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    2万字研报:Web3 全景扫描 营销热潮还是技术革命?

    原文标题:Web3: Marketing buzz or tech revolution?

    原文作者:Ron Mendoza,Bryan O’Shea,Zack Samochin,Korbinian Kettnaker

    原文来源:Cointelegraph Research

    编译:Kate, Marsbit

    本文是Cointelegraph Research的研究报告,原文为英文。该研究报告对Web3的现状进行了全景式扫描。MarsBit进行了了全文翻译,建议收藏阅读。

    对于机构投资者、散户投资者和非技术区块链专业人士来说,了解支撑商业区块链生态系统的技术是非常有价值的。在成熟的行业中,如传统金融,往往可能从技术实现中抽象出来,而仅仅依靠技术作为工具。然而,要想在区块链领域取得成功,就需要谨慎地应对一个年轻行业所增加的技术风险,并且由于这些项目偶尔会使用欺骗性营销,还需要在新软件项目的嘈杂竞争环境中导航。

    Cointelegraph研究报告试图为我们的读者提供必要的背景知识,以应对这些挑战。我们的观点包括了社交媒体和日常媒体的喧嚣,为我们的读者提供了自信地驾驭复杂局面所需的更大图景。我们自豪地在Web3上发布这份报告,在这份报告中,我们提供了该领域的技术介绍和概念性分析——这一领域最近吸引了风险投资家和其他投资者的注意。我们特别关注术语“Web3”所获得的两个不同的含义,即web和区块链的集成以及web本身的去中心化。

    Cointelegraph Research通过撰写、设计和发布专业报告,帮助区块链公司向世界传播他们的前沿研究。我们通过开发深度报告形式的教育材料,帮助企业获得更广泛的受众。我们的学术团队和经验丰富的区块链技术人员可以涵盖不同的主题,包括代币经济学、宏观经济学、法律、税收、中央银行数字货币、去中心化金融、供应链物流和风险投资。

    本文作者介绍

    Ron Mendoza / 研究分析师

    Ron在迪拜和Abu Dhabi的几家投资公司从事商业发展工作超过6年。自2019年以来,他一直在多个出版物中报道加密货币、区块链和金融科技主题。

    Bryan O’Shea / 研究分析师

    Bryan是Cointelegraph的研究撰稿人。他拥有政治学学士学位,是爱尔兰自由市场智库Emerald Foundation的联合创始人。

    Zack Samochin / 研究分析师

    Zack是Cointelegraph的研究分析师。他拥有经济学学士学位,有10年的海外教学经验。DAO和Web3报告的合著者在Cointelegraph。

    Korbinian Kettnaker / 研究分析师

    Korbinian是剑桥大学的一名博士生,专攻算法信息理论和科学与人工智能哲学。他为Cointelegraph研究公司报道区块链技术。

    主要亮点

    • 基于互联网的技术通常被大众媒体与web技术混为一谈,这导致了错误的分类,如“比特币是一种Web3技术。”我们对网络技术的分层进行了详尽的描述,以消除这种误解,并为读者理解Web3的核心提供技术基础。

    • Web3有两个共存的概念,即区块链web和去中心化web。前者指的是区块链与网络的融合,而后者指的是一种去中心化、无需许可和无需信任的传统万维网替代品。

    • 区块链网络促进了以缺乏中央权威的稀缺数字资产为中心的新生态系统的创建。这是大部分Web3营销所关注的。我们简要概述了区块链web启用的三个新的生态系统:NFT、DAOs和GameFi

    • 目前的区块链web仍然受到集中化的限制,首先也是最重要的是它对节点提供服务的依赖。我们将概述节点提供服务、钱包和dApp是如何工作的,以及它们的集中化程度。

    •  任何去中心化网络的实现都可能依赖于一种叫做分布式哈希表(DHT)的技术来促进去中心化存储层。这种技术允许从公共网络中存储和检索文件,不需要专用的、可信的服务器,只需要“点对点”。

    • 传统的点对点(P2P)系统,去中心化网络的原型,已经淘汰。历史表明,大多数没有激励层的志愿者运行的P2P系统都未能规模化和获得采用。基于区块链的分布式文件存储解决方案有潜力在第一代去中心化web项目上进行创新。

    • 去中心化命名服务是区块链技术在去中心化web开发中的一个重要应用。以太坊名称服务(ENS)是迄今为止获得最多关注的传统域名系统(DNS)的替代方案。

    Web3 从头到尾:网络≠互联网

    要有能力讨论Web3,首先必须消除对术语的常见误解。在当代的区块链媒体中,“网络”(The Web)、Web1、Web2和Web3这些术语的使用非常不精确,以至于对它们进行严谨和概念性的全面讨论几乎完全消失了。这对Web3领域的用户、投资者和其他利益相关者都是不利的。

    首先,必须清楚,Web不是互联网。将两者混为一谈在日常讲话中很常见,但却导致了几代网络技术的混乱。特别是,在互联网上合成或构建的技术,而不是web,经常被错误地贴上Web2或Web3技术的标签。我们将通过为互联网引入一个正确的定义来澄清这种困惑:

    定义

    因特网是使用因特网协议(IP)的全球计算机网络系统。

    (这个术语大致上受到开放系统互连模型的启发。参考Andrew S. Tanenbaum,计算机网络,第4版,(Prentice-Hall, 2002) ISBN 0-13- 066103 -3。)

    IP可以被认为是互联网最底层的第一层协议。(严格地说,有两个较低的层称为物理层和链路层,它们促进了不同物理传输介质之间的通信,如Wi-Fi和以太网。我们的讨论是从不同的传播媒介中提炼出来的。)在本讨论的上下文中,“协议”指的是一组公共标准,用于协调位于不同地点的各方之间的通信,它们的计算机设置相差很大。IP从发送方向接收方传输非常小的数据包,通常只有几百个字节。第1层也称为网络层。

    由于IP的功能有限,无法进行实际的、有用的通信,二层(L2)和三层(L3)协议被创建在上面,并应用于IP传输的信息。这种情况类似于区块链技术的分层,例如,闪电网络保留了比特币网络BTC的底层资产,但在上面添加了新的抽象和特性。

    对于区块链和类似的internet网络,认识到可以在相同的基本协议上构建不同的高级协议是很重要的。例如,Polygon、Arbitrum和optimistic都基于以太坊区块链,并行运行。同样,因特网上也有数百种同时运行的L2和L3协议。

    web3

    图1互联网和以太坊区块链技术的分层,图源:Cointelegraph Research

    图1解释如下:

    互联网:

    第一层:网络层,互联网协议(IP)

    第二层:传输层,传输控制协议(TCP)
、用户数据报协议(UDP)

    第三层:应用层,可扩展消息传递和在线协议(SSH)、简单邮件传输协议(SMTP)、因特网消息访问协议(IMAP)、超文本传输协议(HTTP)

    以太坊区块链:

    第一层:协议层Protocol Layer,Ethereum

    第二层:扩展层 Scaling Layer,Polygon、Arbitrium、Optimism

    Internet上最常见的L2协议是TCP和UDP.4它们确保信息在网络中传输时的完整性,提供流量和拥塞控制,并允许来自不同应用程序的数据同时传输。因此,第二层也称为传输层。

    第三层以更适合人类用例的方式组织信息。因此,这一层通常被称为应用层。它由许多不同的用例协议组成,例如文件传输(FTP)、电子邮件的发送和接收(SMTP、IMAP)、设备的远程控制(SSH)、文本消息传递(XMPP)以及内容的发布和查看(HTTP、Gopher、Gemini)。对于同一个用例,可能存在相互竞争的协议。

    应用层最突出的协议是HTTP.6。它是目前为止查看和发布公开可访问内容最流行的协议。因此,它形成了定义网络的基础。

    定义

    web是通过HTTP交换的全部内容,并通过称为web浏览器的应用程序向用户显示。

    因此,使用HTTP以外的L3协议的应用程序不属于web的范围。这与这些协议是否实现与HTTP相同或不同的目的无关。换句话说,web技术是为HTTP和其他web标准设计的一个特定的软件栈。“The Web”不仅仅是一个涵盖一切与“互联网”相关事物的总称。理解这两个术语之间的区别是很重要的,因为当讨论网络的世代时,应该是web技术而不是internet技术处于中心舞台。

    观点洞察

    广泛采用Web3需要什么?

