2022年Web3.0发展现状及应用场景专题分析

1、2022年Web3. 0开展现状及应用场景专题分析一、Web 3.0：概念由来与开展方向2021年12月8日，美国众议院金融服务委员会在国会山 举行了“数字资产和金融的未来：了解美国金融创新的挑战和 利益”为题的听证会，包括共和党和民主党在内的两党议员都 有参与。出席的加密公司分别来自FTX, Circle, Coinbase. Bitfury. Paxos、Stellar而在此次听证会上，BitFury的首席 执行官Brian Brook还向议员科普了 “Web3.0”概念。2022年3月H日，日本自民党代表盐崎明久在众议院财 政金融委员会上表示，日本应该将Web3.0作为国家战略的中 心，

2、并任命一位负责Web3.0的官员；2022年3月15日，美 国德克萨斯州奥斯汀市长已经指示城市经理帮助创造一个有 利的政府和社区环境，支持区块链和Web 3.0等新技术的创立。2022年3月17日，中国证监会科技监管局局长姚前在 中国金融发表文章表示，Web3.0是渐行渐近的新一代互 联网。随着当前各类信息技术的迭代创新，互联网正呈现向下 一代互联网演进的趋势。这一演进或将引发新一轮的信息革 命，进一步深刻改变人们的生活、工作以及社会的方方面面。弹性灵活的特性，适用于业务快速开展的私有云和互联网应 用场景。因为分布式存储服务可通过增加节点数可以实现容 量和性能的线性增长，因此服务支持海量非结构

3、化数据存储。AWS：分布式存储引擎Dynamo基于分布式存储引擎， Amazon DynamoDB是一种完全托管式、无服务器的NoSQL 键值数据库，旨在运行任何规模的高性能应用程序。DynamoDB提供内置平安性、连续备份、自动多区域复制、 内存缓存和数据导出工具。浪潮：“分布式云+”与分布式存储分布式云(Distributed Cloud)是浪潮云的一种云计算服务，即云服务提供商管(Cloud Service Provider, CSP)将公有云服务分发到不同的 物理位置，由CSP统一负责云服务的运营、治理、更新和演 进。浪潮云依托在全国布局的7+69个云数据中心构建浪潮分 布式云，具备统

4、一技术架构、统一用户体验、适配国产多 CPU等特点。浪潮分布式云的节点类型分为：中心节点、区 域节点、边缘节点，所有节点接入OpsCenter进行统一的运 营、治理、更新和演进，在可满足低延迟、本地化、跨云场 景、混合场景等用户需求的同时，还可实现地缘政治相关的解 决方案，比方审查制度、平安性、隐私权和数据主权等。此外，浪潮云文件存储ICFSQnspur Cloud File Storage)也 为用户提供基于分布式系统的文件存储服务，可通过标准的NFS等协议挂载文件系统，并使用标准的POSIX接口对文件 系统进行访问，多计算节点可挂载同一文件系统，共享文件 和目录。浪潮分布式存储AS1300

5、0G5基于底层的存储资源池 共享，可根据用户需求，对存储资源进行灵活配置，在同一 集群内，提供给块、文件、对象使用；其次，分布式块、文件、 对象灵活调整。随着业务开展，当所需的存储类型发生了巨 大变化，可以将原来用于块的资源进行释放，配置为文件资 源，从而防止资源的浪费和重复投资；最后，分布式块、文件、 对象采用统一管理界面，资源共享，可以较好地降低管理复 杂度和维护本钱。2021年7月，存储性能委员会(Storage Performance Council)公布最新的SPC-1基准评测报告，浪潮分布式存储 AS 13000G5获得6,300,529 IOPS (每秒读写操作次数)、 0.78

6、1ms时延、单节点210,018 IOPS的评测值，获得2021年 分布式存储性能全球最高成绩。图 18: Nvidia ConnectX 系列网卡工元弟智库3.3、从英伟达DPU看分布式存储的技术如何拓展底层硬件无论是分布式存储工程还是公有云巨头开展的 分布式存储产品，其内在的硬件设备仍需使用高效的存储与 计算器件。在分布式存储底层硬件环节，主要需解决“存算分 离以及平安性能两个问题。在这一领域，英伟达拥有领先的 计算专业知识与高性能的网络技术，可优化整体计算、网络 和存储等数据中心级工作负载，实现更高的性能、更高的计算 资源利用率和更低的运营本钱。针对上述两点挑战，英伟达通过不同的方式进行

