*此文于2021.12.31首发至同名公众号

站在年末这个关卡，本来我是想回顾一下这一年的经历，结果由于Metaverse/Web3.0等概念的出圈，最近这一个多月的注意力全被这些个新兴概念所吸引，并且越了解越觉得有意思。但不得不说，这个领域的专业性实在是太强了，随便抛出一个名词想要理解都不是一件容易的事情，于是我觉得不如把最近了解到的概念，简单地梳理一下，直接迎接崭新的一年吧～

Metaverse其实是由Meta和Universe这两个单词组成的，Meta代表超越，Universe代表宇宙，最早起源于一部1992年的科幻小说《雪崩》。书中描绘了一个名为Metaverse的网络虚拟世界，人们只要带上vr设备就能在里面拥有一个虚拟分身，利用这个虚拟分身，人们可以在虚拟世界完成和现实世界一样的社交娱乐活动。

Metaverse早年在国内被翻译成了「超元域」，后来媒体为了方便人们理解，改称「元宇宙」。从字面意思讲，元宇宙就是超越了现实宇宙，它利用了一系列的高新技术将现实世界和虚拟世界结合在一起。

我们现在生活的世界，现实和虚拟是很容易区分的，大家都知道游戏中的金币是假的，一眼就能识别出虚拟人和真人。

所以，这个结合度还远远不够。

那要结合到什么程度呢？不知道。

但或许以后在游戏中赚的钱能直接在现实世界中消费，虚拟人做得跟真人一样。

现在没有人能准确地描绘元宇宙的生活，就像二十年前，没有人能说出今天「移动互联网」时代的生活一样。

我们暂时只能从技术层面去概括元宇宙：

元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态，它基于扩展现实技术提供沉浸式体验，以及数字孪生技术生成现实世界的镜像，通过区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合，并且允许每个用户进行内容生产和编辑。

—— 清华大学沈阳教授

其实了解每项技术能实现什么功能，大概就能想象元宇宙的样子，市面上天马行空的描绘也不少，这里就不展开了。

总之，我们能够明确的是没有各种高新技术的支撑，想要实现元宇宙是不可能的。随着元宇宙所需要技术的可实现度越来越高，通往元宇宙的台阶逐渐清晰。所以，这个1992年就有的概念，渐渐受到了人们的关注。

Web3，又称Web3.0，在理解Web3之前，首先得知道web1.0和Web2.0。

Web1.0时代的互联网是只读模式，大多数网站都是静态页面，大部分的用户都是内容的消费者。这个时期诞生了许多像新浪、搜狐、网易这样的大型门户网站，用户只能阅读这些网站上提供的内容。

Web2.0时代的互联网是读写模式，社交网络开始兴起，网络以平台为主，像早期的天涯论坛、QQ空间，到今天的微信、抖音、小红书等等应用都是这个时期的产物。用户可以随时随地在互联网上发布内容，但由于服务是由平台提供的，用户其实并不拥有自己生产的内容，内容的所属权被平台掌控着。本质上，这些互联网巨头是通过用户数据和信息交换来提供的服务，用户的数字身份被平台掠夺，个人隐私没有得到保障。

Web3.0最早是由以太坊的联合创始人Gavin Wood在2014年提出。2021年，在加密货币爱好者以及各大资本的推动下，引起了人们的广泛关注。Web3不仅是读写模式，还包含所属权，代表着互联网的下一个时代，到时候网络是去中心化的，不再存在互联网巨头这样的中间商，用户可以拥有自己创作内容的所属权，并直接通过内容赚取收益。

区块链，本质上就是一个去中心化的账本，具有去中心化、不可篡改、公开透明的性质，目的是为了解决信任问题。

顾名思义，区块链是由一个一个的区块连接起来的链条，每个区块链含有：该区块的哈希、上一个区块的哈希、交易信息。

哈希可以理解为一种特殊的函数，函数的映射定义是：对于集合A中的任意一个数x，在集合B中都有唯一确定的数y与之对应。哈希函数和普通函数的区别在于，输入的x可以为任意字符串（可以是一句话、一部电影、一份文件等等），输出的y是一个固定长度的字符串。简单来说，使用哈希算法，无论输入值是什么，都会输出一个固定长度的字符串。比如，比特币使用的SHA256哈希函数，输出的就是256位的二进制数（等于64位的十六进制）‍‍‍‍‍‍‍