    我们看到Web3技术的使用呈指数级增长,无论是早期采用者,还是世界上一些最大的消费者和B2B品牌。我们仍然处于采用生命周期的开始阶段,所以更广泛的使用肯定会到来。监管透明度对于使一些Web3产品成为主流非常重要,特别是在金融服务和政府等受监管的行业。此外,将系统简化到无缝使用的程度也是必须的。例如,与要求每个人都记住一个24字的密码短语来访问他们的帐户不同,去中心化恢复(Decentralized Recovery)等功能将使Web3更容易被更多不处于技术采用前沿的用户访问。

    —— Leemon Baird博士,哈希图算法的发明者,Hedera的联合创始人和whirlds Labs的联合首席执行官

    Web3将如何改变传统产业?你认为在哪些行业已经采用了Web3 ?

    Web 3.0将同时影响后端和前端(面向客户的)流程。后端流程将把代币化和去中心化金融集成到数字工作流中,以提高效率。前端流程将为公司提供与客户基础接触的新方法,这远远超出了目前的可能。

    —— 曼斯哈蒙,Hedera的联合创始人和whirlds Lab的联合首席执行官

    如果Web3获得大规模采用,计算需求将如何变化?

    未来的Web3基础设施不需要工作量证明,这是迄今为止对计算基础设施的最大需求。下一代系统,特别是无领导的Proof of Stake系统避免了浪费电力,实际上比今天使用信用卡使用更少的能源。

    —— Leemon Baird博士,哈希图算法的发明者,Hedera的联合创始人和whirlds的联合首席执行官

    从Web1到Web2

    Web技术在过去30年发生了根本性的变化。万维网联盟(W3C)、互联网工程工作组(IETF)以及网络浏览器软件开发人员为它增加了新的功能。

    网页浏览器最初是一种简单的图形软件,可以将网页打印到用户的屏幕上。用于此目的的编码过去和现在都是超文本标记语言(HTML)。它用于使用基本功能(如标题、引号和列表)来设置文本的样式和结构,以及嵌入媒体、表格、表单和数学公式。

    最早的浏览器,如ViolaWWW和Mosaic,除了从HTML中编写人类可读的页面外,几乎没有做什么。这些页面是静态的,这意味着它们几乎没有用户可以交互的元素。唯一的例外是可以跟踪的链接或可以填写的表单,然后可以将用户输入发送到服务器进行处理,从而允许页面进行响应。这个页面的静态集合可以标记为Web1。

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    图2从1989年到1999年的早期网页开发时间表

    按照这样的定义,Web1只占据了相当短的一段时间,直到新千年左右才结束。1995年,Netscape Navigator浏览器的2.0版本发布了,随之而来的是一种用于网络开发的新语言,这种新语言(现在称为JavaScript)的引入,使web在概念上发生了重要的演变。通过允许任何程序被包含到网页中,JavaScript将浏览器从单纯的网页打印机变成了完全独立的虚拟计算机。

    尽管JavaScript最初的用例并不多,比如在本地而不是远程验证用户输入的表单,但它很快引发了大量创新,催生了复杂的交互界面,如游戏、电子邮件客户端、办公套件和交易平台。其中一些接口现在被称为web应用程序。与Web1相比,这些现代网页的功能要强大得多,它们可以被视为新一代的网页——Web2。

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    图3自2010年以来以不同编程语言发布的模块数量,1995年持续刺激着代码的快速发展,使交互式web应用程序成为可能。

    与上面的概念相反,“Web2”在日常使用中经常与21世纪初出现的互动社交媒体网站联系在一起,如Facebook和MySpace,而不是底层技术由于这些网站的兴起,Web2通常被认为是“社交”的,是由“用户生成内容”驱动的

    然而,这种社交性已经通过免费托管平台呈现出来,如Tripod和Geocities,这是在通常被视为早期社交媒体的网站出现之前就存在的。即使社交网络的普遍参与得到了加强,这种现象也不能像在HTML页面中添加JavaScript那样为区分Web1和Web2提供明确的依据。Web2还经常与一些模糊的抽象概念联系在一起,如“双向通信”、“聚合”、“信息中心”和“交互性”。这样使用的话,它就是一个空洞的流行词,逐渐被赋予了随意的含义。在一次颇具影响力的采访中,互联网之父蒂姆•伯纳斯-李(Tim Berners-Lee)说:

    “当然,Web 2.0只是一个术语,甚至没有人知道它是什么意思。如果Web 2.0对您来说是博客和维基,那么它就是人与人之间的交流。但这就是网络一直以来的样子。”

    —— Tim Berners-Lee ,Director World Wide Web Consortium

    正如下一节所描述的,Web3这个术语在日常用语中也变得模糊和时髦。然而,为了获得对技术前景的一致理解,有必要看到“Web2”和“Web3”之外的东西,因为它们在营销或风险投资家中被使用。

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    图4 出于营销目的,流行词汇经常与Web2联系在一起,但与底层的web技术几乎没有关系

    什么是Web3?揭开概念的面纱

    Web2使复杂的“用户-网页”交互成为可能。使用JavaScript,网页原则上可以运行任何程序来响应用户输入。如果不考虑单纯的优化,比如速度的提高,那么后续的、正在进行的创新有可能成为Web3的基础吗?有两个重要的候选方案:创建web和其他互联网技术之间的接口,改变占主导地位的集中式“客户机-服务器”架构。

    正如通常使用的那样,“Web3”是两个不同概念的合并,包含了这两种变化这些概念可以被称为“区块链web”,指的是与区块链去中心化技术接口的web内容,以及“去中心化web”,指的是由去中心化技术本身促进的内容。

    有时“Web3”也可以和“Web 3.0”互换使用。然而,“Web 3.0”一词最早是由Tim Berners Lee在1999年提出的,用来表示使网络更易于机器阅读的标准。这通常被称为“语义网”,这是一个与当代“Web3”完全不同的技术概念。

    区块链网络

    区块链web的需要可以追溯到本报告第一节所描述的互联网协议。正如上面所解释的,web使用HTTP协议。然而,区块链网络不使用该协议进行通信。他们经常在互联网应用层使用自己的约定,而这些约定不是由W3C或IETF标准化的。

    例如,虽然比特币在传输层通过TCP操作,它使用自己的标准在节点之间发送消息,作为应用层。这些标准有时被称为比特币网络协议因为比特币不使用HTTP,它不是一种web技术,传统的web浏览器不能直接连接到网络。

    类似地,以太坊在UDP之上使用协议的“发现栈”,以便节点之间相互查找,在TCP之上使用“DevP2P栈”进行信息交换没有办法通过HTTP直接与以太坊网络通信,更不用说通过用户友好的浏览器界面了。区块链web技术的目的是弥合这一差距,将web连接到区块链。第5节介绍了该领域最重要的发展,即区块链节点供应服务、钱包和去中心化应用程序(DApps)。第4节讨论了使用这些技术的关键领域,即不可替代代币(NFT)、GameFi和去中心化自治组织(DAO)。

    去中心化的网络

    使web与去中心化的区块链技术兼容不同于去中心化的web技术本身。

    后者可以被视为“去中心化网络”的目标,我们在这里创造的这个词指的是一个去中心化的、无许可的(每个人都可以参与它的使用、开发和/或管理)和无信任的(技术中的安全性消除了对其他参与者、中央当局或第三方的信任需要)内容网络。这个网络意味着要取代或重新呈现传统的网络。与已经成为现实的区块链网络不同,去中心化网络仍然是一个愿景,尽管作为一个想法已经很古老了。所有旨在实现这一目标的项目都没有得到广泛认可。我们将在第6.3节讨论这些项目。

    在一个理想的去中心化网络中,每个用户都可以上传内容,与其他用户通信,并提供web基础设施,而不将控制权让给强大的中心化中介。具体来说,不存在可以单方面审查内容或通信的权威机构或其他集中的瓶颈。每个能上网的人都可以提供存储和带宽等计算资源,这是出于善意或经济奖励。因此,在运行服务器的个人和普通网民之间没有区别。

    注意:本段定义的“无许可”和“无信任”是由区块链的支持者自己推广的术语。

    Web3:一些误解

    以太坊的联合创始人和Polkadot的创建者Gavin Wood在2014年首次使用“Web3”来表示“基于区块链的去中心化在线生态系统”,因此,“Web3”一直表示区块链网络与去中心化网络的合并然而,区块链web技术只将web连接到去中心化的区块链;它不构成或创造一个去中心化的网络正如后面6.1节中所讨论的,用于向用户呈现页面的web技术实际上一直没有改变和集中。本报告的一个目的是概述当前Web3体系结构中的集中瓶颈。虽然区块链技术在去中心化网络中可能实现一些功能,但区块链网络和去中心化网络应该被视为两个不同的概念。

    不幸的是,区块链媒体和风险资本家在使用“Web3”时并没有做出这样的区分。自从“Web3”出现以来,它已经越来越成为一个松散的营销流行语,甚至超过了“Web2”。它现在被用于任何与区块链技术相关的东西,无论是促进品牌的NFT,提供代币奖励的电子游戏,还是DAOs的风险投资“Web3”不是用来说明底层技术,而是用来给所有这些项目涂上去中心化的神秘色彩——而没有指明什么是去中心化,什么不是去中心化。

