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区块链技术赋能Web3.0

Web3.0将是一个价值互联网,它的开放性、信任的建立和身份管理等与Web2.0有很大区别。区块链的发展正好为Web3.0建立了基础技术基础,并将在Web3.0中起到关键作用。

Web3.0将是一个价值互联网,它的开放性、信任的建立和身份管理等与Web2.0有很大区别。区块链的发展正好为Web3.0建立了基础技术基础,并将在Web3.0中起到关键作用。在Web3.0中,与区块链相关的技术包括:点对点网络技术,数据存储和交换系统,数字身份,基于区块链的金融网络,基于区块链的信任系统和智能合约等等。

Web 3.0最初被万维网(WWW)的发明者Tim Berners-Lee称为语义网,其目标是成为一个更加自治,智能和开放的互联网。Web 3.0的定义可以扩展如下:数据将以分散的方式互连,这将是对我们当前的Internet的巨大飞跃,在Web 2.0中,数据主要存储在集中式存储库中。此外,用户和机器将能够与数据进行交互。要做到这一点,程序需要在概念上和上下文上理解信息。考虑到这一点,Web 3.0的两个基石是语义Web和人工智能(AI)。

从使用者(用户)的角度理解,Web3.0 与 Web2.0 在呈现形式和体验上将得到多方面的提升,以下特点是产业界比较认可的一些方面:

  • 泛在性(Ubiquity):Web2.0网络已经得到了极大的发展,用户几乎可以随时随地地接入网络。但是Web3.0将更加广泛地链接人与人,人与物以及物与物,物联网的通信将在Web3.0中成为主流。网络的访问将不再是仅仅通过电脑、手机等形式的终端设备,而是无所不在,网络的连接将包含在各类产品的设计之中,成为不可缺少的一部分;
  • 语义网络(Semantic Web):语义网络将赋予网络更大的智能。Web3.0网络通过分析大量的网络数据,包括内容本身、内容和网络连接、以及与内容相关的交易等,来建立数据和网路的内在联系,通过在Web中应用语义将使机器能够通过分析数据来解码含义和情感。因此,通过增强的数据连接性,互联网用户将拥有更好的体验;
  • 人工智能(Artificial Intelligence):人工智能将无处不在,数据的分享和交易将为人工智能提供大量原始材料用于建立网络智能。通过用户的使用和反馈,网络能够通过AI学习区分真假与伪造,以提供可靠的数据以及为人或物提供更佳的决策;
  • 三维视界和虚拟现实(3D Graphics):Web3.0的强大计算能力和网络能力将为用户提供更加真实的体验。3D图形将在在线游戏和娱乐的明显领域之外产生影响。它可能会用于教育,医疗保健,房地产和其他电子商务领域。随着时间的流逝,人们很可能会设计和使用自己的3D化身。

同时,随着网络能力、人工智能的发展,随着数据的爆发式增长,Web3.0网络的建设将对Web2.0而言将是一个颠覆式的发展,这体现在Web3.0将必然是开放的,去信任的,无许可的网络,从而实现互联网的真正愿景。

  • 开放(Openness):开放是指由开放源代码的社区开发的开放源代码软件构建而成,并且可以在全世界范围内执行。这是Web3.0的一个基本特点,开源和开发代码的应用更能获得支持和信任,也更能够得到更大范围内的发展,人们将能够直接在开源的平台和应用之上开展业务。
  • 无信任(Trustless):无信任实际就是网络本身来构建信任,是指网络本身允许参与者在没有可信第三方的情况下公开或私下进行交互。通过抛开中间人,使得交易成本得到降低,交易效率得到提升,交易本身可以程序化,实现智能;
  • 无许可(Permissionless):无许可是指用户可以自由地参与建设网络和使用网络应用,无需授权和许可。这将打破Web2.0中逐步形成的互联网巨头把持网络的局面,个人进入网络,掌握自己的数据,独立创建和管理个人身份,并为自己负责。

Web3.0将是一个价值互联网,它的开放性、信任的建立和身份管理等与Web2.0有很大区别。区块链的发展正好为Web3.0建立了基础技术基础,并将在Web3.0中起到关键作用。在Web3.0中,与区块链相关的技术包括:点对点网络技术,数据存储和交换系统,数字身份,基于区块链的金融网络,基于区块链的信任系统和智能合约等等。

 

点对点网络系统:P2P Networking

Web1.0 和 2.0采用的网络架构围绕核心网,接入网和局域网的架构展开。这样的网络基本上是一个星型结构,数据的交换从端向上经接入网至核心网络,再向下逐级路由至其目标地址。互联网应用所依靠的计算和存储相对集中,网络一旦发生故障或者不堪重负,将立即出现服务故障。互联网巨头的服务故障屡见不鲜,影响巨大。

