以下重點(diǎn)介紹Web 3.0在不同國(guó)家的發(fā)展現(xiàn)狀（包括政策、公司和產(chǎn)品）以及各國(guó)際組織的相關(guān)技術(shù)指南，結(jié)合中國(guó)知網(wǎng)（China National Knowledge Infrastructure, CNKI）和Scopus數(shù)據(jù)庫(kù)中Web 3.0相關(guān)出版物的數(shù)量統(tǒng)計(jì)，分析了Web 3.0的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀。

2.1   不同國(guó)家的發(fā)展現(xiàn)狀（政策、公司和產(chǎn)品）

Web 3.0開(kāi)創(chuàng)了國(guó)家之間競(jìng)爭(zhēng)的新領(lǐng)域，但各個(gè)國(guó)家關(guān)于Web 3.0的發(fā)展戰(zhàn)略不同。在政府監(jiān)管與企業(yè)發(fā)展方面應(yīng)走適合各國(guó)國(guó)情的發(fā)展道路。Web 3.0旨在創(chuàng)建一個(gè)安全可信的互聯(lián)網(wǎng)，人們可以在其中安全地交換利益和信息，然而，目前Web 3.0的安全可信技術(shù)并不完善，致使Web 3.0中仍然存在洗錢(qián)、詐騙、傳銷、賭博等犯罪活動(dòng)。

以我國(guó)、尼日利亞為代表的國(guó)家一開(kāi)始對(duì)于Web 3.0中的交易持適當(dāng)?shù)膶徱晳B(tài)度，但后期根據(jù)本國(guó)用戶日常需求制定更靈活的Web 3.0經(jīng)濟(jì)政策框架。例如，2021年9月，中國(guó)人民銀行發(fā)布全面禁止虛擬貨幣結(jié)算和交易的通知；2022年1月，中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì)發(fā)布了《NFT平臺(tái)與產(chǎn)品評(píng)測(cè)》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)征求意見(jiàn)函。這類國(guó)家的企業(yè)在消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品布局種類單一，主要在數(shù)字藏品(Non-fungible token, NFT)領(lǐng)域；在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，仍存在產(chǎn)業(yè)支撐能力不足、標(biāo)準(zhǔn)體系不完整、引領(lǐng)發(fā)展的國(guó)際型龍頭企業(yè)缺乏、安全保障能力薄弱等問(wèn)題 ^{[ 15 ]} ，在一定程度上制約了Web 3.0工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)在生產(chǎn)場(chǎng)景中的應(yīng)用。并且都主要是基于更易監(jiān)管的聯(lián)盟鏈實(shí)現(xiàn)，如 表3 和 表4 中的中國(guó)為例。

表  3    中國(guó)和美國(guó)在消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)中的Web 3.0相關(guān)產(chǎn)品

表  4    中國(guó)和美國(guó)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的Web 3.0相關(guān)產(chǎn)品

對(duì)于以美國(guó)、日本、歐洲為首的國(guó)家一開(kāi)始就對(duì)Web 3.0領(lǐng)域發(fā)力，希望在Web 3.0中更具有競(jìng)爭(zhēng)力甚至成為全球中心，在發(fā)展的過(guò)程中，出臺(tái)了相應(yīng)法案和財(cái)政規(guī)劃，尋求監(jiān)管與發(fā)展之間的平衡。例如，2022年3月，美國(guó)總統(tǒng)拜登簽署發(fā)布了“關(guān)于確保負(fù)責(zé)任地發(fā)展數(shù)字資產(chǎn)”的行政命令；2022年4月，法國(guó)總統(tǒng)埃馬紐埃爾·馬克龍說(shuō)到：我想確保歐洲玩家掌握與Web 3.0和Metaverse相關(guān)的技術(shù)組件。這類國(guó)家內(nèi)的企業(yè)在消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的產(chǎn)品布局種類多樣，應(yīng)用場(chǎng)景豐富，主要是基于更加開(kāi)放的公鏈，如 表3 和 表4 中的美國(guó)為例。

2.2   國(guó)際組織針對(duì)Web 3.0相關(guān)技術(shù)指南

由于區(qū)塊鏈、語(yǔ)義網(wǎng)、身份管理等技術(shù)是Web 3.0的重要基礎(chǔ)技術(shù)，各個(gè)國(guó)際組織高度重視Web 3.0中的基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，舉辦關(guān)于Web 3.0基礎(chǔ)技術(shù)的大會(huì)并制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如，2021年4月，ITU(International Telecommunication Union)與各個(gè)國(guó)家組織召開(kāi)會(huì)議，會(huì)議討論了大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈等基礎(chǔ)技術(shù)；2022年7月，W3C(World Wide Web Consortium) 去中心化標(biāo)識(shí)符工作組發(fā)布 Decentralized Identifiers (DIDs) v1.0。除此之外，一些國(guó)際組織對(duì)于Web 3.0的未來(lái)發(fā)展也正積極做出展望。2022年5月，IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)針對(duì)Web 3.0的未來(lái)發(fā)展以及挑戰(zhàn)舉辦了交流會(huì)；2022年11月，IET(The Institution of Engineering and Technology)將舉行主題為“Web 3.0和元商務(wù)”的會(huì)議。

2.3   典型論文數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)于Web 3.0主題內(nèi)容的出版情況

