e1cbe0c1.png)

图2 人在元宇宙与现实世界的关系

​ 上述元宇宙的活动，要比现实世界更加方便与可靠。因为它充分利用了区块链技术的去中心化协议与经济激励规则，通过分布式系统和程序，来保障元宇宙上活动的有序执行，与资产的抗审查确权。

​ 但是有人要问了：元宇宙里不管是从现实世界里采样的信息，还是直接在元宇宙里生成的信息，随着元宇宙的繁荣，就要生成现实世界方方面面的数字孪生；这对于区块链来讲，就是超多的交易，超大的数据，现在的区块链，或区块链技术（比如以太坊），能支撑的住吗？

2\. 元宇宙希望区块链提供哪些支撑？
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​ 我们先来看看元宇宙当前主要的应用有哪些：

1.  媒体舆情：像VeeR、斗鱼等主要是利用VR+5G的技术，把当下流行Web2的视频点播或VR游戏，简单搬移到了元宇宙上；倒是有个有趣的现象是视频网站从元宇宙的卡通人物里吸取灵感，给主播选换元宇宙头像，在Web2的视频网站上大受欢迎。
    
2.  社交游戏：这个是最贴合元宇宙属性的场景，像腾讯就借微信、QQ的用户量在积极拓展元宇宙社交，而网易游戏、米哈游也从游戏角度纷纷杀入元宇宙。
    
3.  电商会展：电商直播与电商税收成为国家整治对象，最近的疫情给会展业带来了重创，而元宇宙让电商会展看到新的契机，百度与华为都在这块有着积极的尝试。
    
4.  教体文卫：这个也是元宇宙切入比较多的板块，像腾讯就联合敦煌打造元宇宙数字原生NFT，倡导元宇宙游赏敦煌石窟的游玩。
    
5.  智能制造：就智能制造本身而言，它是独立的，但我们应该看到，像有些高级制造与高级维修，由于高端师傅的稀缺，因而对于分散的门店或工厂，具有远程指导与治理的真实需求，这个也是与元宇宙相契合的，但我个人只看到一些汽车的后端市场，会用到AR远程指导，还没有真正迁移到元宇宙。
    
6.  政治军事：比较容易想到的利用元宇宙的3D仿真城市管理与实战演练了。
    
7.  其他应用：除了以上6大类，目前对元宇宙有所涉略的还包括：数字金融、房地产、产业园和农业等。
    

​ 事实上，元宇宙所能涵盖的应用或业务，远不至这些，我们大可以从经济、社会、生产、科技、教育和生活诸多方面，展开极限想象：元宇宙里资源无限，因此人们只为快乐而干活；社会将由人治走向法治，再到数学治的转变；从此创意是唯一的技能，什么学这学那的，都不需要，只要保持创造性思维能力就掌握了生产力；在元宇宙的世界里，科技似乎真的有机会触达神灵，因为元宇宙里有不断自我演进的人类智慧；学习的精髓不再是记忆而是遗忘，因为元宇宙会随时帮您记忆，并修正你曾记错的地方；生活真得将变得如此简单，互联网给大家带来的便利有目共睹，元宇宙肯定将让我们世界变得更加方便、更加简单。

​ 天下没有免费的午餐，元宇宙是很美好，但它离不开科技，工程，以及底层各技术的框架的支撑。下面是赵国栋老师关于元宇宙的技术框架图：

![图3 元宇宙技术框架图](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/5d7074859c86bb1f23727c428e39b86c4c0024ac5c88a3382db9d6f0b1e54f33.png)

图3 元宇宙技术框架图

​ 其中红框处的`去中心化层`就是我们这里所关心的区块链。虽然赵老师这个图很好地表述了元宇宙的架构，但没能清楚地表述区块链的组成，及其层次逻辑，所以我们更乐意用下面一张图来理解元宇宙中的区块链：