比特币是区块链的第一个应用，是目前最主流的数字货币。

2008年美国大量增发美元应对金融危机，导致全球经济缩水，一个名叫中本聪的人就在想，能不能设计一款永不增发的货币。

11月1日，他发表了一篇名叫《比特币：一种点对点的电子现金系统》的文章，标志着比特币的诞生。

他规定：每发布一个区块可以产生50个比特币，但每产出21万个区块，出块奖励就要减半，按照每个区块的产出时间为10分钟计算，每21万个区块的产出时间大约是4年。也就是说，在2009年～2013年，每挖出一个区块，矿工会获得50个比特币；2013年～2017年，每挖出一个区块，矿工会获得25个比特币，以此类推，大约在2140年，挖矿奖励几乎等于0。通过计算，在这期间总共能产生大概2100万个比特币。

所以说：比特币的数量是固定的，总共2100万枚比特币，不会增发。

原始社会中，人们一开始是采取以物易物的方式进行交易，比方说，用一头猪换一把斧头。但这样交换价值明显不对等，于是便出现了「一般等价物」，盐、稀有的贝壳等不容易大量获取的物品都曾经作为货币使用过。后来随着冶炼技术的提高，人们又开始用金银这样好看、耐用、又稀缺的东西作为一般等价物。

今天，我们是用「钱」作为一般等价物进行交易，在现代经济中，货币是基于信用存在的，人们相信政府、相信银行。政府负责发行货币，赋予了100元具有100元的价值，所有人都相信它是可以流通的，每笔交易由银行来记账大家也放心。

按照这个逻辑，去中心化的数字货币，似乎解决掉谁有权利发行货币、每笔交易的有效性能够被验证就具备一定的可行性了。

比特币不依靠特定货币机构发行，它通过“挖矿”来生成新的比特币。所谓“挖矿”实质上是用计算机解决一项复杂的数学问题，来保证比特币网络分布式记账系统的一致性。比特币网络会自动调整数学问题的难度，让整个网络约每10分钟得到一个合格答案。随后比特币网络会新生成一定量的比特币作为区块奖励，奖励获得答案的人。

至于交易的有效性，比特币则是使用区块链作为的底层技术来保证的。

区块链中有个非常著名的双花攻击，讲的是同一份钱被花出去两次。现实生活中，如果我花了五毛钱买了一根辣条，只要这根辣条到了我嘴里，那这五毛钱肯定不在我手里了。但数字货币说白了就是个文件，文件是可以被复制的，要是我在购买辣条前，偷偷把手里的五毛数字货币再复制了一份，又去买了一根辣条，那整个区块链就毫无信任可言了。

为了防止双花攻击，比特币建立的是基于交易的账本模型（transaction-based ledger），需要维护一个数据结构来检测这个币以前有没有花过，被谁花过。比方说张三获得了发行货币的权利，发行了1个比特币，然后把它转给了李四，整个交易不仅需要张三的签名，还需要说明花掉的1个比特币是从哪里来的，同样的，如果李四要把手里的1个比特币转给别人，也需要签名并说明币的来源。

既然比特币是个账本，那必须保证每笔交易在所有记账节点上是一致的，不能你记你的，我记我的，所以，只能由一个人来记账，再全网广播，其它节点收到后来验证合法性。

但问题是谁来记账呢？投票选举吗？

任何基于投票的方案，首先得确定谁有投票权。比特币系统中创建一个账户是很容易的，只需要在本地产生一个公私钥对，不需要任何人批准，只有和外部发生交易的时候，别人才知道有这个账户存在。如果仅仅以账户数来作为投票依据的话，假设有一台恶意的节点搞了一台超级计算机，别的什么事都不干，不停地产生各种账户，当它的账户数超过总数的一半时，它就可以操纵投票结果了，这也被称为“女巫攻击”。