我們選擇統(tǒng)計(jì)Scopus數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于Web 3.0相關(guān)文獻(xiàn)，作為分析Web 3.0技術(shù)發(fā)展依據(jù)，據(jù)調(diào)研Scopus數(shù)據(jù)庫(kù)包含的各種核心學(xué)術(shù)期刊，在自然科學(xué)、工程技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域都是具有較高影響力，所以將其作為我們研究對(duì)象來(lái)驗(yàn)證Web 3.0發(fā)展情況是可行的，同時(shí)我們還檢索了國(guó)內(nèi)CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于Web 3.0相關(guān)文獻(xiàn)作為我們對(duì)國(guó)內(nèi)的研究依據(jù)。

檢索結(jié)果如 圖1 所示，截至2022年7月14日，共有75份與Web 3.0相關(guān)的出版物在Scopus數(shù)據(jù)庫(kù)上發(fā)表，共有523份與Web 3.0相關(guān)的出版物在CNKI上發(fā)表。從 圖1 中所反應(yīng)論文數(shù)量來(lái)看，我們可以將Web 3.0的發(fā)展分為四個(gè)階段：萌芽階段(2006～2007年)、發(fā)展階段(2008～2016年)、停滯階段(2017～2020年)，再發(fā)展階段(2021～2022年)，各個(gè)階段的狀態(tài)變化均與Web 3.0中的基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)有關(guān)，Web 3.0的發(fā)展階段劃分如 表5 所示。

圖  1    Scopus和CNKI出版物數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

表  5    Web 3.0的發(fā)展階段

2.3.1   萌芽階段(2006～2007年)

萌芽階段，雖然在缺乏技術(shù)工具的情況下，人們對(duì)于Web 3.0開(kāi)展了積極構(gòu)想，Tim Berners-Lee構(gòu)想Web 3.0是一張還有豐富數(shù)據(jù)資源的語(yǔ)義網(wǎng)；Reed Hastings構(gòu)想Web 3.0具有10 M寬帶；谷歌首席執(zhí)行官Eric Schmidt構(gòu)想Web 3.0擁有豐富的應(yīng)用程序。

2.3.2   發(fā)展階段(2008～2016年)

語(yǔ)義網(wǎng)、人工智能以及網(wǎng)絡(luò)計(jì)算等技術(shù)的快速發(fā)展使得智能應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)具有前所未有的爆發(fā)力，Web 3.0的發(fā)展進(jìn)入發(fā)展階段。

2.3.3   停滯階段(2017～2020年)

人們開(kāi)始注意到這樣的互聯(lián)網(wǎng)還是存在一定的缺陷，例如數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題，信息泄露問(wèn)題，數(shù)據(jù)篡改問(wèn)題，平臺(tái)分配收益問(wèn)題以及少數(shù)平臺(tái)產(chǎn)生壟斷問(wèn)題。人們?cè)噲D通過(guò)一些手段來(lái)解決這些問(wèn)題，但這些手段都是治標(biāo)不治本，Web 3.0的研究進(jìn)入停滯階段。

2.3.4   再發(fā)展階段(2021～2022年)

2021年，Roblox讓元宇宙（Metaverse）的概念引爆市場(chǎng)，Web 3.0與元宇宙均代表互聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)，因此，人類對(duì)Web 3.0探索的熱情又重新被點(diǎn)燃。2021年12月的美國(guó)國(guó)會(huì)議員在聽(tīng)證會(huì)上對(duì)Web 3.0展開(kāi)了積極且正面的討論，Web 3.0的研究進(jìn)入再發(fā)展階段。

2.4   總結(jié)

根據(jù)以上三個(gè)角度的分析，部分國(guó)家因?yàn)榘踩尚偶夹g(shù)不成熟對(duì)Web 3.0持審視態(tài)度，國(guó)際組織對(duì)Web 3.0基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展不斷探索，專家學(xué)者隨著基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展積極構(gòu)想Web 3.0。因此，基礎(chǔ)技術(shù)仍然是制約Web 3.0發(fā)展的瓶頸。

當(dāng)前，Web 3.0所代表的技術(shù)和內(nèi)容比較豐富，包括：立體全息的互聯(lián)網(wǎng)、安全可信的價(jià)值互聯(lián)網(wǎng)、以及智能交互的互聯(lián)網(wǎng)等，因此需要集成各種新技術(shù)來(lái)創(chuàng)建， 圖2 概括了Web 3.0所涉及的相關(guān)技術(shù)，分為4個(gè)方面：網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算技術(shù)，安全可信技術(shù)，虛實(shí)融合技術(shù)，智能交互技術(shù)。具體如下。

圖  2    Web 3.0技術(shù)棧

3.1   網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算技術(shù)融合賦能Web 3.0

在立體全息的Web 3.0場(chǎng)景中，類似于社會(huì)組織框架（SOF）模型并且無(wú)處不在的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu) ^{[ 17 ]} 產(chǎn)生大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，因此形成云、邊、端多級(jí)計(jì)算協(xié)同模式已成必然趨勢(shì)，該模式的形成需要解決云到端的連通性問(wèn)題，5G與6G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與其相互配合為用戶的最佳體驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本節(jié)主要介紹5G、6G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等在Web 3.0中的作用。

3.1.1   5G，6G

具備高性能、低延遲與高容量等特點(diǎn)的5G技術(shù)是Web 3.0的重要基礎(chǔ)設(shè)施。5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，極大的促進(jìn)了其他Web 3.0中基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展。例如，在4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR/AR)絕大部分都是個(gè)人與本地體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的虛擬交互仍是技術(shù)挑戰(zhàn)。Vega等 ^{[ 18 ]} 提出結(jié)合5G中超可靠低延遲通信(URLLC)技術(shù)設(shè)計(jì)AR/VR端到端架構(gòu)解決參與者因網(wǎng)絡(luò)延遲造成的眩暈感。5G網(wǎng)絡(luò)在促進(jìn)基礎(chǔ)技術(shù)的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生一些沖突，未來(lái)Web 3.0的發(fā)展需要不斷更新迭代技術(shù)間的協(xié)作方式。在物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，僅通過(guò)云、邊、端協(xié)同計(jì)算的模式不能夠滿足人類對(duì)性能的要求，還需要5G技術(shù)的協(xié)作，然而5G與多級(jí)計(jì)算結(jié)合過(guò)程存在一些挑戰(zhàn)，例如，異構(gòu)計(jì)算設(shè)備與5G頻譜復(fù)用環(huán)境存在資源效率問(wèn)題，Zhou等 ^{[ 19 ]} 對(duì)部署架構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。