    众人物、学者和独立科技出版物都谴责了这种对这个词的不当使用。例如,在2021年,特斯拉首席执行官Elon Musk在推特上说,Web3“现在看起来更像是营销流行语,而不是现实。Twitter联合创始人杰克·多西(Jack Dorsey)同样表示,Twitter“最终是一个带有不同标签的中心化实体。”不久之后,博客上出现了诸如“Web3是扯淡”、 “Web3?“、“保持网络免费,对Web3说不”之类的文章开始出现。

    然而,尽管流传的期望与目前可用的技术之间存在不匹配,但Web3技术不应被完全抛弃。区块链web有一些重要的用例,即使它只是为原本集中的web技术增加了一个分散的经济激励系统。区块链在去中心化web体系结构中也有重要的用例,即使它只是所需的各种技术之一。为了对这些主题有一个清晰的概述,本报告的其余部分分为两个大部分,分别专门讨论区块链web和去中心化web。

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    图5与Web3相关的流行语

    区块链网络:生态系统

    虽然将区块链连接到网络可能不是最深远的技术变革,但它可能对我们的生活与数字虚拟世界的交互方式产生重要影响。

    与现实世界不同,虚拟世界没有自然的稀缺性。数字信息可以很容易地复制和共享,几乎不需要任何成本为了确保在传统网络上交易时价值的稀缺性和安全性,公众依赖于受信任的第三方(如银行和货币交易所)的监督。浏览器游戏的游戏道具有限,在线银行账户余额不能随意膨胀,打字速度高的分数不能伪造的原因是有中央管理机构管理数据库。

    这些管理员有权通过发行或销毁游戏道具,改变账户余额或添加任意的新分数来操纵平台的经济。以公众对这些中央当局的信任为基础的经济发展,会受到其可靠性的限制。

    区块链技术给网络带来的革命是去除可信的第三方。通过排除对涉及数字资产的分类账或数据库条目的单方面操纵,区块链技术在不需要集中控制的情况下加强了稀缺性。因此,区块链网络技术为数字世界的新经济行为创造了机会。本节将重点介绍通过这些新机遇而产生的三个领域,即NFT、GameFi和DAO领域。

    NFT

    帮助模拟离线世界的数字稀缺性和强大所有权的工具之一是不可替代的代币。代币是账簿上的数字表示。不可替代的意思是,与加密货币不同,代币没有可以交换和替换的相同实例。NFT也不能在所有者之间任意划分。它们被用作区块链上的收据,表明数字或实物资产的所有权,最显著的是数字艺术。

    由于在链上存储数据的成本(以太坊上500 kB的数据约为2800美元),NFT代表的数字资产通常存储在链下的中央服务器或去中心化存储系统上。在去中心化解决方案中,星际文件系统(IPFS)在NFT中特别流行,并在去中心化Web一章中详细说明。链下存储意味着资产不继承区块链的健壮性和安全性,原则上可以从其记录中断开链接。如果OpenSea市场的服务器出现故障,或者IPFS中的数据消失,那么所有者就有可能无法访问他们的NFT引用的图像、音频或视频。

    NFT通常不是直接在区块链协议上实现的,而是通过智能合约代码实现的:个人通过调用智能合约的函数来创建(或“mint”)一个NFT。NFT被分配一个Token ID,它与合约地址一起形成一个唯一的标识符。它还被赋予额外的元数据metadata,比如统一资源标识符(URI)用于引用数字资产,图像或音频文件。像OpenSea和Pinata这样的平台提供图形用户界面,对用户隐藏了这些技术步骤。图7显示了NFT铸造过程。

    铸币通常需要拥有一个私钥,这样只有最初将合约上传到区块链的人才能通过它造出一个NFT。因此,NFT类似于Web2资产,因为它们的创建不是无许可的,在某种程度上依赖于权威发行者。然而,这并不能完全排除抄袭。当另一个智能合约生成一个与原始NFT具有相同URI的NFT时,就可以创建一个假的NFT。OpenSea一直被这种假冒的NFT的流通所困扰,其中大部分是由不良行为者滥用其免费铸造功能造成的。

    为了确保不同NFT智能合约之间的互操作性,引入了标准。在以太坊上,ERC-721是NFT智能合约最常见的代币标准。目前,已经创建了大约151,000个ERC-721代币合约另一个以太坊代币标准是ERC-1155, 它与ERC-721的不同之处在于,它可以用于在一个合同中发行具有各种可替代性配置的不同代币。这种多代币功能有助于从区块链中删除重复代码造成的冗余。

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    图6 区块链网络生态系统

    虽然以太坊是迄今为止最受欢迎的铸造NFT的智能合约平台,但其他区块链也有具有类似标准的NFT经济 (表1)。 在功能上与BNB智能链和Tron上的ERC-721等效的代币标准分别是BEP-721和TRC-721。虽然这些区块链使用类似于以太坊虚拟机的虚拟机来执行智能合约,但更多不同的区块链,如Tezos、Flow和Solana必须发展出独立的标准。在Tezos区块链上,TZIP-12可与ERC-1155相比,因为它既支持可替代代币,也支持不可替代代币。Solana和Flow标准都具有与以太坊截然不同的NFT实现。Solana的NFT可以通过Solana所说的“程序”来执行,而编程语言Cadence则为流上的NFT定义了标准。

    由于2021年一系列高价值的数字艺术销售,NFT收藏品开始流行起来。由10,000个NFT组成的Bored Ape Yacht Club是以太坊区块链上最著名的收藏品之一。最贵的Bored Ape以340万美元的价格售出,而最近的藏品平均售价为2.5万美元。然而,尽管NFT几乎已经成为这种收集狂热的代名词,但还有其他的用例。从根本上说,NFT是加密安全数据库(即区块链)上的记录。虽然许多商业应用程序可以使用简单、集中的分类账进行管理,但当需要在互不信任的各方之间进行协作时,这种情况就会发生变化。

    例如,当公司不同部门之间存在独立的数据库或不同的记录保存实践时,就会发生这种情况。它也可能发生在全球供应链中,在这个供应链中,信息流、货物流和支付需要相互关联。Ownest是一家供应链软件即服务的服务商,它使用ERC-1155在一个智能合约中表示不同类型的包裹。供应链各方得到相应的钱包,其中包含NFT,从而允许他们将货物的物理转移与区块链上的数字跟踪同步。

    NFT也可以细分——即,细分为几个可替换的代币。这使得房地产中的众筹和财产共有成为可能,并通过二级交易吸引了更广泛的投资者的流动性这方面的一个例子是Ekta区块链,它使用NFT表示房地产属性,并在在线市场中聚合它们。然后,投资者可以通过购买非金融衍生品,获得这些资产的全部或部分所有权。表2列出了为NFT提出的这些用例和更多用例。

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    表1不同区块链上的NFT token标准

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    图7 NFT产生的机制示意图

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    表2 NFT实例

    GameFi

    当有人花钱玩在线游戏时,他们实际上购买的不是游戏本身,而是游戏许可证。因此,账号可能会被限制,进程可能会被删除,对游戏的访问权限和购买的插件可能会在未经玩家同意的情况下被删除。开发者和发行商仍然是游戏及其所有游戏内部资产的所有者。

    这种力量失衡在20世纪90年代中期开始显现,开发者开始创造游戏内部修改(或“mod”)工具。这让更有技术和艺术头脑的玩家能够创建自己的地图、战役和其他“mod”,这很快成为一种广泛的做法。为了利用mod的流行,开发者/发行商开始销售他们自己的mod。这导致了游戏中微交易的盛行,即玩家购买新资产或立即解锁游戏中已有的资产。

    发行商出售游戏内资产的行为,反过来又导致了玩家之间游戏金币、道具甚至整个账户的非正式交易。然而,如果玩家被发现从事真钱交易,他们可能会被禁止进入游戏。到那时,他们将很少能够取回自己的资产或等价物。然而在最近几年,玩家开始拥有自己的游戏内部资产,如在线卡片游戏《Gods Unchained》中的NFT。这为这些资产的买卖创造了一个合法且不受审查的市场。

    因此,游戏NFT将游戏内资产的控制权重新交到玩家手中。“GameFi”指的是游戏与去中心化金融的融合。在一些区块链游戏中,开发者会为玩家提供可替换的加密代币或NFT作为游戏的奖励,从而让玩家能够“通过游戏去赚钱”。作为回报,开发者从游戏内资产的每一次销售中获得版税,并通过这种金钱补偿承诺来激发玩家的兴趣。