所以简单的投票是不行的，比特币采用的共识机制是工作量证明（proof of work），通过计算力来投票，具体是通过尝试大量的随机数，使得计算出来的哈希值小于等于一个目标值。由于哈希运算具有不可逆的特点，目前除了进行蛮力求解，没有什么更好的方式。想要让自己具有更大可能性计算出正确的哈希值（获得记账权），唯一的方法就是加强算力。

再来说说比特币究竟如何实现交易的。

比特币系统中每个交易都包含了输入和输出两部分，输入部分要说明币的来源，输出部分要给出收款人的公钥的哈希。

回到上面的例子，张三和李四想要产生交易，各自都得先拥有一个数字钱包，钱包里有两把钥匙，一把是公钥，一把是私钥。私钥通过椭圆曲线加密后能够得到公钥，公钥再经过哈希运算能得到一个地址。

张三知道了李四的地址后，先告诉自己的钱包：“我要将1个比特币从给我的地址转到李四的地址”，并用自己的私钥在这笔交易中签名，证明自己确实拥有这个比特币。然后，张三的钱包会把这笔交易发送到区块链上，同时公开自己的公钥，所有的节点都可以用张三的签名和公钥来验证交易的合法性。如果交易没什么问题，节点会将张三的这笔交易和其它交易分到一个区块里，然后添加到区块链上去。以上这些操作完成后，李四就会在自己的钱包里看到张三转过来的1个比特币。

以太币是以太坊区块链上的专用加密货币，截至2021年12月，以太币是市值第二高的加密货币。

比特币开创了去中心化密码货币的先河，尽管时间已经充分验证了区块链技术的可行性和安全性，但比特币网络扩展性并不好，只有比特币这一种符号，无法构建更高级的应用。

2013年年末，19岁的Vitalik Buterin发布了以太坊初版白皮书，建立了一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台——以太坊。**以太坊系统是基于账户的账本模型（account-based ledger），**提供了一套图灵完备的脚本语言，开发人员可以直接用高级语言编程，编写智能合约和DAPP。

如果说比特币是一个分布式的数据库，那么以太坊就是一台分布式的计算机。

智能合约本质上是以太坊区块链上的一串代码*，代码的逻辑定义了合约的内容。合约就是类似合同、协议、契约等我们日常生活中需要共同遵守的条例，**所谓智能合约就是电子版的合同、协议、契约。*举个例子，两个人一起做生意，提前约定好了收益三七分，那么便可以把约定好的内容写进智能合约，等到了分配利益的时候，智能合约会自动触发，任何人都不可能单方面毁约。

DApp中的D是decentralization的简写，App我们都知道是应用程序的意思，所以DApp可以理解为*去中心化的应用程序，也可以理解为智能合约+App。*

挖矿说到底就是在拼钱。矿工通过竞争算力来决定这个挖矿的收益如何分配，本质上就是在比拼设备费的算力，而设备都是标准化的，投的资金越多，买到的设备也就越多，挖矿的算力就越大，你得到的收益也就越高。

**权益证明（proof of stake）**的基本思想是，既然最终是拼钱，那直接拿钱出来比一比不就好了嘛，干嘛非要花那冤枉钱（先买设备再挖矿，然后拼算力，最后看谁的区块挖得多），不如直接把钱投入到区块链的开发，将来就按照每个人投入的资金量来决定收益的分配。

以太坊1.0使用的共识机制也是工作量证明，设想逐步从工作量证明过渡到权益证明。随着时间的推移，挖矿得到的奖励是越来越少的，权益证明得到的奖励是越来越多的，最后达到完全不用挖矿的境界。

权益证明的共识机制，除了省去了挖矿的过程，还有更高的安全性。

从某种意义上说，基于工作量证明的共识系统，维护这个区块链安全的资源不是一个闭环，因为挖矿设备是从外部系统得到的。

尽管近几年加密货币的总市值得到了很大的增长，但它跟世界经济总量相比，仍然是微乎其微。这也就是说，如果有某个组织想要发动恶意攻击，他只需要用足够的资金来购买挖矿设备，然后聚集到这个加密货币总算力一半以上，就可以发动51%攻击。