目前隨著5G技術(shù)的快速成熟，越來(lái)越多的研究者開(kāi)始對(duì)6G技術(shù)做出展望。Qiao等 ^{[ 20 ]} 對(duì)未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)描述到：6G被設(shè)想為一個(gè)分布式、去中心化和智能創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)，其中去中心化這一新特性，對(duì)于Web 3.0的發(fā)展尤為重要。目前由于5G網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（如網(wǎng)關(guān)、基站、路由器）的通信、計(jì)算、和存儲(chǔ)能力的限制，只能支持分布式計(jì)算。分布式計(jì)算仍然存在中心節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行控制的現(xiàn)象，這對(duì)用戶的數(shù)據(jù)隱私與安全造成一定的威脅。在6G中，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的能力將全面提升，未來(lái)，能夠支持去中心化計(jì)算的6G網(wǎng)絡(luò)是Web 3.0發(fā)展的關(guān)鍵。

3.1.2   云、邊(霧)、端協(xié)同計(jì)算

Web 3.0的很多場(chǎng)景的落地都需要云計(jì)算為其提供區(qū)塊鏈技術(shù)有著獨(dú)特的技術(shù)組成，例如人工智能，大數(shù)據(jù)，物聯(lián)網(wǎng)等。傳統(tǒng)的云計(jì)算存在延遲，在面對(duì)Web 3.0中的海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理方面的具有一定挑戰(zhàn)，因此僅使用云計(jì)算技術(shù)不能滿足需求。邊緣計(jì)算與其分工協(xié)作，對(duì)于Web 3.0中實(shí)時(shí)性要求較高的數(shù)據(jù)，選擇更加安全快速的邊緣計(jì)算，也稱為霧計(jì)算。Hut和Chen ^{[ 21 ]} 基于邊緣計(jì)算提出了一種軟件定義的方法，目的是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的邊緣計(jì)算系統(tǒng)。無(wú)論是云計(jì)算還是邊緣計(jì)算，都是Web 3.0各個(gè)場(chǎng)景中計(jì)算的一種方式，都是為用戶端無(wú)法實(shí)現(xiàn)的計(jì)算提供服務(wù)。

由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信、計(jì)算和存儲(chǔ)能力的制約，去中心化計(jì)算并未實(shí)現(xiàn)。在云、邊、端分布式計(jì)算的模式下，數(shù)據(jù)安全問(wèn)題顯得尤為重要。近些年來(lái)學(xué)者們對(duì)于安全計(jì)算有很多研究，如Liu等 ^{[ 22 ]} 基于共享權(quán)限的隱私保護(hù)認(rèn)證協(xié)議（SAPA）解決云存儲(chǔ)的隱私問(wèn)題。

3.1.3   物聯(lián)網(wǎng)

從Web 3.0的特點(diǎn)來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)要想支撐Web 3.0的發(fā)展，仍然存在一些挑戰(zhàn)。首先，立體的全息互聯(lián)網(wǎng)需要實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的普遍互連，這個(gè)過(guò)程就需要通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的重構(gòu)，如Ning和Liu ^{[ 23 ]} 基于賽博、物理、社會(huì)、思維空間提出了廣義上的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)之后，物聯(lián)網(wǎng)便形成了U2IoT（單元物聯(lián)網(wǎng)與無(wú)處不在的物聯(lián)網(wǎng)）模型 ^{[ 24 ]} 。其次，安全可信的互聯(lián)網(wǎng)中既需要從宏觀上建立起一個(gè)在賽博空間、物理空間、社會(huì)空間中的安全架構(gòu),又需要針對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)對(duì)象的安全性與隱私性進(jìn)行研究，如Yao等 ^{[ 25 ]} 對(duì)物理空間中的實(shí)體從工作前、工作中和工作后三個(gè)角度出發(fā)，建立了安全體系結(jié)構(gòu)。

3.2   安全可信技術(shù)

Web 1.0和Web 2.0時(shí)代，用戶產(chǎn)生的圖片、文字等有價(jià)值的信息只能依賴于特定的機(jī)構(gòu)進(jìn)行傳遞，數(shù)據(jù)資產(chǎn)由特定機(jī)構(gòu)所有，而在Web 3.0中數(shù)據(jù)的控制權(quán)在用戶手中，數(shù)據(jù)就變成了用戶的資產(chǎn)，在傳遞數(shù)據(jù)資產(chǎn)、數(shù)字貨幣的過(guò)程，需要一套安全可信的技術(shù)底座，安全可信技術(shù)主要包括區(qū)塊鏈技術(shù)、隱私計(jì)算技術(shù)、身份管理技術(shù)。

3.2.1   Web 3.0的底層驅(qū)動(dòng)力——區(qū)塊鏈技術(shù)

區(qū)塊鏈技術(shù)是Web 3.0具有可信性的底層驅(qū)動(dòng)力。區(qū)塊鏈技術(shù)是個(gè)融合性技術(shù)，包括分布式賬本、共識(shí)算法、密碼學(xué)技術(shù)、智能合約等，這些技術(shù)是突破Web 2.0瓶頸的關(guān)鍵。