    GameFi的首个热门产品是2017年基于以太坊的Crypto Kitties,玩家可以在其中购买、出售和繁殖NFT猫。在这款游戏的鼎盛时期,每天有超过14000个独特的钱包与它互动。

    决定传统游戏行业成功的因素,如游戏玩法的质量,在GameFi仍然很重要。2021年区块链游戏联盟对200多名GameFi专业人士的调查发现,游戏玩法和图像的改进是推动产业向前发展的主要因素,仅次于游戏赚钱机制和经济。83%的受访者还表示,评估基于区块链的游戏的最重要因素是玩法的质量。与此同时,开发商Antler Interactive的首席执行官Lenny Pettersson表示,“为了获得真正的主流用户,游戏玩法的质量和易用性还需要进一步提高。同样,ChainPlay在2022年对2400多名GameFi投资者的调查发现,81%的受访者在投资未来的GameFi项目时将“乐趣”置于收益之前。

    与这种将优秀玩法作为未来目标或标准而非当前现实的框架相一致,经济激励对大多数玩家来说仍然是最重要的。比特币价格与GameFi所有游戏活跃玩家数量之间的紧密联系可能就是证据。如果对游戏玩法的内在兴趣是游戏的主要动机,那么在价格下跌的情况下,活跃玩家的数量应该会更加活跃。尽管牛市和市场营销预算的增加可能会刺激玩家对游戏的接受,但只有强大的玩法才有可能让玩家回访。

    观点洞察

    现有游戏内经济存在哪些问题?

    可持续性和开发者操纵是P12在Web3游戏中发现的重要问题。

    游戏内货币的膨胀会导致游戏经济的可持续性问题。在游戏的生命周期中,游戏内的资产不受协议的保护,导致价值贬值。

    游戏开发者通过引入人为的稀缺性来操纵经济,这让情况变得更加糟糕。因为开发者既是游戏世界的创造者,也是盈利性公司,他们自然会与玩家产生对立的利益。这一现象导致了高度可操控的游戏经济和市场不稳定性。

    P12认为这些问题的解决方案是什么?

    P12通过协调各方利益来解决这些问题。作为一个平台,P12以智能合约的形式实现了一套经济和政府规则和机制。智能合约的不可变特性将确保资产所有者的利益得到保护。

    使用P12平台的开发者可以随心所欲地设计和创造精彩的游戏,但不能主动操纵或改变任何规则或游戏经济模型。

    这一事实确保了一个可持续且健康的生态系统,玩家和开发者可以随着时间的推移建立信任,知道生态系统的所有方面都是在一个固定且稳定的结构下运行,开发者无法操纵。这使得付费资产能够在游戏生命周期中增值,因为资产价值得以保存而不是丧失。

    从根本上来说,玩家和开发者之间的自然紧张关系是存在的,因为玩家想花更少的钱,而开发者想赚更多的钱。在P12的结构下,服务双方。每当二级市场上的游戏道具价值上升时,资产所有者就会因为金钱收益而感到满足,开发者也会因为版税收入的增加而感到满足。P12的系统在开发者和玩家之间建立了完美的一致性,从而抑制了“抽水和抛售”计划。这对每个人来说都是双赢的。

    —— Boyang,P12 Founder

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    图8 整个行业活跃玩家总数的发展情况与比特币价格走势的比较

    《Axie Infinity》是GameFi最受欢迎的游戏之一,它提供了一个具体的例子,即游戏赚钱比简单的乐趣更能成为游戏动机。在该游戏的AXS代币的2021年价格上涨期间,许多菲律宾玩家(占玩家基础的40%)使用该游戏来补充或取代他们的收入。然而,大多数人后来都退出了,不仅是因为代币价格大幅下跌,比如到2021年11月,他们的平均收入已经低于菲律宾的最低工资,还因为游戏玩法“无聊和压力大”。谷歌Trends的数据还显示,绝大多数与Axie Infinity相关的搜索都是关于AXS代币的价格,而不是它的玩法。

    总之,GameFi在玩法质量方面还有一段路要走。然而,它是游戏行业潜在的颠覆性力量。随着NFT的出现,现在的工具可以让玩家和发行商在资产的控制和所有权方面处于更平等的地位。

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    图9与Axie Infinity相关的前五个谷歌搜索词

    DAOs

    随着区块链网络的传播,它不可避免地进入了人们生活的一部分:集体合作工作。去中心化自治组织(DAO)是一种随着区块链web的兴起而普及的组织结构类型。通过Web2技术,社区中所有稀缺的数字资产都与拥有社区经济和管理权力的中央发行者绑定在一起。另一方面,DAO没有一个中央权威机构,例如管理组织的董事会。相反,它的目标是实现去中心化的社区治理。这是由它的自主设计所促成的,这意味着它在很大程度上依赖智能合约,在区块链上实现其代币持有人的意愿。

    例如,BitDAO是一个投资集体,将其资金分配给初创公司和其他DAO。在撰写本文时,BitDAO实际上是由大约5000位BIT股东运营,而不是由首席执行官或董事会运营。任何BIT的持有者只要将钱包连接到BitDAO的Snapshot页面,就可以对提案进行投票,而任何20万BIT或以上的持有者都可以提交提案。有些建议以智能合约的形式编写。因此,当对这些建议的投票通过或失败时,它们将自动和不可更改地执行。这种投票可以用于相对较小的操作,如更改资产收益率,也可以用于较大的方向性更改,如将国库资产自动投资到另一家公司或DAO。

    在DAO中使用智能合约的好处超出了投票的时刻。因为所有智能合约都存在于区块链上,所以任何人都可以准确地查找在DAO的生命周期内所做的治理更改。人们更愿意信任一个透明的组织,并允许他们真正地“跟着钱走”。

    澄清一下,并非DAO中的所有治理决策都是在没有人工干预的情况下执行的。有些建议更复杂,而且/或无法通过智能合约实现。例如,管理同名协议的Uniswap DAO是市值最大的DAO,它最近就创建Uniswap基金会进行了投票。这次投票任命了基金会的两名领导职位,为第一年的运营制定了路线图,并大致确定了预算。其他非自动化的变更涉及到各种各样的工作,如文章写作、标志和横幅设计以及代码审查。DAO的开发团队可以自己实现这些更改,或者他们可以发布“奖励”来外包工作。

    DAO还可以使用Coinshift等服务将工资或会员奖励支付滚动到一个智能合约中。然后,用户可以通过一次投票,使用循环支付在多个链上支付多个钱包。与执行许多单独的交易相比,这种批量支付方法减少了投票轮数和所需的燃气费用。

    理论上,允许组织的所有成员对治理问题进行投票,有助于将控制权交还给大众。然而,大多数DAO治理令牌的持有者实际上并不参与投票。根据区块链相关开发工具提供商Autonolas的数据,在2022年上半年,按资金规模计算的前52个DAO中,每个提案的平均选民参与率仅为0.64%。

    例如,正如本节前面所讨论的,BitDAO有大约5000个独特的钱包签名对其提案进行投票。这个数字与总共大约18500位BIT持有者相比相形见绌。在2022年4月至2022年9月进行投票的提案中,平均每个提案只有48人投票,5000名注册持有人中的参与率为1.2%。这些建议也不是鸡毛蒜皮的小事:仅四个不同的dao就分配了7亿多美元。

    以太坊的联合创始人Vitalik Buterin表示,大多数公司可能会购买DAO系统,因为它可能有助于降低运营成本。然而,考虑到区块链Web的新特性,要判断这种组织结构的有效性还为时过早。投资和其他金融集体仍然是DAO中最引人注目的例子,还需要观察其他的用例。此外,如前所述,用户可能不会行使他们决定自己事务的能力,即使DAO的开发正是为了赋予他们这种权力。目前还不清楚DAO在实现时与更集中的决策结构可能有多大的不同。

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    图10 DAO生态系统的快照

    区块链互操作性

    不同区块链网络的不兼容在某种程度上分裂了区块链网络生态系统。大多数区块链的协议层没有提供将资产转移到另一个生态系统的解决方案。创建跨链桥以允许特定资产标准的跨链交易。例如,自2021年9月以来,可以将ERC-721 NFT从以太坊移植到Solana。网桥使用户可以跨网络发送和接收代币,而不需要与KYC进行集中交换。在某种程度上,这消除了区块链的孤立性质,创建了一个连接的区块链网络。然而,跨链桥的安全问题已经引起了加密用户的主要关注。

    正如2022年8月的Nomad黑客攻击所显示的那样,一个漏洞就可能导致一座桥的资金损失,特别是如果这座桥是托管的。糟糕的操作安全措施导致了对Ronin桥的网络钓鱼攻击,通过这种攻击,攻击者获得了保护网络的大多数验证器的访问权限。他们携6亿多美元资金潜逃。Wormhole在2022年2月的漏洞是由于没有验证检查而启用的虚假签名造成的。