![图4 自商业（BAO）区块链层次架构图](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/e3b22bce267bb20fcd873550b5a84d232f4366654853d5652ab8bc07f07a2ca9.png)

图4 自商业（BAO）区块链层次架构图

​ 这张图是ENChain.Asia的朱峰在BAO的白皮书里第一次提出`自商业`的框架图，它与元宇宙Web3应用的自主经营比较吻合。但该图里还没有很好地体现Web3应用的业务。我们知道，Web3应用其实是由两部分组成的：

1.  后端：也就是运行在区块链网络上的业务处理逻辑。
    
2.  前端：也就是我们一般用户看到的Web页面等。
    

![图5 区块链业务与区块链之间的层次关系](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/5328a0ba356223422df002ca38c69a85720abefebb50cd9fa7ae63b9bcbaecb8.png)

图5 区块链业务与区块链之间的层次关系

​ 其中淡橙色部分组成了元宇宙Web3应用的业务部分。而后端我们把激励层、治理层、仲裁层和合规层理解为Web3应用在区块链上，基于智能合约的逻辑处理部分，同时，为了适应元宇宙`去中心化自主治理`的业务诉求，还整合进了`自商业` 的逻辑。

​ 另外，也有人把区块链比作元宇宙的粘合剂，通过把终端、云计算、AI、大数据与网络相关整合一起，为元宇宙的实现建立起底层的技术基础：

![图6 区块链与元宇宙其它构件关系](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/65235fb34754d524463a532d6fd5244f6a355c07fc167ea3b79c62c6438ea9e4.png)

图6 区块链与元宇宙其它构件关系

​ 通过上面4张图，我们大体可以理解区块在元宇宙体系里，所处的位置和大概作用。下面我们来进一步分析元宇宙，期望区块链可以提供哪些基础的功能，来支撑它重建一个新世界的远大目标。

​ 为了更好地分析，我们把元宇宙关于区块链的诉求，分成一般性需求，和特殊性需求来看。

1.  一般性需求，也就是针对一般Web3应用就需要的。
    
2.  特殊性需求，则是元宇宙具体特殊的需求。
    

​ 首先，跑在元宇宙的业务应用肯定也是Web3应用，因此我们可以看到元宇宙，会对区块链提出4类一般性需求：

1.  一种自我激励可靠的去中心化网络，来承载元宇宙的业务。
    
2.  一种共识可信的超级账本，来记录元宇宙中活动的点点滴滴。
    
3.  一种分布式的不可篡改存储，来确保元宇宙数据的真实性。
    
4.  一种基于智能合约的法则，来有效约束各参与方的行为规范。
    

​ 另外，元宇宙作为一个创造新世界的庞大复杂的系统，它应会考虑以下6点，区块链不能成为它的瓶颈：

1.  要能支持几乎无限丰富的应用场景。
    
2.  要能支持高并发的交易量。
    
3.  要能支持大吞吐的数据量。
    
4.  要能与现实世界流畅沟通。
    
5.  要能确保隐私。
    
6.  商业经营高度自治等。
    

​ 对于一般性需求而言，众所周知，正是区块链技术所擅长的；也正是因为区块链拥有了这些能力，也给了大家想象元宇宙的空间。但元宇宙反过来，则又对区块链提出了更高的要求。下面我们重点关注**区块链可不可能支撑元宇宙的这些更高要求**？

3\. 区块链能否撑起元宇宙？
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3.1 不可能三角原则
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​ 在回答这个问题之前，我们先来认识一下区块链的不可能三角原则。因为它将是我们下面立论的基础。

![图7 区块链不可能三角](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/a0aa1ded8c079843197ed3523f8c97aa38d10d3c3e7b269985cedc0af9d9b9e7.png)

图7 区块链不可能三角

​ 区块链不可能三角（blockchain trilemma）由以太链创始人Vitalik 提出：也就是说区块链技术不能同时实现去中心化性程度、安全性和高效性。其中：