在Web 2.0中，互聯(lián)網(wǎng)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)由單一的中心組織進(jìn)行管理與控制，是高度中心化的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，這將造成兩個(gè)弊端。首先，用戶無(wú)法確定自己的數(shù)據(jù)是否被竊取或篡改，在遇到黑客攻擊事件時(shí)顯得無(wú)能為力；其次，隨著數(shù)據(jù)的爆炸性增長(zhǎng)，單一的中心組織在管理數(shù)據(jù)時(shí)正遭受更多挑戰(zhàn)，各大平臺(tái)不得不持續(xù)更新系統(tǒng)的規(guī)模以及復(fù)雜程度。而區(qū)塊鏈中的分布式賬本技術(shù)是在多個(gè)站點(diǎn)、多個(gè)物理地址或者多個(gè)組織機(jī)構(gòu)中都存儲(chǔ)一份獨(dú)立且完整的數(shù)據(jù)，共識(shí)算法是通過(guò)指定流程與規(guī)則防止惡意節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)的破壞，從而保護(hù)Web 3.0上的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，分布式賬本技術(shù)與共識(shí)算法結(jié)合解決了上述兩個(gè)弊端。除此之外，在分布式賬本的隱私保護(hù)、可校驗(yàn)問(wèn)題上，區(qū)塊鏈高度依賴密碼學(xué)技術(shù)，例如，哈希是POW算法的基礎(chǔ) ^{[ 26 ]} 。為了進(jìn)一步在Web 3.0中進(jìn)行可信交易，區(qū)塊鏈?zhǔn)褂弥悄芎霞s技術(shù)將傳統(tǒng)合約變成數(shù)字化的版本。

3.2.2   Web 3.0中節(jié)點(diǎn)交互—隱私計(jì)算

為了使用戶能夠在新一代互聯(lián)網(wǎng)上有更好的智能交互體驗(yàn)，例如在搜索、社交網(wǎng)絡(luò)等場(chǎng)景中能夠根據(jù)用戶的需求提供定制化服務(wù)，人工智能技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)廣泛應(yīng)用，在智能計(jì)算的過(guò)程中，隱私泄露問(wèn)題會(huì)造成Web 3.0中用戶的利益受損。因此，Web 3.0在區(qū)塊鏈所提供的可信功能的基礎(chǔ)上，還需要隱私計(jì)算技術(shù)保證用戶安全地享受智能計(jì)算的服務(wù)，隱私計(jì)算技術(shù)包括安全多方計(jì)算、聯(lián)邦學(xué)習(xí)、可信執(zhí)行環(huán)境。三種計(jì)算方式的比較如 表6 所示。

表  6    隱私計(jì)算

基于協(xié)議的安全多方計(jì)算（Secure multi-party computation，MPC）是指多方建立一個(gè)安全協(xié)議，該協(xié)議能夠使Web 3.0中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間在不暴露隱私的情況下，互聯(lián)合作創(chuàng)造更多的價(jià)值，例如，在區(qū)塊鏈的各個(gè)區(qū)塊之間進(jìn)行交易數(shù)據(jù)時(shí)存在泄露隱私問(wèn)題。Zhou等 ^{[ 27 ]} 提出一種MPC協(xié)議，該協(xié)議分別對(duì)鏈上計(jì)算與鏈下預(yù)處理兩個(gè)階段提供隱私保護(hù)，并作為共識(shí)算法的一部分。在基于安全多方計(jì)算構(gòu)建Web 3.0時(shí)還應(yīng)考慮性能問(wèn)題。在保證隱私的情況下，結(jié)合使用一些高效的MPC基礎(chǔ)技術(shù)，例如同態(tài)加密、混淆電路等 ^{[ 28 ]} 。

Web 3.0的智能交互離不開(kāi)機(jī)器學(xué)習(xí)，然而機(jī)器學(xué)習(xí)中模型的訓(xùn)練對(duì)數(shù)據(jù)需求巨大，需要多方的數(shù)據(jù)才能訓(xùn)練出表現(xiàn)良好的模型，這個(gè)過(guò)程就可能會(huì)暴露用戶的隱私，聯(lián)邦學(xué)習(xí)可以讓一個(gè)或多個(gè)參與方通過(guò)上傳本地梯度更新值的方式在不暴露隱私的條件下協(xié)助完成機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)，雖然聯(lián)邦學(xué)習(xí)在一定程度上不會(huì)暴露用戶的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，但已有研究者證明了攻擊者可以通過(guò)上傳的模型梯度竊取隱私數(shù)據(jù) ^{[ 29 ]} 。當(dāng)前學(xué)術(shù)界大量研究者開(kāi)始將差分隱私的保護(hù)方案與聯(lián)邦學(xué)習(xí)結(jié)合，如Wei等 ^{[ 30 ]} 提出了一種新穎的差分隱私框架，該框架在客戶端上傳數(shù)據(jù)之前添加人工噪聲，有效的保護(hù)了客戶端數(shù)據(jù)的隱私。