    袭击者偷走了超过3.2亿美元。网桥可以分为三个组件:从每个链发出和接收消息的智能合约,验证消息是否来自源链的预言机,以及向目标链提交消息的中继层。虽然跨账本支付的理论已经成熟,但目前的实现显然缺乏足够的安全性。这在一定程度上是因为跨链桥,就像流动性池一样,通常在区块链的智能合约层实现。它们不是由协议开发人员处理的,而是由智能合约作者处理的,他们经常通过multisig钱包托管资金,后门他们的合约,或没有正确处理安全。桥接应用程序可以采用不同的托管模型。例如,所有的包装比特币(wBTC)都由一家名为BitGo的公司管理,并使用托管人将BTC转换为ERC-20资产,反之亦然。相比之下,Wormhole桥上的代币完全由智能合约管理。然而,前面提到的黑客表明,由于智能合约的风险,目前的去中心化托管解决方案并不一定更安全。

    Polkadot等多链生态系统旨在使区块链技术具有可扩展性,同时规避跨链桥的安全问题。Polkadot是一个分片的多链网络,用户可以同时跨多个链进行交易,而不必从一个网络移动到另一个网络。它使开发人员能够在现有基础设施之上构建他们的区块链(“副链”)。Polkadot网络充当0层链,在此基础上可以构建多个1层链。所有副链都通过Polkadot的主中继链连接。中继链是Polkadot的核心,它负责安全,利用两种共识算法维护网络共识。这些是权威证明(POA)和权益证明(POS)。Polkadot旨在使一个区块链上的智能合约能够轻松地与其他区块链上的数据和资产进行交互。然而,智能合约层上的漏洞问题与其他生态系统类似。

    Verus是最早认识到这些问题的项目之一,并设想了一个可伸缩的、全球性的多链生态系统,通过将其功能转移到协议级别来消除跨链应用程序的智能合约风险作为一个完全由社区主导的项目,没有ICO或预挖矿,它旨在创建一个中立的平台,轻松启动新的区块链,并让公共挖矿105和赌注资源和资产使用Verus链间协议在这些链上自由移动。Verus开创了公共区块链即服务(PBaaS),其中任何区块链都可以用于提供一个新的区块链,该区块链立即与其他每个Verus区块链互操作。Verus实现了许多通常由智能合约在协议级别上处理的功能。使用“状态根”(覆盖整个区块链的一个数字根)和公证签名的概念来证明存在于另一个链上的事务。通过在同一块中执行所有交易,代币交换在协议层上无摩擦地执行。

    这消除了矿工提取值的相关问题,这困扰着以太坊上的DeFi用户。ERC-20资产的非托管桥接已在测试网络上运行,并将在报告发表后不久正式上线。Verus的设计理念是允许功能安全且无需许可地跨越系统,无论是从一个Verus区块链到另一个区块链,还是到其他区块链系统,如以太坊。

    消除互操作性问题将促进区块链web空间的创新。当资产和代码被孤立在与特定链相关联的生态系统中时,这将阻止用户切换到提供更低交易成本、增强安全性或其他理想功能的新技术。为整个行业建立一个互操作的跨链系统,将创造公平竞争,并加速一个已经充满活力和快速发展的行业的发展。

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    图11 Polkadot、Verus和Cross-chain桥都试图解决区块链互操作性问题

    观点洞察

    应用程序希望接触到每个人,以实现新的体验和用例,但要使Web3的自我主权身份工作,我们首先必须让人们上加密这条船,我们如何解决这个问题?

    设计良好的自主身份,如VerusIDs,极大地简化了任何应用程序或用例的用户登录。当我创建社交网络WebFives(后来被微软收购)时,我们所有的核心系统架构都围绕着用户账户、注册和身份。想象一下,你可以编写一个应用程序,让世界各地的用户都能轻松地加入其中,只要给他们一个自主的、可撤销的、可收回资金的身份,并将其发送到他们的手机或电子邮件中,然后应用程序就会激活。现在,如果这些身份可以携带发送的资金,是投票权,或者只是一个新的廉价的ID,让你自己创建。如果发布这些兼容身份的网络可以扩展到世界上所有的人,也可以实现无密码、加密安全的登录/进入访问,可以毫无疑问地证明应用程序是为谁服务,甚至可以支持用户以无缝、私密的方式需要的最后KYC之类的东西呢?

    最后,当与固有的多货币和抗MEV的DeFi相结合时,这些新应用可以提供令人难以置信的新服务,无需中间人就可以向全球任何有电话号码或电子邮件的人收发资金,所有这些都具有极低的转账和登录费用,公平的货币转换,以及与钱包和下一代的无缝登录,自我主权,可证明的身份,所有这些都是简单体验的一部分。

    有了像VerusID这样的技术,我们相信Web3的一个巨大好处将是更强大的应用程序将更容易使用,而且上板将是无缝和无摩擦的。当人们体验到这一点时,他们对Web3好处的疑问就会减少。

    —— Michael J. Toutonghi,Lead Developer of Verus

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    区块链网络:技术节点提供服务

    正如前文所解释的“什么是Web3?”,web和区块链技术使用不同的协议在网络参与者之间进行通信。虽然区块链节点之间通常不使用HTTP进行通信,但许多节点实现在图形化的、基于浏览器的应用程序上提供HTTP接口,可以将网络通信连接到外部应用程序。对于以太坊,这种接口的标准在他们的JSON-RPC文档中列出。要实现这一点,必须有一个本地运行的节点,web应用程序可以通过该接口连接到它,或者有一个通过远程连接使用的公共可访问节点。提供这种公共节点的第三方被称为节点服务提供者、区块链节点提供者、远程过程调用(RPC)提供者、Web3应用程序编程接口(API)或区块链API。在本报告中,我们将这些服务统一称为节点提供者。如果有足够多的用户运行本地节点,将比使用此类提供者实现更大的去中心化。

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    节点基础设施图12

    但是,区块链Web技术的用户几乎从不运行自己的节点。默认情况下,钱包、去中心化应用程序(dApp)和区块浏览器使用节点提供者来接收链上数据,并向区块链网络发送事务和智能合约调用。

    节点供应市场由两家公司主导,分别是ConsenSys旗下的Infura和Alchemy,这两家公司都运营少量的中央服务器。它们允许用户通过钱包应用程序免费发送交易,但向DApp开发者等企业收取访问低延迟、时效性高的链上数据的费用。Infura是流行的MetaMask浏览器钱包使用的默认网关。当这些节点提供者出现故障时,它们的用户将无法与区块链进行交互。

    当供应商遵守其国家实施的制裁时,就会发生这种中断。值得注意的是,总部设在美国的Infura限制来自伊朗、朝鲜、古巴和叙利亚以及东欧克里米亚、顿涅茨克和卢甘斯克地区的人员进入。Infura和Alchemy(也位于美国)还阻止了与Tornado Cash智能合约的交互,后者因被用于洗钱而受到美国财政部的制裁。中断也可能发生在意外:2022年3月,Infura在实施限制时错误地切断了委内瑞拉用户。这一点后来得到了纠正。亚马逊网络服务(AWS)的数据中心安装了Infura节点,由于天气相关的电力损失、软件bug等原因,它也遭受了多次中断。

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    图13按web服务提供者划分的以太坊节点分布

    如果开发人员在默认情况下将节点包含在他们的钱包应用程序中,那么本地节点运行和去中心化将大大方便。但是,由于硬件需求和将节点同步到区块链网络相关的等待时间,这种措施是不允许的。在以太坊上,运行一个完整节点的参考Go实现需要16GB RAM、2+TB SSD和一个四核CPU。如果将整个节点打包在钱包浏览器插件中,从而用Javascript而不是Go实现,那么这些需求可能会更高。以太坊还提供了轻节点,这些节点的功能更有限,但仍有足够的功能向网络广播交易。这些轻节点在电力和存储使用上足够节约,可以很容易地在个人电脑上运行。然而,由于它们依赖于完整节点进行数据同步,因此目前禁止它们的广泛使用,因为这种使用将使网络上完整节点的有限带宽不堪重负。除了以太坊之外的其他区块链也面临着类似的问题,因此导致了今天节点提供者的普遍使用。

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    图14 从web接口广播交易的不同工具示意图

    然而,目前集中式模型的替代解决方案正在兴起。用户可以通过由异构志愿者和提供者运行的节点网络分发请求,而不是使用集中式节点提供者,从而使自己暴露于上述风险中。例如,Pocket Network是一种API,它允许dApp的前端通过公共社区运行的节点网络与不同的区块链进行通信。使用Pocket Network令牌(POKT)的开发人员可以自己运行节点,也可以使用第三方节点托管服务。然后,它们可以通过从dApp完成每个请求的RPC请求而获得POKT。通过这一激励系统,Pocket Network已经发展到包括17个国家的18000多个节点,从而实现了一个比目前Infura和Alchemy等服务更分散的网络。然而,Infura最近也宣布了他们推出去中心化节点基础设施网络的计划,以补充他们现有的服务。