Web3.0 的网络将更加具有弹性,数据通信更多地建立在点对点网络之上,点对点网络依赖于Web2.0现有架构作为基础设施,而在其上构建虚拟的P2P网络层。每一个用户节点/终端同时连接多个终端节点,网络通信通过终端之间的直接连接或者通过第三方中继。这样的连接有诸多好处,比如:节点可以同时从多个路径获取信息,因此数据访问速度可以更加高效;当数据有多个副本的情况下,可以从最近的节点获取信息,网络资源利用率高;对网络故障的容忍度大大提高,部分网络的故障,并不会影响到通信的效果;网络链接丰富,数据传播速度非常快。

除了提供更强的弹性和网络保障之外,基于点对点网络系统的 PubSub(订阅发布)实现更简单,并使点对点网络天然具有多播(MultiCast)的基本特性,这使得在点对点网络之上可以形成诸多虚拟子网,应用可以利用虚拟子网建立虚拟组织进行高速通信。

点对点网络也是保障 Web3.0 其他特性的基础,我们在下面几节中会有所描述。LibP2P 是目前较为成熟的点对点网络技术,包括IPFS,Filecoin,Ethereum2.0等为Web3.0 提供服务的平台的网络都建立在 LibP2P 之上。

使用点对点网络的终端需要持续保持并维护较大量的网络链接,并能够较智能地感知网络问题,抵抗恶意链接及攻击等。这给 P2P 网络发展带来挑战。同时,P2P 网络是建立在现有网络的基础之上,需要对现有网络协议的全面支持,受网络规模效应的影响,P2P 网络的发展将首先从与区块链相关的技术设施开始,逐步扩展到更广泛的领域。

 

数据存储和交换系统 – The Underlying File System

Web1.0 和 Web2.0 建立在 HTTP 协议之上。HTTP协议提供简单的通过路径(URL)的文件访问方式,用户可以通过URL 访问文件和网页内容。

HTTP是一种客户/服务端(Client-Server)通信协议,其构成了当前互联网几乎所有数据交换的基础。客户端-服务器一词意味着有一个请求方(客户端-通常是Web浏览器)从服务器(提供信息的计算机-通常是网页或网页的一部分)中请求信息。该协议借助域名服务器(DNS)服务器来定位文件路径。DNS服务器本身就是一个大型网络,其中包括十三台根服务器,以及向下链接的众多区域服务器。DNS服务网络本身就是一个中心化的网络,有些攻击就是直接针对DNS网络进行的。

使用Web 3.0时,该机制正在发生变化。最有可能取代当前DNS系统的技术称为行星际文件系统(InterPlanetary File System),简称IPFS。当HTTP逐步被IPFS取代之时,确实,我们可能倾向于将其称为Internet 3.0。

IPFS网络同样需要对文件(内容)进行寻址,但与HTTP协议完全不同的是,IPFS的寻址服务不再依赖于类似DNS网络这样的中心化服务,而是完全通过去中心化的分布式哈希表(DHT:Decentralized Hash Table)来进行。IPFS的网络层就是 LibP2P,所以他能够提供更大的弹性和容错性。同时,IPFS借鉴了点对点文件系统的诸多技术来形成一整套协议,这些技术包括:BitTorrent,Git,SFS等等。

IPFS的内容寻址方式实现原理非常简单,就是对内容进行散列(Hash)运算,生成内容相关的独一无二的内容标识(CID:Content Identity)。Hash算法的防碰撞特性保证了标识的唯一性,因此这种标识又称为内容指纹;Hash算法的确定性保证了同样的内容将生成同样的标识,因此,在同一个存储网络中,可以进行内容去重,从而实现更高的存储效率。

IPFS的目标是建立一个统一的分散的不依赖单个实体的存储平台,这与区块链的思想一脉相承。与 HTTP 相比,IPFS有很多优势:

  • IPFS更安全, 在一个分布式的系统中,更多地依赖端加密来保证安全,而不是通过链路加密协议,比如SSL。
  • IPFS不区分客户和服务端,它建设在一个对等网络之上,每一个客户也可以扮演服务端的角色
  • IPFS内容具有自验证的特性,不需要信任存储服务者来确保数据的真实性
  • 数据存储在不同的节点,实现全网冗余,因此不再需要担心单点故障
  • 数据的获取可以来自于不同的节点,当网络包含相同数据的多个副本时,可以同时下载提高速度
  • 使用 LibP2P,IPFS下层可以兼容不同的网络协议,而且可以根据未来不同的协议发展进行演进
  • 数据的更改将增加新的数据备份,因此,数据的多个版本共同存在与网络之中