可信的執(zhí)行環(huán)境安全性是通過(guò)在軟件層與硬件層中建立與普通運(yùn)行環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)的系統(tǒng)來(lái)保障的。目前，Web 3.0中大多數(shù)的去中心化應(yīng)用程序(DApps)并沒(méi)有大量用戶在使用，大多數(shù)的應(yīng)用程序并沒(méi)有發(fā)揮其價(jià)值，其中一個(gè)原因是當(dāng)前的區(qū)塊鏈系統(tǒng)的機(jī)密性仍有較大提升空間，因此區(qū)塊鏈技術(shù)與可信的執(zhí)行環(huán)境相結(jié)合構(gòu)建Web 3.0應(yīng)用系統(tǒng)的研究方向成為了熱點(diǎn)，如Peng等 ^{[ 31 ]} 通過(guò)構(gòu)建可信的執(zhí)行環(huán)境解決了移動(dòng)眾信系統(tǒng)中以往必須通過(guò)第三方進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)分配的問(wèn)題。

3.2.3   身份管理技術(shù)

Web 3.0中各個(gè)節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行通信以及數(shù)字資產(chǎn)交易時(shí)必須要對(duì)節(jié)點(diǎn)的身份進(jìn)行確認(rèn)，因此身份管理技術(shù)是Web 3.0的關(guān)鍵技術(shù)，Web 3.0中身份管理技術(shù)主要包括三方面內(nèi)容：身份標(biāo)識(shí)、身份認(rèn)證、隱藏機(jī)制。

在Web 2.0中要求采用中心化的實(shí)名認(rèn)證進(jìn)行賬號(hào)密碼設(shè)置，然后才能登錄，用戶常遇到忘記賬號(hào)密碼的問(wèn)題，并且還存在身份信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。在Web 3.0中，身份標(biāo)識(shí)不再通過(guò)賬號(hào)和密碼，主要有三種方式進(jìn)行身份標(biāo)識(shí)，包括公玥標(biāo)識(shí)身份、數(shù)字證書(shū)標(biāo)識(shí)身份、DID標(biāo)識(shí)身份(Decentralized identifier)，用戶把公玥或者各機(jī)構(gòu)頒發(fā)的數(shù)字證書(shū)存儲(chǔ)在自己的區(qū)塊上，并將該區(qū)塊的地址存到“錢(qián)包”中，如METAMASK在登錄時(shí)，通過(guò)錢(qián)包即可登錄Web 3.0中的各種應(yīng)用，認(rèn)證過(guò)程中主要有匿名和實(shí)名方式，其中匿名認(rèn)證通過(guò)公玥標(biāo)識(shí)身份的方式進(jìn)行，雖然并不會(huì)把個(gè)人信息傳給可信認(rèn)證中心但依舊存在一定的隱私泄露風(fēng)險(xiǎn)，這是由分布式賬本技術(shù)的特點(diǎn)決定的，可以通過(guò)隱藏機(jī)制來(lái)解決 ^{[ 32 ]} 。實(shí)名認(rèn)證方式在去中心化的Web 3.0系統(tǒng)中收到嚴(yán)重威脅，為了解決該問(wèn)題，聯(lián)盟鏈研究者提出可控匿名認(rèn)證，隱藏機(jī)制是解決惡意人員通過(guò)公開(kāi)的那部分分布式賬本來(lái)推測(cè)用戶的身份的問(wèn)題，包括混幣交易技術(shù)和無(wú)標(biāo)識(shí)交易技術(shù)。

3.3   Web 3.0虛實(shí)融合技術(shù)

在Web 2.0時(shí)代，人類常把互聯(lián)網(wǎng)稱為虛擬世界，把物理的空間成為現(xiàn)實(shí)世界，虛實(shí)世界的界限明顯，且虛擬世界所呈現(xiàn)的效果也是2D的。而Web 3.0是立體全息的，不僅是虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的融合，而且在虛擬世界中還將打破各個(gè)虛擬生態(tài)之間的壁壘實(shí)現(xiàn)虛擬世界的融合，對(duì)于虛實(shí)世界融合相關(guān)技術(shù)包括虛實(shí)交互技術(shù)、IOX等，對(duì)于虛擬世界融合相關(guān)技術(shù)包括跨鏈技術(shù)等。

3.3.1   虛實(shí)交互技術(shù)

Web 2.0中的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界的交互只能通過(guò)鍵盤(pán)和屏幕實(shí)現(xiàn)，在Web 3.0中虛實(shí)交互逐漸豐富，XR技術(shù)以及腦機(jī)接口技術(shù)是虛擬交互技術(shù)的核心。

XR技術(shù)包括虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual reality, VR)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented reality, AR)、混合現(xiàn)實(shí)(Mixed reality, MR)。VR技術(shù)是將現(xiàn)實(shí)空間的你帶到虛擬空間中，讓用戶沉浸在一個(gè)構(gòu)建出來(lái)的具有立體感的三維空間中；AR技術(shù)是將虛擬影像在現(xiàn)實(shí)空間中呈現(xiàn)；MR技術(shù)則是將現(xiàn)實(shí)空間與虛擬空間融合后產(chǎn)生新的可視化環(huán)境，在該環(huán)境下兩個(gè)空間中的實(shí)體相互交互。 圖3 說(shuō)明了三種技術(shù)與虛擬空間、現(xiàn)實(shí)空間的關(guān)系。

圖  3    VR/AR/MR與虛擬空間、現(xiàn)實(shí)空間的關(guān)系

腦機(jī)接口技術(shù)是指在人或動(dòng)物的大腦內(nèi)部或者外部創(chuàng)建直流連接，從而實(shí)現(xiàn)腦與設(shè)備的信息交換，美國(guó)華盛頓大學(xué)神經(jīng)技術(shù)中心副主任Rajesh Rao給出了腦機(jī)接口未來(lái)發(fā)展的判斷：“未來(lái)人類意識(shí)能無(wú)線連接并控制任何物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備” ^{[ 33 ]} ，也就是人類將思維信息傳到虛擬空間中，虛擬空間對(duì)信息進(jìn)行智能處理后再作用到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)交互。未來(lái)，即使是殘障人士也可以通過(guò)腦機(jī)接口技術(shù)享受到Web 3.0的智能服務(wù)。