1.  去中心化是指拥有大量区块生产和验证的节点，一般节点越多，去中心化程度越高。
    
2.  安全性是获得网络控制权所要花费的成本，通常在共识机制的设计中锚定现实世界的资产，例如工作量证明机制锚定的是算力。
    
3.  高效性就是每秒处理交易的笔数。
    

​ 正是不可能三角原则，使得各种区块链的设计与实现中，只能三者舍其一：要么是确保资本安全，共识基础牢靠；要么是单位吞吐量大，交易费便宜；要么是数据存储技术出众，存储费低廉。这也就导致现在难有一条链，或一种链就可以支撑起元宇宙的特殊需求。

3.2 各具特色的区块链
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### 3.2.1 大小王

​ 首先就是2008年由中本聪发布的`比特币`，它标识了区块链1.0的诞生，一举奠定了区块链的思想与关键技术，是名符其实的区块链大王。比特币带给我们的区块链特征包括：

1.  以区块组成的链条存储交易信息或数据。
    
2.  整个区块链网络所共识且共享的超级账本，确保账本的真实性。
    
3.  应用了非对称加密算法，通过公钥与私钥结合的方式搭建了区块链的安全防御系统。
    
4.  源代码公开，使得区块链网络中设定的共识机制、规则等都可以通过一致的、开源的源代码进行验证。
    
5.  贯彻去中心化的思想，包括中本聪到底是何许人也，到现在也不知道（否则中本聪在区块链领域的话语权要比V神大）。
    
6.  P2P的分布式网络，区块链网络将是去中化的分布式网络。
    

![图8 区块链分布式网络拓扑](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/764b50e27c004e107b9863b695593627665617b8be84a08f2f10cc6b9e9f002d.png)

图8 区块链分布式网络拓扑

​ 人们看到，比特币在不可能三角中，特别注重了`去中心化`与`安全`,所以它的TPS特别低，且延时长；而且它脚本类的链上程序不是图灵完备的。虽然区块链1.0比较好地解决了货币发行与支付的去中心化，但应用场景还是很受限。为此区块链的小王以太坊，由Vitalik Buterin于2013年创建，它标识着区块链2.0的诞生。

​ `以太坊`在比特币的基础上，创建了一个图灵完备的虚拟机EVM。因此，人们可以在以太坊上编写智能合约；理论上，可以在该EVM上实现任何复杂的逻辑。为此，Ｖ神在以太坊诞生之初，喊出了以太坊要成为`世界计算机`的口号。

![图9 以太坊基于智能合约的运行机制](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/e6df8772fd4b9c70bbaf346cce11de0e6b083029a2d287dc5b0e2ed595e80788.png)

图9 以太坊基于智能合约的运行机制

​ 但是以太坊的设计虽然有不少创新，但终究是脱胎于比特币，还是过于关注货币的安全与去中心化，因此它的TPS也不高，而基于智能合约的旺盛业务需求，导致了时常区块爆炸和交易费高昂等诸多问题。

​ 不管怎样，由于多年下来，用户没有更好的选择，以太坊业已成为Web3应用开发的首选，和业界标杆。

### 3.2.2 廉价的存储

​ 以太坊通过智能合约，解决了市场交易的去中心化。但对用户来讲，这些交易会伴随大量的数据，而且用户也会有需要数据确权存储的需求（这点在元宇宙里将会显得特别突出）。但对于以太坊这类区块链来讲，不是功能上实现不了，而是性能上难以满足：

1.  `$10000+/GB年`的费用，让一般用户无法接受。
    
2.  `13 x 6 = 78s`的延时，让音、视频实时播放类业务只能望而止步。
    

​ 为此，Filecoin与Arweave，抓住这个痛点，纷纷推出了自己的存储区块链，以及配套的服务。我们就以Filecoin为例，来看看它是如何实现高效的数据存储与访问的。

![图10 IPFS/Filecoin数据存储](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/eb79d0fc4b06ef1e45244d3d41e1f2ce01c894cbd52bb1bfb04b4593919d377a.png)