7、了优化: (1)在实现高效“存算别离”环节，利用NVIDIA BlueField DPU系列提供的NVMe SNAP技术，使客户能够对于远程服 务器中的NVMe Flash存储，像访问本地存储一样对其进行访 问。可实现广泛的加速存储、软件定义网络和应用程序解决方 案。(2)在存储平安环节，NVIDIA ConnectX SmartNIC支 持独特存储功能硬件加速器和卸载，以确保主机上有效的 CPU利用率。通过利用NVMe-oF Target卸载、T1 ODiff和纠 删码的硬件卸载等技术，释放了 CPU在存储Target端的利用 率，并提供极高的IOPS。另外，Nvidia ConnectX系

8、列网卡也 可以通过硬件对于数据直接进行加解密，不管是数据传输中 的IPSec、TLS等，还是数据在落盘时的AES等操作，都可以 有网卡硬件来完成，实现了在数据加密的同时以线速传输。网络架构为了提升分布式存储的性能与效率，英伟达推出了基于 白盒CLOS架构和IP Fabric的数据中心组网方案。在分布式 存储应用方面，英伟达面向客户的数据中心采用基于NVIDIA 的SN系列白盒以太网交换机构造的三层五级CLOS架构，IP Fabric形式组网，并使用基于EVPN-VxLAN提供的业务层服 务。方案采用了现代数据中心的典型架构，在规划和部署上应 用了大量的基于最正确实践的优化技术。在适配RDMA/

9、RoCE应用方面，NVIDIA提供了从驱动、网卡、交换、网管方面的 全线支持，甚至超低误码率的AOC和光模块都为RDMA所 需的无损网络带来了贡献；在可部署性方面，NVIDIA网络支 持ROCE Over VXLAN技术，从而使RDMA应用有了良好的 可部署性，更加适合客户的基础设施。图19:基于NVIDIA的SN系列白盒以太网交换机构造的三层五级CLOS架构3-TIER CLOS: PODS概念演进不同阶段的互联网根据技术的演进，同时针对用户的需求提供不同的服务。互联网的历史中已经历了 Web 1.0与 Web 2.0两个时代，现阶段行业正对于Web 3.0的架构、技术 进行探索。Web 1

10、.0即第一代互联网，主要由基本的网页、Web浏 览器、简易Web开发工具构成。而这些基础的网页可以第一 次被访问并实现商业化。同时Web 1.0时期也涌现出了 HTTP, HTML和XML等协议，Java和Javascript等软件语言也起源 于这段时间。Web 2.0即第二代互联网。在这一时期，网络创立者更注 重用户的交互作用：用户既是网站内容的消费者（浏览者）， 也是网站内容的制造者。Web 2.0网站内容基于用户提供，网 站的诸多功能也由用户参与建设，实现了网站与用户双向的 交流与参与。因此，用户在web2.0网站系统内拥有自己的数 据。Web 3.0的核心理念是将数据的所有权归还给用户

11、，允许 用户控制自己的数据，在保障平安性的前提下，实现数据的 互操作性。区块链在Web 3.0中的重要性Web 3.0提出了 一种去中心化的替代方案，这种去中心化模式可以应用于网络生态系统的任何局部，包括虚拟主机、 存储、域名系统、应用程序和搜索功能。在这一过程中，区块 链在改变传统的数据存储和管理方法方面发挥着至关重要的 作用。区块链提供了一个独特的数据集合或一个通用状态层, 它受到集体管理的约束。独特的状态层为在互联网上开发价值 结算层提供了机会。状态层有助于以复制权受保护的方式发 送文件，以便在没有任何中介的情况下实现有效的P2P交易。 Web 3.0包括统一身份认证系统、数据确权与授权

12、、隐私保护 与抗审查、去中心化运行等关键特征。基于区块链思维而进 化出的全新网络形态如以太坊，以及在以太坊上所建立的一些 去中心化的应用是目前Web 3.0的代表性应用。Web 3.0 的优势与Web 2.0比照，Web 3.0通过区块链、去中心化身份等 方式解决了 Web 2.0下数据平安的隐患，并几乎根除了虚假 信息流通的可能。另外，在Web 3.0的概念下，用户所创造的 数字内容所有权明确为用户所有、由用户控制，其所创造的 价值也将根据用户与他人签订的协议进行分配。即，数据变 为数字资产，可以得到资产级别的保障。总结从Web 1.0到 3.0的演进，从最初Web 1.0用户只能读取信息而

13、不能与Web 产生交互，到Web 2.0中产生了大量用户创造的信息，再到构想中Web 3.0用户可以拥有并控制互联网的信息。Web 3.0在 优化底层性能的同时，也给予了用户一定的权限。图8: Dfinity对于互联网计算机的设计架构二、Web 3.0基础设施为了实现Web 3.0设想的状态，需要从底层的基础设施环节搭建Web 3.0网络，现阶段的基础设施进展主要集中于 技术端的研发与应用。跨链技术跨链技术可以帮助Web 3.0的开发者和用户在区块链的 可信保障下创造价值流通。而在区块链技术应用方面，多链 并存的格局预计将一直存在。不同区块链生态的Web3.0用户 有进行交互的需求，跨链技术会