3.3.2   IoX

如今，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)不可避免的網(wǎng)絡(luò)空間與傳統(tǒng)空間的融合。物理空間與網(wǎng)絡(luò)空間融合稱為物聯(lián)網(wǎng)(Internet of thing, IoT)，社會(huì)空間與網(wǎng)絡(luò)空間融合稱為人聯(lián)網(wǎng)(Internet of people, IoP)，思維空間與網(wǎng)絡(luò)空間融合稱為思維聯(lián)網(wǎng)(Internet of thinking, IoTk)。隨著社交網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，IoP是Web 3.0今后發(fā)展的重要領(lǐng)域。原來(lái)現(xiàn)實(shí)空間中的社會(huì)服務(wù)映射到新一代互聯(lián)網(wǎng)中，既為用戶擴(kuò)展服務(wù)范圍，也可以提高服務(wù)的效率。IoTk包括兩種類型：到處嵌入人工智能的工具和將物理思維“復(fù)制到”網(wǎng)絡(luò)大腦中 ^{[ 34 ]} ，前者實(shí)現(xiàn)用戶與Web 3.0中的各種智能體的協(xié)同思維與協(xié)調(diào)活動(dòng)，后者則是前者的前景。用戶將在新一代互聯(lián)中擁有在認(rèn)知、情感、記憶等大腦活動(dòng)的孿生體，虛擬孿生體與現(xiàn)實(shí)空間中的用戶共存構(gòu)建虛實(shí)相生的Web 3.0，對(duì)于虛擬孿生體的構(gòu)建還需要身份建模、社會(huì)計(jì)算等技術(shù)支持。

3.3.3   跨鏈技術(shù)

Web 2.0時(shí)代里的互聯(lián)網(wǎng)巨頭存在著明顯的生態(tài)界限，如在線支付平臺(tái)不允許跨生態(tài)的限制，用戶被限制在不同的生態(tài)局域內(nèi)活動(dòng)，Web 3.0使用跨鏈技術(shù)打破虛擬空間中的生態(tài)壁壘，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通、和價(jià)值轉(zhuǎn)移?？珂溂夹g(shù)是鏈接各個(gè)區(qū)塊鏈的樞紐，與區(qū)塊鏈的結(jié)構(gòu)(如網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、共識(shí)算法等)是否一致有關(guān)，目前主流的跨鏈技術(shù)有公證人機(jī)制（Notray scheme）、側(cè)鏈/中繼(Side chain/relay)、哈希鎖定(Hash-locking)、分布式私鑰控制(distributed private key control)、公證人+側(cè)鏈混合機(jī)制(Notary scheme+sidechains mixing technology)等 ^{[ 35 ]} 。要實(shí)現(xiàn)真正的價(jià)值Web 3.0，加速下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的落地與廣泛使用，必須研究出同構(gòu)區(qū)塊鏈與異構(gòu)區(qū)塊鏈的鏈接都適用的技術(shù)，其次，跨區(qū)塊鏈時(shí)還應(yīng)考慮安全性問(wèn)題 ^{[ 36 ]} 。

3.4   智能交互技術(shù)

新一代互聯(lián)網(wǎng)將不單單只是機(jī)械的響應(yīng)用戶搜索的內(nèi)容和對(duì)信息進(jìn)行組合呈現(xiàn)，而且還能夠像人類一樣能夠讀懂信息，并以人類的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)和推理，從而為用戶提供更加準(zhǔn)確可靠以及個(gè)性化的服務(wù)。智能交互技術(shù)主要包括：語(yǔ)義網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、人工智能技術(shù)。

3.4.1   語(yǔ)義網(wǎng)

Web 2.0是對(duì)信息進(jìn)行互聯(lián)，使用到的技術(shù)是超文本傳輸協(xié)議。在Web 3.0中將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)互聯(lián)，形成語(yǔ)義網(wǎng)，語(yǔ)義網(wǎng)是將海量數(shù)據(jù)通過(guò)處理形成一個(gè)鏈接的信息空間。Web 3.0的用戶在查找搜索數(shù)據(jù)時(shí)能夠得到準(zhǔn)確信息和相關(guān)聯(lián)的各種信息。構(gòu)建語(yǔ)義網(wǎng)的三個(gè)步驟，包括：本體構(gòu)建和本體集成、語(yǔ)義標(biāo)注、語(yǔ)義檢索和推理 ^{[ 37 ]} 。由于不同領(lǐng)域的海量數(shù)據(jù)，在構(gòu)建和集成本體時(shí)需要科學(xué)工程化方法以及不同領(lǐng)域的科學(xué)協(xié)作，例如物聯(lián)網(wǎng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在格式、域、類型等方面都存在巨大差異，如何對(duì)其進(jìn)行語(yǔ)義化成為重點(diǎn)研究的問(wèn)題之一，Shi等 ^{[ 38 ]} 對(duì)其進(jìn)行了全面訴述，張祥等 ^{[ 39 ]} 采用機(jī)器學(xué)習(xí)的聚類算法對(duì)本體進(jìn)行構(gòu)建。對(duì)于語(yǔ)義標(biāo)注迫切的需要半自動(dòng)化或者全自動(dòng)化的標(biāo)注系統(tǒng)，Web 2.0中大多是基于關(guān)鍵詞的搜索，這使得用戶不能夠得到真正想要的信息，Web 3.0中基于語(yǔ)義的檢索和推理的搜索將為用戶提供更加準(zhǔn)確且全面的信息，然而Web 3.0由于數(shù)據(jù)所有權(quán)的下放，不再存在數(shù)據(jù)孤島，數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的鏈接也將會(huì)更加復(fù)雜，數(shù)據(jù)的價(jià)值是隨著網(wǎng)絡(luò)鏈接而增長(zhǎng)的，因此掌握了數(shù)據(jù)的鏈接就是掌握了價(jià)值的鏈接。目前，大量基于語(yǔ)義的搜索系統(tǒng)被提出，例如Nguy?n等 ^{[ 40 ]} 對(duì)如何構(gòu)建求職語(yǔ)義網(wǎng)搜索系統(tǒng)提出了方案。