图10 IPFS/Filecoin数据存储

​ Filecoin如上图所示，它其实是一个体系，基于区块链的技术，来支持可靠、快速，却又廉价的链上数据存储与访问服务。其中：

1.  右下部分，它实现了Filecoin基础区块链部分：
    

*   它是标准的P2P区块链网络，但该网络只是负责存储交易及FIL激励相关事务，并不存储用户数据（比如音、视频）；
    
*   数据的存储是由该网络上的各个参与节点与用户达成数据存储与访问的deal(这个交易是要上FIlecoin区块链的)，再根据IPFS格式，在节点上封装扇区，并存储数据；但该节点要负责通过ZK技术生成PoRep和PoSt证明，交给Filecoin区块链网络共识。
    

​ 事实上，存储到Filecoin网络上速度也不快，它一般只会做48小时内完成承诺，而且允许超大数据量的存储在链下完成。所以Filecoin网络上的数据存储，也被称作冷存储。

1.  顶上部分，它就是实现的星际文件系统IPFS，以便基于文件的内容，并支持大数据量的存储与访问：
    

*   IPFS也是个P2P的分布式网络，但并不是区块链，因此它上面的活动并不需要共识，只是利用了分布式网络冗余备份功能；
    
*   所以IPFS又被称作热存储，在Filecoin体系被用作Cache技术；
    
*   但缓存在内存空间不足时很容易被清除，这样会导致用户通过IPFS请求Filecoin的存储服务，很可能会在没有完成冷存储之前，就被清除了；因此在顶部右上角，又增加了一个IPFS PIN Service，来确保用户数据可以在IPFS这个分布式网络里保存足够长的时间。
    

1.  另一个就是上图右边的`web3.storage`之类的网关服务了，它提供了RPC API，方便用户轻松访问Filecoin网络。
    

​ 可以看到，Filecoin在充分利用区块链技术的同时，还充分结合了链外的以下辅助技术，才得以实现便宜的、支持大吞吐的、安全可信的数据存储与访问的服务：

1.  零知识证明；
    
2.  分布式集群；
    
3.  SaaS网关等。
    

​ 通过Filecoin一组产品体系的设计，它可以在获取不可能三角的去中心化和安全基础上，还获得了链上数据大吞吐访问的高效性。当然，现在大家使用下来，感觉IPFS上数据下载还是慢，这个倒是应该通过增加IPFS集群的并发处理能力，以及Web3.Storage等API网关的网络带宽来解决。

### 3.2.3 突破交易量的瓶颈

​ 继了解决大吞吐数据存储方案后，那再来看元宇宙关于支持交易高并发的诉求。我们都知道，比特币原始链和以太链的交易并发数并不多，时延反而长，交易费反而高：

![表1 比特币与以太坊TPS等性能](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/acff7f984d01f9dd3834d43e1b120b3c9d21902430b4037aa38277484f44437a.png)

表1 比特币与以太坊TPS等性能

​ 这些弱点，仅让以太坊或比特币来支持元宇宙是不可能的。也正是看到这些弱点，各Layer2扩容方案纷纷出台，或者有的链干脆另起炉灶，完全设计出一条独立的支持高交易量的链：

1.  Layer2 扩容方案：它的思想本质就是通过将交易的处理从Layer1的区块链，迁移到了被称Layer2层，并对该处理生成一个证明，而Layer1层只作关于该证明的验证；而验证证明的计算量小很多，从而可以大幅地降低Layer1层区块链的负荷，也就提升了整个区块链业务TPS；当然Layer2层还会用到Sequenser等排序与压缩技术，来进一步提高TPS；目前Layer2的扩容路线主要是Rollup，它能实现Layer1层1~2个数量级的扩容。
    

![图11 Layer2扩容方案](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/874dff250a0040f9868fbff3ea11201fe2f38e07798c13d5a8bbf1f5a9a3f562.png)