    钱包

    虽然节点提供商连接区块链网络和web接口,但需要其他技术,即钱包,来考虑区块链web交互的安全敏感特性。钱包应用程序允许用户发送和接收加密资产,与智能合约交互并查看他们拥有的资产特别是,它们将为此目的所需的帐户持有人的私钥保存在一个安全的内存位置中。要发送资产并允许通过智能合约(例如,Gas费或代币交换) 访问它们,钱包应用程序必须在将交易发送到网络之前使用私钥签署相关交易。由于私钥提供了对账户资金的全部访问权限,因此对黑客来说是一个很有吸引力的目标,而他们的妥协会带来巨大的经济代价。因此,钱包应用程序的开发具有更高的安全性,需要进行严格的安全审计。

    钱包和dApp通常是由不同的开发人员编写的。在过去,这造成了一些摩擦和缺乏兼容性——这是WalletConnect标准旨在解决的问题。该标准旨在处理三种异构来源,即需要在广泛的钱包上工作的不同区块链和dApp。该标准的目标是使遵守该标准的每个托管钱包与任何区块链上的每个DApp一起进行签名和身份验证,甚至以“air-gapped”方式进行签名和身份验证。它还通过在dApp和钱包之间建立端到端加密通信,为钱包聊天和推送通知添加了约定。通过这种方式,用户可以向钱包持有人发送消息,并收到清算事件或链上投票提议的通知。

    如学习工具箱中所示,不同类型的浏览器钱包具有不同的浏览器兼容性和托管模型。需要注意的一点是,非托管钱包允许由负责签署交易的第三方托管人员管理私钥。因此,考虑到用户电脑上活动的应用程序并不持有密钥,托管钱包是否值得被称为钱包可能会引发争议。然而,这个术语现在已经确定了。

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    图15不同类型的区块链Web钱包的概述

    学习工具箱

    定义浏览器钱包术语。

    Web Wallet —嵌入在网页中的钱包。

    Browser Wallet —浏览器中固有的钱包。

    Exchange Wallet —一种网络钱包的子类型,当用户在集中交换上注册时提供。这些钱包功能有限,用户不能将它们连接到Uniswap等dApp,但可以使用它们发送和接收加密货币和NFT (有时),例如币安、Kraken、KuCoin和Coinbase。

    钱包扩展—用户安装在浏览器上的第三方应用程序或包含在浏览器中的加密货币钱包。例如MetaMask, GameStop Wallet, Enkrypt和Rabby。

    跨浏览器钱包——连接多个浏览器的独立应用程序,不安装在用户的浏览器上。Portis就是一个例子。

    保管——指存储私钥的人。

    • 在非托管(或自我托管)钱包中,由用户控制私钥。这些钱包的例子包括MetaMask和Coinbase钱包扩展。

    • 在托管钱包中,第三方控制私钥。这些钱包最受欢迎的例子是由币安、Coinbase和KuCoin等集中式加密交易所提供的钱包。这些钱包的功能比非托管钱包要少。例如,用户不能将他们的币安账户连接到Uniswap等DeFi协议。

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    图16钱包扩展下载量

    DApps

    用户需要图形化的网页来方便地与区块链上的智能合约进行交互。这些智能合约的接口称为去中心化应用程序(DApps)这样的网页允许人们在代币之间进行交换,参与彩票,玩区块链游戏,对提案进行投票等等。dApp可以被认为是典型的区块链Web技术,但从它们的编码、发送到浏览器和呈现的方式来看,它们与传统的Web2应用程序并无本质区别。因此,在大多数情况下,“去中心化应用”一词是用词不当的。

    当一个网页被加载时,资产从不同的中心服务器加载。这些资产包括HTML、Javascript和CSS代码,它们被串联呈现,为用户提供完整的风格和功能体验。大多数dApp向至少20个不同的域发送请求,以提取样式表、链上数据、金融和其他主题数据,以及广告和跟踪器。这些信息通常通过易于中断和审查的集中阻塞点流动。此外,大多数用户通过传统的、集中的名称解析来访问它们,这个主题将在“名称服务”一节中讨论。

    事实上,与dApp相关联的唯一去中心化组件通常是与之交互的智能合约。因此,单点故障已经导致用户失去对链上资产的访问,尽管区块链网络功能齐全。例如,按日交易量计算,三家最大的DeFi交易所Uniswap v3、Curve和DODO都被中国大陆的防火长城屏蔽。Uniswap还审查对合成衍生品和其他代币的访问,这些代币在其前端也有被监管为证券的风险(尽管在协议本身上没有)。2022年8月,Uniswap进一步在其界面上屏蔽了250多个钱包地址,以遵守美国对Tornado Cash的制裁。

    当dApp关闭或被审查时,用户仍然可以通过运行节点访问底层的智能合约功能。然而,这个过程是技术性的,不适合一般用户。在以太坊上,它包括启动一个节点,获得合约的应用程序二进制接口(ABI),并从Geth命令行创建一个合约实例。在发送函数调用之前,用户还必须手动为停止Gas设置一个合理的值。由于大多数用户不具备手动执行这些操作的技术知识,他们实际上被排除在使用智能合约之外。

    然而,一些dApp已经开始采取措施增加其接口的去中心化。在过去的两年中,Uniswap已经开始将其界面的每日快照上传到IPFS(一种将在下面的“去中心化Web”中介绍的技术),Aave和复合金融也是如此。此外,大多数dApp现在都是作为开源的、获得GPL许可的桌面应用程序发布的,理论上可以修改这些应用程序以消除其原始作者强加的一些限制。例如,匿名开发人员可以发布Uniswap接口的修改版本,允许访问被禁止的合成衍生代币。

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    图17 dApp和区块链网络之间的交互示意图

    观点洞察

    NFT的存储是Seal Storage业务的重要组成部分,但是如果NFT已经存储在区块链上,为什么还需要去中心化存储呢?

    有一个常见的误解,认为NFT的所有组件都存储在区块链上。现实情况是,400亿美元的NFT面临损失和操纵的风险,因为与NFT相关的媒体图像实际上没有存储在区块链上。没有妥善储存NFT媒体就像买了一件昂贵的艺术品,然后把它留在时代广场一样。你拥有艺术品,但它有丢失或被盗的风险。我们的NFT存储解决方案有三个主要组成部分:NFT媒体备份、保险和加密。媒体备份组件为NFT托管机构和市场提供了故障保险,并从领先的保险提供商获得了更多的保护。增加的安全性来自于加密,确保在智能合约中生成和捕获IPFS哈希。

    当谈到成本时,去中心化存储是否比其他存储选项产生了价格溢价?Seal Storage提供的服务可以由较小的企业提供吗?

    Seal以为所有组织提供负担得起的数据存储解决方案而自豪。现有的集中式云存储平台从客户对数据的访问中提取大部分收入,即出口费用。Filecoin和Seal相信数据存储和数据可用性的内在价值。通过可靠地存储客户数据,Seal获得了Filecoin生态系统的回报。这种关系确保了客户数据安全存储在网络上,并允许Seal为大学、研究机构和企业提供负担得起的数据存储。

    —— Alex Altman, COO, Seal Storage Technology

    去中心化的网络现代网络的权力动态

    尽管最初的设想是一个去中心化的生态系统,但在过去的20年里,网络已经经历了显著的中心化。少数公司,尤其是谷歌、亚马逊、Meta、苹果、微软和腾讯,目前控制着网络的技术基础设施和内容。特别是,谷歌独自占据了全球搜索市场92%的份额,使用份额最高的网页浏览器(Chrome),目前排名第一的移动操作系统(Android),排名第一的视频托管平台(YouTube)和使用人数最多的电子邮件服务(Gmail)。尽管用户可能会发现采用主流网络技术很方便,但这种方便是以加强大型科技公司在全球社会、经济和文化范式上的力量为代价的。通过他们的搜索引擎优化,他们决定用户学习什么信息以及以什么顺序学习。通过过滤社交媒体上的言论,它们限制了用户分享信息和对信息做出反应的方式。通过在各地的网站和应用程序上提供单点登录工具,他们控制用户如何保护和访问各种账户。公众不应依赖事后措施让它们为损害负责,而是应该通过帮助创建一个去中心化的网络,朝着更先发制人、更根本地瓦解大型科技公司垄断的方向努力。