3.4.2   大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘

大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘?yàn)槲覀兊纳顜?lái)很多指導(dǎo)價(jià)值。Web 2.0時(shí)代，數(shù)據(jù)是中心化存儲(chǔ)模式，存在于互聯(lián)網(wǎng)巨頭的平臺(tái)中，這種模式存在很多問(wèn)題，例如數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象，多源異構(gòu)現(xiàn)象，數(shù)據(jù)互相鏈接才能通過(guò)數(shù)據(jù)挖掘創(chuàng)造更多的價(jià)值。因此，數(shù)據(jù)中心化存儲(chǔ)模式不利于大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘的發(fā)展。Web 3.0采用的是去中心化的存儲(chǔ)，大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)將會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展，為用戶創(chuàng)造更大的價(jià)值。因此，如何在去中心化的環(huán)境下，對(duì)大數(shù)據(jù)收集、管理以及挖掘成為Web 3.0中的熱點(diǎn)問(wèn)題，例如Kiyomoto等 ^{[ 41 ]} 設(shè)計(jì)了一個(gè)無(wú)需任何集中式可信第三方的匿名數(shù)據(jù)集交易分布式平臺(tái)，Jung和Jang ^{[ 42 ]} 設(shè)計(jì)了基于區(qū)塊鏈的IoT數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，Zhang等 ^{[ 43 ]} 基于區(qū)塊鏈對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘。

3.4.3   人工智能

下一代互聯(lián)網(wǎng)是智能交互的互聯(lián)網(wǎng)，因此離不開(kāi)人工智能技術(shù)，人工智能的發(fā)展趨勢(shì)不是機(jī)器取代人類，而是人機(jī)融合智能。人機(jī)融合智能是一種強(qiáng)人工智能，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是可以將人與機(jī)器優(yōu)勢(shì)相互結(jié)合的一種智能形勢(shì) ^{[ 44 ]} 。同樣，Chen等 ^{[ 45 ]} 提出混合人工智能（Human-artificial intelligence，H-AI），強(qiáng)調(diào)人與機(jī)器協(xié)調(diào)工作，Ning等 ^{[ 46 ]} 將H-AI引入了自動(dòng)駕駛方向，其次，未來(lái)人工智能的發(fā)展領(lǐng)域?qū)?huì)更加多樣化，例如，Gao等 ^{[ 47 ]} 對(duì)語(yǔ)音的情感識(shí)別進(jìn)行了全面回顧，張智敏等 ^{[ 44 ]} 論述了在軍事對(duì)抗中的人工智能將推測(cè)出智能防御策略，檢測(cè)出危險(xiǎn)并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，模擬攻擊行為等。

Web 3.0是人類的一場(chǎng)重大變革，例如：重塑數(shù)字經(jīng)濟(jì)格局，產(chǎn)生新的組織形態(tài)，提供個(gè)性化的體驗(yàn)。因此，本文將從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化三個(gè)方面分析Web 3.0帶來(lái)的變革。

4.1   經(jīng)濟(jì)變革

Web 3.0對(duì)經(jīng)濟(jì)格局的變革主要體現(xiàn)在以用戶為中心進(jìn)行價(jià)值創(chuàng)造，將原本屬于平臺(tái)的數(shù)字資產(chǎn)下放到用戶手中。目前，不可替代代幣（Non-fungible tokens，NFT）和去中心化金融（Decentralized finance，DeFi）等都是具體應(yīng)用。NFT是確定數(shù)字資產(chǎn)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，用戶可以制作自己的NFT并記錄在區(qū)塊鏈上。當(dāng)前NFT已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于圖片、音樂(lè)等數(shù)字產(chǎn)品中，DeFi是指建立在區(qū)塊鏈之上的金融基礎(chǔ)設(shè)施，DeFi使用智能合約創(chuàng)建協(xié)議，使金融業(yè)務(wù)以更加開(kāi)放、透明的方式進(jìn)行，解決了Web 2.0中金融服務(wù)的兩大問(wèn)題：不平等金融服務(wù)和金融審查，Defi使Web 3.0中的金融服務(wù)更側(cè)重于產(chǎn)品服務(wù)、價(jià)值創(chuàng)新。

除此之外，關(guān)于Web 3.0對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響，還有許多問(wèn)題需要探索。首先，上文提到Web 3.0將會(huì)打破互聯(lián)網(wǎng)巨頭的經(jīng)濟(jì)壟斷，但Web 3.0中可能會(huì)產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)壟斷 ^{[ 48 ]} ，例如當(dāng)前全球最大的加密貨幣交易所“鯨魚(yú)”，他們有可能對(duì)加密貨幣的價(jià)格施加影響；其次，目前還存在著很多類似于“洗錢(qián)”的違法行為，這些違法行為嚴(yán)重破壞人類Web 3.0中的經(jīng)濟(jì)生活。