图11 Layer2扩容方案

1.  Layer1独立链交易量的极致突破：它直接让Layer1区块链本身拥有更高的TPS；它往往是以牺牲安全或去中心化来获取更高的单位时间交易量；其中典型的案例有Solana，它的设计中一个时间点只有一个Leader节点出块，而其它的节点只对块中的交易进行验证；因为它的出块，再不是区块链网络里所有节点竞争，所以它会快许多，但显然安全性会下降许多；为此Solana设计了随时间单向的PoH协议，以及TowerBFT协议等，来尽量弥补单个Leader出块中心化不安全的弱点；Solana的TPS可达5万+。
    

![图12 Solana架构](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/c37b60f1ad9f2fff32204e3fe8048b9bbb10cbe1d99bd351cb8243c495bd0525.png)

图12 Solana架构

​ 据Solana白皮书介绍，基于Solana链的交易量瓶颈不再在链本身，而在网络带宽。

### 3.2.4 跨链

​ 从前面3个小节的分析，我们确实可以看到，区块链有的去中化程度高，安全可靠，有的可以突破TPS瓶颈，有的则可以很好满足便宜可信大数据量的存储。这些都是元宇宙所需要的。为此，除了独立区块链分布式网络相关的技术外，还需要相关跨链技术，把不同的区块链连接起来，促使它们之间货币信息的流通，甚至可以互操作。对应着这种技术的产品，被大家形象地称为跨链桥。

​ V神把跨链技术的演进和实现方式，总结为3类：

1.  哈希时间锁合约：通过一套密码学方法，来实现不同链上资产的交易；但只能是资产类交易，不能实现资产在不同链上流通，更不能互操作了；下面2张图就显示了基于哈希锁和时间锁，实现将比特币交换成以太的过程：
    

![图13 存币上锁](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/f330d99ff774e4c6141a859d325cc3b5840f327660e9b83fa6c88fec5f0763f3.png)

图13 存币上锁

![图14 开锁取币](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/8ea043efed3d0ff15c2983d4a9e4c8013bbfc760a5b45983bc04830cd141bdbb.png)

图14 开锁取币

1.  公证人机制：是由公证人建立一个中间账户，用户将资产转入中间账户，由公证人跨链发行一种映射原Token的影子Token给到用户；当用户需要赎回的时候，将影子Token销毁，并向公证人提供证明，公证人将中间账户的原始Token转到该用户的地址；基于公证人的方案，可以实现资产在不同链，或异构链上流通；但这个流通的可信度，是依赖于这个第三方公证人可信度的。
    
2.  桥接链方案：它是当前主流的跨链技术；与公证人方案一样，仍然存在一个中间账户，但中间账户的安全，不靠公证人来保护，而是靠智能合约来规范，这意味着中间账户将是一个合约账户，其资产管理规则被智能合约的代码约束，而不是由公证人约束；如果代码本身没有问题，只要部署该合约的链是安全的，那么合约中的资产就是安全的；像波卡和Cosmos不仅要实现支持资产流通，甚至支持它们同构子链之间的互操作。
    

​ 要说明的一点是：桥接链应搭建在双图灵完备的链间，因为桥接链不是一个独立的存在，而需要部署在两端链上的合约配合，就像一座桥不能悬空存在，必须在两岸有桥墩作为依托一样。

![图15 桥接链示意](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/1bf00beab056097e6cd1531cbbb33d4d27848807907c2003055cbc2b1a7b235a.png)

图15 桥接链示意

​ 而桥接链方案又可分成3个流派：

1.  通用跨链派：它专注于跨链，旨在实现适配区块链领域存在的所有链，其典型代表是Polygon
    

![图16 Polygon](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/7af7e6f367cea8f5fe2ad8a0b70bc1abee5aa819c2d015e94fcd14f51030c0aa.png)