IPFS的这些特性构成了Web3.0数据存储的基础,因此,IPFS的这些特性,也就成为Web3.0的特性。IPFS网络目前已经成功运行数年,作为一个公益的、开放的、开源的网络,它的运行非常成功,但是,对于商业运行而言,由于缺乏激励层和难以协调分散节点的服务保障体系,还存在诸多挑战,这些挑战,也是 Filecoin 等存储相关的项目希望解决的部分。

 

基于密码学的数字身份 – Digital Identities

数字身份是区块链发展带来的另一个重要技术。它可能成为Web 3.0的最重要功能之一。在当前的互联网络中,从身份盗用到点击欺诈充斥着互联网的每一个角落,发生这种情况的原因是两台计算机之间的连接未正确进行身份验证。在Web 2.0网落中,服务器永远无法确定访问它的客户端软件是假装的—在可识别的人的控制下浏览器。在等式的另一边,浏览器也不知道它正在访问的服务器和文件是否是它打算访问的文件。

但是,如果这种互动中涉及的所有事物都具有可验证的身份,那么进行欺诈和欺骗就更加困难了。使用数字身份证,每个人拥有一个可验证的身份,因为每个身份都必须链接到唯一的凭证。同样,组织也具有一个可验证的身份。至于客户端和服务器之间交互所涉及的所有其他内容(硬件和软件),这些东西可以直接绑定到属于个人或组织的唯一ID。而且,由于采用了零知识证明等技术,任何一方都有可能证明他们是真实的,甚至不用透露自己的身份。

数字ID启用Web 3.0的两个重要功能:

  • 个人将能够管理并授予对其个人数据的访问权限
  • 网络行为将很容易得到验证,欺诈难以进行

这其中非常重要的原因在于用户的身份认证和行为验证统一了起来,加密技术应用到每一条消息,使得安全性大大提高。当然,这些也提高了终端使用的成本,而且道高一尺、魔高一丈。随着计算技术的进步,加密的强度和算法也会演进,同时,安全性也依赖于用户对自己的私钥的保护。

 

基于区块链金融网路 – Decetralized Finance

到目前为止,我们提到了两个技术基础:分布式文件系统和数字身份,都与区块链技术相关。区块链对 Web3.0 的重要性不言而喻,但是其最重要的贡献还在于其创建通证、并通过精巧设计的经济模型来维护啊网络的能力,也包括使用此类通政进行小额支付的能力。

在一个区块链为基础的 Web3.0 网络中,金融的运作方式与传统金融有很大的区别,金融更加程序化,变化更灵敏快速。无需银行和机构为其背书,金融市场也是一个算法市场。这里,不仅仅具有价值储存的通证,可以进行高额的价值存储和转移,同样,也具有类似于闪电网络的快速交易的小额支付能力,不同的通证提供了不同的功能。更加令人兴奋的是,整个金融市场完全是一个算法市场,不受机构的控制,因此,可以进行基于算法的股权交易、借贷市场、不停歇的即时交易、保险、期货等等都可以构建,并不断创新。

关于信息价值,Web3.0与Web2.0完全不同,由于通证化,信息的价值可以直接在交易中体现出来,实现价值流和信息流的统一。而不同于Web2.0中的充满假象的免费服务,实际上服务商通过迂回的方式通过广告和挖掘用户的数据价值牟利。

 

网络构建信任 – Trustless

有人可能会争辩说,区块链最重要的贡献是自动信任。这超出了区块链可以通过建立信任网络通过数字ID提供的安全性。

一些区块链可以创建“智能合约”,这些程序附在区块链上,并在特定的区块链事件触发时执行。关于智能合约的重点是程序代码是合约。

这使得智能合约比法律合约更具确定性。法律合同是通过法律制度执行的,法律制度的可靠性在一个地方到另一个地方各不相同,但从来都不是完美的。对法律合同提出质疑的结果是不确定的。

但是,智能合约可以100%被信任。智能合约的一个简单示例是通过供应链中的商品移动给出的。发货时会带有RFID标签,该标签会在读取商品时报告其位置。当货物到达特定位置时,智能合约可以自动执行付款-运输,仓储或进口关税。因此,付款是可预测的,并且可以100%相信发生。

自然,智能合约可能比该示例复杂得多。它们可以涵盖法律合同当前涵盖的许多情况,从而减少了欺诈的可能性。

原创文章,作者:Steven Li,如若转载,请注明出处:https://ipfser.org/2021/05/21/funengweb32/

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