基于以上對(duì)于經(jīng)濟(jì)方面的問(wèn)題，我國(guó)沒(méi)有像美國(guó)等國(guó)家大力發(fā)展NFT交易。有些悲觀者認(rèn)為中國(guó)將在Web 3.0的后期發(fā)展中落后。但是加密貨幣不等于Web 3.0經(jīng)濟(jì)建設(shè)的全部，各國(guó)銀行發(fā)布的數(shù)字法定貨幣依然可以在虛擬世界中互流互通。除此之外，我國(guó)正完善NFT產(chǎn)業(yè)體系的監(jiān)管。例如，《NFT平臺(tái)與產(chǎn)品評(píng)測(cè)》與《NFT平臺(tái)與產(chǎn)品評(píng)測(cè)》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制定；在2022年度的兩會(huì)上，一些人大代表提出要加強(qiáng)對(duì)數(shù)字藏品產(chǎn)業(yè)的監(jiān)管。

4.2   社會(huì)變革

Web 3.0對(duì)于社會(huì)的變革將主要體現(xiàn)在重塑組織形態(tài)上，即從傳統(tǒng)的中心化組織變革為去中心化組織（Decentralized organization, DAO），DAO與傳統(tǒng)的中心化組織相比主要體現(xiàn)在以下三方面：DAO不存在隸屬關(guān)系，節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)共識(shí)機(jī)制有效協(xié)作；DAO更加高效，通過(guò)智能合約自動(dòng)協(xié)作，降低組織在信任、溝通、交易等方面的的成本；DAO更加智能化，集成前沿技術(shù)，形成數(shù)字化的管理模式，目前DAO在一些小型組織開(kāi)始應(yīng)用，如Moloch DAO，F(xiàn)lamingoDAO等，未來(lái)這種組織形式可能會(huì)作用在更大的組織上，乃至國(guó)家、世界。在實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，由于權(quán)力的下放，人類在網(wǎng)上的暴力、恐怖主義等其他有害行為必然要經(jīng)過(guò)一個(gè)長(zhǎng)期的治理與監(jiān)管，例如Keizer等 ^{[ 49 ]} 提出Web 3.0需要聲譽(yù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)去中心化的網(wǎng)絡(luò)空間。

DAO在我國(guó)的發(fā)展目前主要在小型組織中進(jìn)行應(yīng)用，例如DODO平臺(tái)以論壇的形式對(duì)用戶治理與組織。DAO在發(fā)展的過(guò)程中，離不開(kāi)國(guó)家對(duì)于安全問(wèn)題、技術(shù)問(wèn)題、法律問(wèn)題的長(zhǎng)期治理與監(jiān)管。除此之外，由于中國(guó)的傳統(tǒng)思想，我國(guó)用戶對(duì)于去中心化的機(jī)制的接受程度較低。因此，還要從思想方面進(jìn)行長(zhǎng)期科普。

4.3   文化變革

Web 3.0對(duì)文化的變革主要體現(xiàn)在以下三個(gè)領(lǐng)域，首先，Web 3.0通過(guò)實(shí)現(xiàn)支付、知識(shí)產(chǎn)權(quán)管理，合同和治理，數(shù)字存儲(chǔ)等對(duì)藝術(shù)作品以及藝術(shù)家權(quán)益提供了保護(hù)，極大的促進(jìn)了Web 3.0中對(duì)藝術(shù)的創(chuàng)造 ^{[ 50 ]} ，其次Web 3.0還將極大促進(jìn)文化遺產(chǎn)的保護(hù)以及旅游業(yè)的發(fā)展 ^{[ 51 ]} 。其次，使用VR/AR技術(shù)增強(qiáng)游客在游覽博物館時(shí)的體驗(yàn)，最后，Web 3.0將DeFi產(chǎn)品以游戲的方式呈現(xiàn)，將NFT變成游戲道具形成金融游戲化(Game finance, GameFi)，即GameFi=DeFi+NFT+游戲。GameFi通過(guò)區(qū)塊鏈實(shí)現(xiàn)，因此每個(gè)玩家都看可以參與到游戲的修改與優(yōu)化的過(guò)程，促進(jìn)游戲在語(yǔ)言、文字、音樂(lè)、審美等方面的提升。

我國(guó)目前正積極將中國(guó)文化與Web 3.0中的應(yīng)用相結(jié)合。例如，由同濟(jì)大學(xué)人文學(xué)院、華東政法大學(xué)傳播學(xué)院等全國(guó)20余所高?？蒲袡C(jī)構(gòu)共同舉辦的“文化元宇宙的中國(guó)印象”前沿工作坊系列活動(dòng)。該活動(dòng)以“運(yùn)用區(qū)塊鏈數(shù)字藏品講好中國(guó)故事”為核心理念 ^{[ 52 ]} 。像這樣的數(shù)字文創(chuàng)案例還有很多，我國(guó)的歷史文化悠久，再加上數(shù)字技術(shù)為歷史文化的發(fā)展增加動(dòng)能，讓傳統(tǒng)文化“活起來(lái)” ^{[ 53 ]} 。

4.4   小結(jié)

根據(jù)上述，Web 3.0有著巨大的發(fā)展?jié)摿Γ匀淮嬖诩夹g(shù)、法律等方面的風(fēng)險(xiǎn)。目前，Web 3.0的發(fā)展仍處于初期，在此階段我國(guó)不僅正探索Web 3.0的發(fā)展道路以確保未來(lái)的發(fā)展方向正確而且深耕Web 3.0中的基礎(chǔ)技術(shù)，走中國(guó)特色的發(fā)展道路。在未來(lái)的下一代互聯(lián)網(wǎng)世界中，中國(guó)必定不會(huì)缺席。

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