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    图18截至2022年9月,网络浏览器和互联网搜索引擎提供商的市场份额

    去中心化的网络,参考前文的解释“什么是Web3?”,是一个去中心化、无许可(即,每个人都可以参与其使用、开发和/或治理)和无信任(即,设计到技术中的安全性消除了对其他参与者、中央当局或第三方的信任)的内容传递网络的愿景。虽然区块链Web为区块链的去中心化技术提供了有用的桥梁,但其自身的技术受到中心化的限制。因此,创建去中心化Web需要其他技术。在本报告的其余部分中,我们将讨论两种技术,即分布式哈希表和命名系统。我们特别指出,区块链技术虽然重要,但只是这个难题的一部分。

    值得注意的是,软件的开发并不一定会需要去中心化硬件。无论在这些中心的服务器上部署了什么软件,战略性部署的数据中心的规模经济和电力成本节约一直存在。例如,54%运行在云中的以太坊客户端托管在AWS数据中心,而不是单独的分布式服务器上。因此,去中心化web的目标是将技术基础设施作为一个整体去中心化,而不是单独将软件去中心化。

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    图19 2022年第二季度云基础设施服务提供商市场份额

    去中心化的网络和文件存储

    在最基本的层面上,网络可以被看作是一个文件存储网络。中央web服务器存储HTML和JavaScript文件,客户端通过互联网检索这些文件。找到一种去中心化功能的方法是创建去中心化网络的基本前提。

    替换或重新呈现当前web需要大量的内容,因此区块链不具备作为文件存储手段的资格。虽然它们对篡改和数据丢失具有高度的有效性,但由于数据的高度冗余,它们的成本太高。在第一代区块链配置中,每个(完整的)节点存储所有链上信息,这意味着该信息被复制了数千次。以太坊存储1GB数据的成本目前为数千万美元,Solana为六位数。虽然分片可以减少冗余程度,但即使在这种措施下,区块链存储也可能仍然不可扩展。因此,必须考虑其他技术。首先,我们讨论文件存储系统的一个基本功能:文件查找。

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    图20为不同的存储媒体和服务存储1GB数据的成本

    文件查找

    无论多么健壮和持久,如果没有告诉节点在哪里上传和检索文件的寻址系统,文件存储系统都是不可访问的,因此无法使用。对于去中心化的web,这个功能可以通过分布式哈希表(DHT)来实现。

    DHT是一种使用哈希函数将键映射到值的数据库系统,为此,映射的维护分布在关联网络中的节点之间。在文件查找的情况下,值可以是特定文件的元数据、承载该文件的节点的ID、该节点的IP地址,或者严格地说,任何数据。每个值都由一个键指向,例如,该键可能是一个文件名、文件元数据或一个节点ID(例如,指向节点的IP地址)。每个键通过键的哈希映射到它的值,也就是说,由函数从它的转换中生成的固定长度的字母和/或数字序列。哈希函数(如SHA-1)应该确保哈希是非任意的、完全唯一的,并且对值的微小变化也非常敏感。特别是,在不更改哈希的情况下,不可能将第二个值映射到哈希或操作一个值。这为系统中的恶意行为提供了一定的容错和抵抗能力。基于DHT的应用程序的用户可以确信使用了一个键来查找正确的值,即使用户不信任网络中的对等体。

    存储和检索这些键-值对的工作分布在参与的节点中。为了将键及其相关值分配给节点进行存储(即划分键空间),DHT系统可以使用诸如集合哈希、保持位置哈希(例如Self-Chord)和一致哈希(例如Chord、Pastry)等算法。例如,在一致哈希中,键和节点都有数字id或表示,并与id /表示在数字上最接近的对应对象配对。为了检索键值对,DHT系统使用路由算法。虽然有各种这样的算法,但它们往往实现某种形式的基于键的路由。它查找到所需的键-值对的最短路由,通常根据网络跳数。每个节点维护一个路由表,即到其他节点的链接表。如果一个节点没有存储所需的键-值对,它必须指向比自己更接近数据的另一个节点。通过这种方式,请求通过网络转发,直到没有更近的节点,这意味着找到了数据。因此DHT是一种功能齐全的寻址系统,具有去中心化、无需许可和不可信任的特性,可以实现去中心化的网络。

    去中心化的web项目

    DHT是许多去中心化、对等对等(P2P)文件共享和其他通信平台背后的核心技术。这些项目大多在2000年左右首次发布,比中本聪在其开创性论文中引入区块链概念早了8年。例如,BitTorrent和Perfect Dark是直接用于分发视频、音频、电子书和软件的文件共享应用程序。Freenet和GNUnet还提供HTML页面和可点击链接,因此为用户提供了基本的Web1体验。它们可以被视为去中心化网络的早期原型。ZeroNet是一个类似但更新的项目,具有更高级的JavaScript接口,并完全支持客户端脚本。

    不幸的是,大多数P2P网站都已经被淘汰。存储和带宽主要由少数网络参与者提供,他们自愿保持节点持续在线。以Freenet为例,任何人都可以发布内容,而不需要运行服务器或依赖他人。可以插入一个站点,然后脱机。由于用户上传内容的数量没有限制,人们倾向于在网络中插入较大的视频文件和图像,而网络的容量非常有限。

    因此,旧的内容不断被网络遗忘。虽然Freenet有支持频繁访问网站传播的机制,但这些机制似乎只保存了最受欢迎的内容,如重要网站的索引。同时,GNUnet和ZeroNet要求用户保持节点在线,以便他们的同伴能够下载存储在这些节点上的内容(也就是说,他们必须“钉住”或“播种”该内容)。否则,内容将从网络中消失。任何在2022年使用Freenet、GNUnet甚至ZeroNet的人都会发现大多数链接都被破坏了。如果这些网络有足够的容量并且使用得当,理论上内容可以比传统网络持续更长的时间。传统网络中,许多网站在一段时间后由于域过期或其他中心故障而无法使用。然而,据我们所知,这一想法的经济效益从未实现过。

    星际文件系统(IPFS),一个新的DHT驱动的去中心化web项目,由协议实验室可以减轻上述问题。虽然它在隐私方面远不如ZeroNet、GNUnet和Freenet,但它通过相关产品和服务的重要生态系统克服了旧项目的激励结构缺陷。

    与其他网络一样,IPFS允许节点固定特定的网站以确保它们的可用性,即使这些网站不常被访问,并存储在可以共享内容的在线用户的缓存中。

    这为Pinata、Filebase、Kaleido和Infura等公司创造了一个机会,可以为那些希望自己发布的内容长期可用、但又无法让电脑持续在线的用户提供付费的固定服务。然而,这些固定服务有效地集中了内容存储和提供。为了确保更大的持久性,用户可以集成Filecoin,这是一个由存储供应商组成的P2P网络,他们可以获得Filecoin (FIL)作为回报,它也是由协议实验室开发的。存储契约记录在区块链上,并自动执行。如果矿工不能在交易的生命周期内通过向链提交时空证明来验证他们对内容的正确存储,他们将在FIL中受到惩罚。当用户从矿工中检索内容时,会做出单独的检索协议。为了更无缝地使用Filecoin和IPFS,用户可以为Filecoin支持的固定服务(FPS)付费,其中数据同时存储在FPS提供商的IPFS节点(用于热存储)和备份在Filecoin上(用于冷存储)。

    总之,通过在IPFS中添加一个去中心化、无许可和无信任的激励层,Filecoin可以消除用户对特定存储提供商的内容持久性依赖。

    IPFS对于普通用户来说也是相当容易访问的。虽然它使用自己的协议来代替HTTP,但是可以通过HTTP网关通过浏览器访问它。公共网关可从协议实验室或第三方(如Pinata、Cloudflare和Infura)获得。此外,与以前的去中心化web项目不同,IPFS已经与一个主要的浏览器Brave集成在一起。Brave用户可以下载并运行IPFS节点,通过切换设置来访问网络中的内容。

    即使他们选择不运行节点,他们也可以将IPFS内容地址粘贴到地址栏中,并通过公共HTTP网关自动加载内容。此外,IPFS Companion浏览器扩展可在Brave, Chrome, Firefox, Edge和Opera为用户上传和访问内容轻松。所有这些措施使IPFS比迄今为止任何其他去中心化的网络项目都更容易使用。

    由于Protocol Labs拥有雄厚的资金储备,Protocol Labs及其合作伙伴已成功为IPFS开发了如此广泛的基础设施。在所有将被创建的FIL中,7.5%在Filecoin 2017年的ICO中售出,筹集了2.57亿美元。另外2.5%用于生态系统的发展和未来的融资。虽然GNUnet和Freenet获得了少量政府和非政府组织的资助,但Protocol Labs用于开发网络替代品的预算却是前所未有的。它将确保IPFS及其生态系统的发展在未来几年继续下去。这种情况与社区主导的项目(如ZeroNet)形成了鲜明对比,后者通常会在首席开发人员消失后推动更新。