图16 Polygon

​ 上图中的蓝色图标就表示是Polygon。但细心的你会发现它是以`以太坊`为中心的。因为Polygon的目标是`实现一个以太坊兼容链的互联网`。但我们前面讨论了，在元宇宙里，除了以太坊，还需要有诸如Filecoin等的区块链网络；并且对于元宇宙业务应用来讲，尽管以太坊已成为许多人认可的`世界记账机`，也不一定就是中心（区块链应该排斥中心的）。

1.  引流跨链派：它往往是Layer1的独立链，需要借用以太坊更丰富的货币体系，以及引流以太坊上大量的免教育用户，其典型代表有Solana Wormhole
    

![图17 Solana Wormhole](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/6b6aa4f5439e3c442144828668e2b4cd257d7c49548ad6e89080fb719b912624.png)

图17 Solana Wormhole

​ Wormhole在以太坊与Solana之间，搭建一条双向、去中心化的 ERC-20⇄SPL 代币桥。Solana主打的这条`trustless`桥，让以太坊的DeFi交易者和应用，在两条链上进行资产转换，并享受Solana的高TPS和低转账成本的服务；而且基于Wormhole，开发者可以继续使用之前为以太坊编写的智能合约。细心的你有可能发现上图左下角的`Terra`作为Luna的基础链，已经崩了；这里还选用这张图，主要是想警示大家，在通过跨链技术，连接不同区块链时，注意链想到之间产生`连环雪崩`灾害；这是元宇宙安全所在，由于安全问题不在是本篇文章的重点，就不展开了。

1.  互操作跨链流派：它不仅要实现不同链之间代币的流通，更专注于链之间的`互操作`,链之间真正的互联互通，其典型代表有Polkadot最新发布的XCM
    

![图18 波卡XCMP](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/daf48fe519ef81b0977571903548fda9c5bbc205f9512ac2a7a7d1306cc6da65.png)

图18 波卡XCMP

​ XCM是波卡的跨共识消息格式（Cross-Consensus Messaging format）的简称，XCM不仅支持链之间的通信，还支持智能合约、Dapp和Substrate pallet（模块）之间的通信，从而实现了不同链之间的消息传递，与类似RPC调用的互操作。但我们也应看到：XCM不能用于在系统之间实际“发送”任何消息，它的效用只在于表达接收者应该做什么；XCM是消息格式，需要搭配消息传递协议使用，才能完成消息的跨链。还有就是，XCM只适用于Polkadot家族中的平行链之间的跨链。

​ 通过上面的分析我们可以知道，由于不同链之间的共识机制，所有虚拟机和智能合约架构的不同，链之间的互联互通，还是有不少难度。但经过不同厂商的努力，我们也看到现在的跨链桥技术，已基本可以将不同的功能的区块链技术捏合在一起，来打破区块链的不可能三角，从而满足以元宇宙既要去中心化，又要安全，还要高效的诉求。

​ 另注：跨链桥这块，作者推荐大家关注Polkadot与Cosmos之类专注链互操作的区块链体系。因为它们理论上可以构建各种功能和特色的链，而且这些链在同一体系下，在设计之初，就充分考虑了跨链互联的需求。

3.3 满足不可能三角之后呢？
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​ 通过3.2节的分析，我们知道，基于跨链桥技术，可以将具有不同功能与特色的链连接起来，从而使得不可能三角的安全性、去中心化和高效性的三者兼得。但元宇宙的特殊需求尚不止于此。

### 3.3.1 可用不可见的隐私计算

​ 元宇宙尽管是个虚拟世界，但其中还是关联到现实生活中的，会附带着各种数字资产，以及大量的个人隐私信息。所以在元宇宙里往往会采用DID（去中心化的身份证），来绑定用户在元宇宙里的身份，并进而把与之相关的资产和数据归之名下。