14、在这个过程中发挥重要作用。去中心化身份去中心化身份(Decentralized Identification, DID)是互 联网上的一个地址，用户可直接拥有和控制。它可以用来寻 找并连接DID文件，这些文件包含与DID相关的信息。DID文件包含相关信息以实现用例，如签到、数据加密、通信等。 加密证明，如数字签名，允许实体证明对这些标识符的控制。DID可被看做Web 3.0中的身份中心。由于用户控制着 DID的中枢，他们可以决定何时、与谁以及在什么条件下透 露他们的数字身份要素。围绕DID与区块链技术，已有许多 工程建成DID生态系统，DID作为Web 3.0的基础设施之一 初显雏形。分布式存

15、储随着Web服务变得更加集中，用户严重依赖少量的服务 提供者。HTTP是一种脆弱的、高度集中的、低效的、过度依 赖协议的骨干，集中式服务器很容易成为目标。目前，为了维 持服务器的正常运行，服务提供商不得不使用各种昂贵的安 全解决方案，防止被攻击的本钱越来越高。分布式存储是一 种数据存储技术，通过网络使用企业中的每台机器上的磁盘空 间，并将这些分散的存储资源构成一个虚拟的存储设备，数 据被分散地存储在企业的各个角落。分布式网络存储系统采 用可扩展的系统结构，使用多个存储服务器共享存储负载，利 用位置服务器定位存储信息，不仅提高了系统的可靠性、可 用性和访问效率，而且易于扩展。行业生态开展：传统I

16、T巨头布局。2021年7月15日， 由中国（西部）电子信息博览会主办的2021Web3.0中国峰会暨IPFS分布式储存大会在成都开幕，AMD、西部数据、华为、 阿里云、希捷、东芝、铠侠、浪潮、联想、曙光、戴尔、中 国电信、中国移动、神州数码等知名企业参展。隐私计算从已商用场景分析，平安多方计算、联邦学习与机密计 算商用进展较为领先，零知识证明主要被运用于区块链场景 中。由于隐私计算可以解决一组互不信任的参与方之间，在 保护隐私信息以及没有可信第三方的前提下的协同计算问题, 在Web3.0中，具备隐私计算功能的基础设施不仅可以保护用 户的个人数据，而且可扩展应用程序的设计空间。图15:浪潮分布式

17、存储AS13000G5测试成绩0 90 0 800 70 0600 50 0 400 30 0 2001000006.0000007.000000VOD*r Second (IOPS)数据来源：SPC,东方证券研究所三、Web 3.0搭建：区块链与分布式存储的意义在下游应用方面，Web 3.0可应用于许多场景，包括金融、认证、票据、政务、版权、溯源、医疗、公益、游戏、艺术 等。而现阶段Web 3.0尚处于概念阶段或初级部署阶段，底层 基础设施的搭建更为关键，而分布式存储在Web 3.0的底层 基础设施中至关重要。区块链网络中的分布式存储工程Dfinity与互联网计算机ICP Dfinity基金

18、会是非营利性组 织，目标是帮助开发者、企业、个人及政府更好地融入到区块 链网络中来。Dfinity创立了互联网计算机，在互联网计算机 的容器Canister上所有的应用、智能合约都是去中心化的， 互联网计算机没有主网只有子网，目前是世界上唯一一个可以 去除智能合约局限性的计算机。Dfinity基于互联网计算机协议使用新的加密算法，使得 互联网计算机实现世界计算机的功能。通过互联网计算机区 块链，可以存储所有软件，包括分布式应用、DeFi、Web3游 戏等。而且，互联网计算机在自主物理网络上进行的，在这 样的架构中没有云计算架构。Dfinity采用了分层结构，自下而上可以分为数据中心 (Data Centers)、节点(Nodes)、子网(Subnets)和软件 容器(Canisters) 。 Dfinity最底层的数据中心共有20个，主要位于美国、欧洲和新加坡。其中，11个数据中心位于美国, 6个位于欧洲，3个位于新加坡。星际文件传输系统IPFS全球去中心存储领域出现了包括Filecoin (IPFS)、Sia、 StorJ. Burst. Bluzelle等一批区块链工程，它们都能够提供 类似的去中心化存储功能。其中，星际文件传输系统IPFS(Interplanetary File System)是一个基于内容寻址的、分布式 的