    考虑到它的设计和财政支持,IPFS有可能避免被淘汰。特别是,Filecoin激励机制在不牺牲IPFS作为基于DHT的P2P网络的去中心化、不可信任和无许可的情况下,实现了数据的长期有效性。通过这些特性,IPFS提供了数据冗余,并像区块链一样排除了单点故障,但不会产生6.2节开头所讨论的那种巨大成本。该项目的规模及其成为Web3主干的雄心是无与伦比的。

    名称服务

    大多数P2P网络默认使用复杂的字母和数字字符串作为统一资源标识符(URI)。以下是一些例子:

    与用于网站登陆页面的经典Web URI (如https://research.cointelegraph.com)不同,这些URI不容易被用户记住。因此,任何主流web的去中心化替代方案都需要一个将人类可读的标识符映射到其路由信息的系统。该系统还必须管理这些标识符的分配,因为人类可读的字符串相对稀少,如果免费分发,很快就会耗尽。处理这些任务的系统称为命名系统。

    传统的web也使用标准的命名系统:域名系统(DNS)。它于1983年发明,将一个域名(如research.cointelegraph.com)映射到提供相关页面的服务器的IP地址,在本例中为104.19.211.104。域名分配和解析(即转换为IP地址)的DNS过程在基础设施和控制中高度集中。它依赖于源于互联网名称与数字地址分配机构(ICANN)的信任链。众所周知,ICANN持有DNS安全扩展(DNSSEC)私钥,用于验证所有其他DNS密钥。

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    表3 P2P网络及其非用户友好URI示例

    被称为“根签名”密钥,它们也用于在DNS层次结构的最高级别(即根区域)签名公钥。后面的键依次为“注册表”的公钥签名,每个公钥在一个顶级域中管理名称,即,用一个扩展名表示,如 .com,.tv或 .net。最后,注册中心的公钥签署“注册商”的公钥,将完全限定的域名(即web资源的完整和唯一地址)分配给个人或组织注册商。沿着这条信任链进行的身份验证是一个高度政治化的过程,有时会引发争议。例如,最近亚马逊公司、亚马逊合作条约组织和ICANN之间就。Amazon顶级域名的管理问题发生了争执。俄罗斯和中国也计划建立自己的DNS服务器替代品。

    DNS背后的签名和身份验证反映了域名解析的机制。为了查找没有被本地缓存的域名的IP地址,客户端必须连接到一个称为DNS递归解析器的服务器。最常见的递归解析程序由谷歌管理,例如8.8.8.8 和Cloudflare,1.1.1.1。如果递归解析器的缓存中没有保存请求的DNS记录,则需要从DNS层次结构的顶部开始执行递归查找(即重复查询其他DNS服务器,直到域名被解析)。具体来说,它首先向根名称服务器发送一个查询,根名称服务器通过指示相关的顶级域服务器进行响应。

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    图22 DNS如何工作:信任链的示意图

    递归解析器,然后查询这个顶级域服务器,该服务器通过指示相关的权威名称服务器进行响应。最后一个服务器将请求的IP地址返回给递归解析器,然后递归解析器将其发送给客户机,从而加载web页面。

    然而,DNS具有集中式系统的典型弱点。当高级DNS服务器瘫痪时,大量网络也会瘫痪,这种情况经常发生,令人担忧。该系统依赖于少数注册商和注册商的可信度,罪犯和挑剔的政府可以利用这些信誉。最近的研究发现,在伊朗和委内瑞拉等国家存在广泛的DNS操作。

    去中心化的网络应该克服DNS高度集中和许可的本质。计算机科学家Zooko Wilcox-O'Hearn在2011年假设这是不可能的他提出了一个三难困境,现在称为Zooko的三角,在名称服务的三个相互竞争的属性之间,即安全性、去中心化和可读性。根据Wilcox-O 'Hearn的说法,三难困境的出现是因为必须由中央机构管理少量域名,以防止冒名者伪造人类可读的域名。复杂域名不存在这个问题,因为它们可以通过公私钥加密技术生成。

    然而,比特币后来为开发人员提供了一种“square”Zooko三角形的方法区块链技术解决了去中心化和安全性之间的冲突。将域名记录添加到区块链分类帐意味着域名的第一个领取人是明确的,这使得名称服务是安全的。这也意味着没有域名的中央发行者。相反,它们是按照先到先得的原则分配的。这使得名称服务去中心化。因此,区块链技术可以实现去中心化、安全和可读的名称,并可以成为去中心化web的关键构建块。

    到目前为止,试图解决全局命名空间和解析挑战的区块链项目采取了两种通用方法:1)提供基于ICANN的DNS名称系统的替代方案,或2)为ICANN域名本身提供基于区块链的替代注册服务。虽然一个去中心化的注册和维护替代ICANN注册系统,如ENS,可以提供链上注册、市场和更新服务,但这样一个系统中的域名不是永久的区块链资产。它们更类似于传统网络的域名,尽管是去中心化的链上注册服务。一些具有可解析名称空间的去中心化网络,如Verus、Handshake或NameCoin,注册名称和名称空间的永久所有权。

    Namecoin是比特币的一个分支,是实现基于区块链的域名系统概念的首批尝试之一。然而,到目前为止,该项目还没有达到显著的采用水平,部分原因是它不容易使用。它要求用户通过建立一个“点-位”镜像URL并进行推广,从而使他们的域不受审查,这需要一些技术步骤。

    Handshake是另一个有趣的竞争者,它自称为“去中心化的命名和证书颁发机构”。作为DNS根区域的一个基于区块链的替代方案,它旨在部分地拆除DNS层次结构。不幸的是,访问握手网站需要技术知识,对大多数人来说是困难的2020年,握手发布了HandyBrowser的beta版本,其中嵌入了他们的姓名服务。这样做是为了鼓励其他人将握手与现有的浏览器集成。然而,HandyBrowser正在进行的开发非常缓慢。

    Verus采用与握手类似的方法,利用其名称协议VerusID作为具有可证明的单或多sig证书功能的永久可解析名称空间、资金地址和数字身份。除了与区块链名称相关的更典型的服务,如数据解析和持有资金的能力,Verus区块链协议使用verusid作为根名称,可以启动新的加密货币甚至相同名称的区块链,通过L1协议将可证明的名称与货币关联起来。Verus还允许用户撤销和恢复verusid,以防私钥丢失或被盗,这允许用户恢复资金或防止身份盗窃。

    另一个基于区块链的名称服务,以太坊名称服务(ENS)于2017推出。ENS的目的是将以太坊地址转换为人类可读的名称。ENS计划通过使用以太坊智能合约来管理域名注册和解析,为DNS提供补充解决方案。有了ENS,用户可以对所有钱包地址和去中心化网站使用单一名称。例如,“alex.eth”可以轻松识别和快速定位钱包地址。任意创建和重新分配子域,例如“hello.alex.eth”或是"cohen.alex.eth"也是允许的。

    在这种基于区块链的命名系统中,解析域需要访问区块链节点。为了实现去中心化和抵制审查,这个节点理想情况下应该在本地运行。然而,正如“节点提供服务”一节中广泛讨论的那样,本地节点运行并不是常见的实践。相反,像Brave这样的浏览器默认连接到远程第三方节点进行名称解析,就像发送交易一样。这对去中心化名称服务形成了障碍。

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    图23 DNS和ENS的结构比较

    结论

    Web3仅仅是营销噱头还是互联网技术的又一次革命?人们很容易坚定地站在这一鸿沟的任何一边。

    虽然大多数项目在其营销词汇表中采用了这个术语,使用的技术已经很长时间了,但这个词本身只有部分意义。

    大多数情况下,Web3指的是我们在本报告中建立的“区块链web”。虽然区块链是一场技术革命,但区块链web不是。它包含了仅仅将区块链连接到图形用户界面的技术。然而,这意味着它与一些最突出的、面向用户的技术捆绑在一起,即浏览器钱包和dApp。除了这些图形前端之外,节点基础设施也是区块链Web的关键部分。

    去中心化Web是Web3的第二种表示法。与定义明确的技术堆栈区块链web不同,它是一个更加模糊和充满意识形态的概念。它指的是一个网络具有去中心化、不可信和不允许的特性。对于这些概念究竟应该如何缓存,可能存在分歧。然而,本报告中讨论的区块链web应用程序的技术缺陷应该说明去中心化web在很大程度上仍然是一个愿景。然而,对于去中心化传统web应用程序的文件存储和域解析层的方法很有前途。

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    好文章,需要你的鼓励
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