​ 这个小节我们主要谈谈用户链上数据隐私保护的问题。我们可以发现以下几点前提：

1.  首先，这些数据要是为元宇宙所有用户认可的，所以数据就应存放在去中心化的区块链网络上，比如Filecoin。
    
2.  为了保护隐私，这些数据应是加密存储，只有用户自身才能读取其中的内容。
    
3.  但这些隐私数据如果元宇宙不能使用，那就无法提取该用户的相关属性，也难以为该用户提供更好的服务。
    

![图19 元宇宙渔业监管](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/b72266f7f630f77654c22e4125b1727481eee97eaf043f415f9f9757660c3ce1.png)

图19 元宇宙渔业监管

​ 如上图，`元宇宙渔业监管部门`需要监查`元宇宙渔船`是否超出了捕捞海域，需要渔船的`元宇宙海域坐标`；渔船认为该坐标信息是它的隐私，不便提供；而监管部门没有坐标是没有办法监管。因此现实世界里，只能由监管部门强制收取，最后由于职权部门的泄密，导致个人安全或利益受损，个人往往也只能认倒霉。

​ 我们知道，数据的处理包括三个环节：传输、存储与计算。其中，传输、存储的安全已有相关技术，但数据的`安全计算`一直没有一条通用性的方案，也就是讲，现有的数据安全计算方案，往往只能应用于特定的场景。我们对数据安全计算的目标，主要定位在`数据可用不可见`上，所以又将数据安全计算，称为`隐私计算`。由于数据已成为最重要的生产资料，隐私计算将显得越来越重要。当前的主要的隐私计算技术分类有：

![图20 隐私计算分类](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/9f3df7cb8f38b08c9596d4724d9b3e867e25e7d82f115d99f824a2746064812f.png)

图20 隐私计算分类

        基于以上分析，元宇宙也是需要隐私计算的技术，来确保用户隐私数据的`可用不可见`；而且为了节约网络带宽资源，实现的隐私计算功能模块，**应当贴近区块链端**。其中`零知识证明`技术，已在区块链里被广泛使用。前面我们提到过，像Filecoin里的PoRep与PoSt就利用了零知识证明。但这项技术只能证明数据存储行为本身，并不能从该数据里抽取有用的属性，比如渔船越界了。为此，在元宇宙里，还应充分利用`联邦学习`，`可信执行环境`等技术，并把它们有机结合起来：
    

1.  搭建`联邦学习`等AI计算集群，提供支持保护隐私的神经网络训练与预判环境，为元宇宙提供类似人工智能感知层，但这个感知是去中心化的。
    
2.  搭建可信执行环境，由于该环境需要支持AI的训练与计算，所以元宇宙里的可信执行环境是服务器集群级别，与手机和安全卡之类的可信执行环境，在物理上不是一个量级。
    

​ 其是在元宇宙里联邦学习集群与可信执行环境集群，可以合二为一，形成一种类似`PaaS`的服务。作者认为，这应该是元宇宙的一项基础构件，像元宇宙中社区自治（DAO）中，特别倚重的声誉系统，没有AI，没有确保隐私的AI，学习性、公正性、有效性就难以保证。想要建立元宇宙的良性生态，不妨先把这个基础服务做起来。如果您看好元宇宙，这将是一块真正的`busyness`。但目前似乎少有企业或组织，真正把它当作业务，或者以PaaS、BaaS的眼光来看待它。

### 3.3.2 Oracle沟通物理世界

​ 通过3.3.1小节的讨论，我们通过采用多种隐私计算技术，可以保障元宇宙中用户个体数据的隐私安全。但如果区块链相以支撑起元宇宙，我们认为尚有不足，因为元宇宙不仅仅是现实世界的搬迁，它还需要与物理世界的交流与互动。像海尔在组建的元宇宙工厂，如不与现实工厂相关联，对海尔来讲是没有意义的。

​ 元宇宙与物理世界的交互，其实就是物理世界信息要更新到元宇宙的区块链网络中，而区块链网络处理的结果，应该反映到现实中去。这种交互，就需要所谓的Oracle技术（预言机）。该技术在DeFi里使用比较多，其中典型的代表就是Chainlink。