但基于权益证明的共识系统，如果某个人想发起51%攻击，那么他首先要设法获得这个币种发行量的一半以上的份额，也就是说发动攻击的资源只能从这个加密货币系统内部得到。无论攻击者在外部世界多有钱，他首先得用手里的钱去买大量的币，而一旦有人大量买入某个加密货币，币价就会上涨，本来一个刚刚发行不久的小币种，没有多少人买的，价值也不高。突然有人为了搞垮他，大量买入这个币种，结果价格大涨。出现这种情况，对于早期的开发者或投资者来说，并不见得是一件坏事，正好可以从中大赚一笔。

从上述内容中，我们可以感知到区块链是一切新型概念的基础，区块链是去中心化的，于是有了去中心化的数字货币、去中心化的智能合约。

有人就在想，那其它东西是不是也可以去中心化呢，比如艺术品、金融、组织等等，紧接着NFT/DeFi/Dao等概念就出现了，不过这方面的内容我还没有过多的了解，下面只能先简单阐述下我理解到的名词含义。

**NFT全称是Non-Fungible Token，非同质化代币。**同质化代币一般是指像美元、比特币这样互相交换一下也没什么区别的东西，而非同质化代币大多数是数字艺术作品、集换式卡片这样独一无二，不可分割的东西。

每个NFT之所以独一无二是因为它存储在区块链的智能合约中，任何人都无法随意篡改。表面上一张NFT图像和我们平时看到的图片没什么区别，但它准确记录着这张图片的起源、每次交易的价格、当前的所有者。

NFT关于所有权的记录，对于创作者的吸引力不容小觑。在现在的网络世界，创作者的知识产权往往得不到保障，比如说设计师创作了一张插画，任何人很容易将他复制走，原创设计师也很难去维权。如果这个设计师将自己的插画创建成一个NFT，如果有人侵权或者抄袭，创作者可以用这个NFT来证明自己的所有权。

DeFi指的是运行在智能合约上的一些金融服务，整个过程中没有中间商存在。在传统的金融服务中，我们存钱、转账、借贷都要依赖银行，我们的存款利息其实是来自银行通过向借款人收取的利息，银行从中赚取差价，而使用DeFi，借贷双方可以自己定制协议，智能合约自动执行协议中定制好的规则。

Dao指的是去中心化的自治组织。在传统社会当中，组织是建立在某种法律文件基础上的，比如说可以有一个书面的章程，规范这个组织的行为，有时候可能还需要到政府进行登记注册。那么在区块链上，Dao这个组织建立在代码基础上的。组织的规章制度是写在代码里的，通过区块链的共识协议来维护这种规章制度的正常执行。

记得肖臻老师说过：“区块链不是一块法宝，不是说什么问题放到区块链上就可以得到解决，这是不对的。” 区块链能解决的是溯源问题，但不能解决原始数据的真实性。比如说有人觉得现在的保险理赔速度慢，理赔速度慢其实不在于支付技术本身，而是需要人工审核，从这个角度讲，区块链没什么优势。

另外，中心化和去中心化的界限并不是黑白分明的，不要因为区块链是去中心化的，就认为所有用到区块链作为支付方式的商业模式也得是去中心化的。在一个成功的商业模式里面，既可以有中心化的成分，也可以有去中心化的成分。加密货币只不过是一种支付方式，并不是说采用加密货币作为支付方式的商业模式本身也得是去中心化。一个中心化的网站，是可以采用某种加密货币作为一种支付方式。

[1]《2020年-2021年元宇宙发展研究报告-清华大学 》

[2] 2021 易凯资本元宇宙报告 

[3] https://en.m.wikipedia.org/wiki/Web3

[4] https://www.odysseydao.com/learn

[5] 北京大学肖臻老师《区块链技术与应用》公开课（b站可搜，强烈推荐！！）