![图21 Chainlink Oracle](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/d780478a3d1c2307649bcd1ec021960c5912151301daa666c4d92e037429fc49.png)

图21 Chainlink Oracle

​ 它的工作机制是：

      1. Chainlink构成了一个去中心化的分布式网络，并通过Oracle合约与以太坊等区块链锚定。
      2. 用户可以在Chainlink网络上部署Adapter服务；该服务会从不物理信源处采集所需要的信息，比如各DEX关于LINK Token的价格，进行汇总，并根据用户的喜好采用这些信息，调用Oracle合约，自动触发相关的链上交易。
      3. 链上的逻辑处理完好，又可以调用Oracle合约，将信息返回给Chainlink网络；用户可以在Chainlink网络上部署Initiator服务；该服务根据Oracle返回的信息，再触发现实世界的相关交易。
    

​ 元宇宙与现实世界的沟通，也需要诸如Chainlink之类的Oracle技术：使得两个世界息息相生。

### 3.3.3 DAO

​ 经过上面的分析，我们就来看看最后一个点：那就是元宇宙的商业自治。这个诉求与区块链的DAO是极其吻合的。

![图22 DAO示意](https://storage.googleapis.com/papyrus_images/fe38aabea0fe81898fefde18acf8953dbdf6129afae9d90b8e92b93a84d9d60b.png)

图22 DAO示意

​ DAO是指去中心化自治组织，它伴随区块链而诞生，并一经出现，就热度不减。因为它有以下鲜明的特点：

1.  去中心化、自动化和透明，所有要遵守的规则都由链上公开的智能合约来定。
    
2.  社区驱动，规则的决定与调整，也就是组织的决策权，赋予社区里所有的代币持有者，由大家投票裁决；往往这种权力是与社员持有代币量成正比；因而让社区成为利益休戚相关且真正民主。
    
3.  具有潜在的投资回报，DAO中所持有的治理代币，正如初创公司早期持有的股权：后面一旦成功，这些代币会非常有价值。
    

​ 这里，我们应将DAO的治理代币，与区块链的原生代币区别开来。原生代币是区块链网络为了维护其网络生态繁荣的经济激励措施而发行，从某种意义上讲，是存在类似`货币超发`现象，或讲超前消费嫌疑。而DAO的治理代币，它应是绑定在社区实际的成长上的：只有社区有价值，它的治理代币才会有价值。当然，不可否认，DAO的治理代币也起着经济激励的基础作用，如第2章中的7层架构中的`激励层`所示，它将给予社区美好的预期，促进社区成员，为着共同的目标一起努力。这点是与元宇宙的自商业完全一致。

​ 但是，我们也要看到DAO的一个致命的弱点：什么事都要靠投票来决定。这样，当有问题时，特别是重大紧急问题时，也要通过投票解决？2016年以太坊的`The Dao`事故，仍然历历在目。以太坊的做法是人为干涉，但这又与去中心化思想相悖，从而为人所诟病，并由此导致了以太坊的硬分叉。所以，元宇宙在社区自治过程中，还应设计好此类事件的应对方案。

4\. 结论
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​ 元宇宙还有很长的路要走，但它美好的前景，值得Facebook去投入，也值我们所有人去追寻。元宇宙少不了区块链，这点已为业界共识。同时，从上面的分析来看，通过组合不同的区块链，以及隐私计算等相关技术，是有机会支撑起元宇宙的各类应用，以及对大家对元宇宙未来的畅想。

​ 当然，区块链相关的技术还有待发展，这也何尝不是机会。作者认为，我们可以重点关注：

1.  开放式的跨链桥技术，将元宇宙需要的各种链有机、灵活地连接起来。
    
2.  集成联邦学习与可信执行环境集群的BaaS服务。
    
3.  具有通识基础的元宇宙声誉系统，打造元宇宙的DAO，建立基于`数字治`的良序公约。

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