2023金融业元宇宙技术应用报告

编委会成员：编写组成员：聂丽琴胡达川郭林海李旭佳北京大学元宇宙技术研究所中国工商银行股份有限公司中国银行股份有限公司中国建设银行股份有限公司上海浦东发展银行股份有限公司深圳市腾讯计算机系统有限公司数字空间与物理空间的深度融合将进一步加快金融行业数字化 1 1 11 12 15 15 16 19 27 27 29 31 34 35 354.2金融业应用方向 374.3金融业发展路径 39 40 42 42 42 43 451一、技术分析元宇宙技术本身不是单一技术的革新或再创造，而是一系列技术的集合。从技术构成来看，元宇宙主要由云计算、区块链、人工智能等基础技术，音视频、虚拟现实、增强现实、全息投影等交互技术，以数字人、数字空间、数字孪生等应用技术构成。通过上述技术的有机结合，为元宇宙场景中的用户带来高清优质的视听体验和沉浸逼真的交互体验，为元宇宙应用提供稳定高效的服务基础和丰富强大的扩展能力。宙应用提供稳定高效的服务基础和丰富强大的扩展能力。元宇宙技术体系可分为基础层、交互层和应用层三个层元宇宙技术体系可分为基础层、交互层和应用层三个层图1元宇宙技术体系概览1.1.2基础层技术云计算（CloudComputing）是通过网络访问可扩展的、2灵活的物理或虚拟共享资源池，并按需自助获取和管理资源的模式1。云计算作为通用信息基础设施，主要面向长周期、高价值密度型数据的存储、计算和分析任务，为元宇宙场景中海量数据、大量设备接入提供强大的算力支撑，为用户在元宇宙场景中带来高质量服务。边缘计算边缘计算（EdgeComputing）是将数据处理、存储放在物联网边缘侧的计算架构2。边缘计算是云计算向边缘的延伸，主要面向时间敏感、短周期、低价值密度型数据的存储和处理分析，旨在满足海量设备的数据和流量处理对时延、安全、能耗等方面的要求。边缘计算和云计算互为补充、协同工作，云计算依靠边缘计算作为数据采集单元，更好的支撑云端应用；边缘计算协助云计算，实现计算能力的进一步细化分工，将部理，为用户在元宇宙场景中带来高质量用户体验。5G网络5G（5thGenerationMobileCommunicationTechnology）具有高速率、低时延和大连接三大特征，结合边缘计算技术，可以将计算和存储功能从云端延伸到网络的边缘，从而满足元宇宙场景所需的超大带宽和超低时延的需求。5G是元宇宙场景中信息传输速率和质量的技术保障，在支持数据传输方面发挥着至关重要的作用。3物联网物联网（InternetofThings，IoT）是通过感知设备，按照约定协议，连接物、人、系统和信息资源，实现对物理和虚拟世界的信息进行处理并作出ਃ应的智能服务系统3。物联网技术为元宇宙提供了实时、精准、持续的数据供给，同时满足了随时随地以多种方式、多元化接入元宇宙场景的需求。大数据大数据（BigData）是具有体量巨大、来源多样、生成极快、且多变等特征并且难以用传统数据体系结构有效处理的快、且多变等特征并且难以用传统数据体系结构有效处理的包含大量数据集的数据4。大数据技术是指存储、处理、管理和分析上述海量、复杂、多样化大数据的一系列技术和工具。人人、人物、物物之间实时交互等产生的海量数据。区块链区块链（Blockchain）技术是一种由多方共同维护，使用密码学保证传输和访问安全，能够实现数据一致存储、防篡改、防抵赖的技术体系5。区块链技术保障用户在元宇宙场景中实现互操作、所有权的数字证明、数字资产的收集、价值转移、生态治理等。主要包括分布式账本、智能合约、共识机制分布式账本技术（DistributedLedgerTechnology，DLT）是实现分布式账本的技术的集合，是密码算法、共识机制、点对点通讯协议、分布式存储等多种核心技术体系高度融合形4成的一种分布式基础架构与计算范式6。分布式账本技术用于元宇宙场景中簿记所有权、记录交易、跟踪资产，并确保数字资产在元宇宙交易中的透明度、安全性、信任和价值交换。智能合约（SmartContract）是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议，其在分布式账本上体现为可自动执行的计算机程序7。智能合约技术允许元宇宙场景中的交易对手间设定交易条件，在达到约定条件后自动触发执行，从区块链上读取数据或者向区块链上写入数据，自动完成交易。智能合约技术是元宇宙场景中用户相互信任的核心技交易。智能合约技术是元宇宙场景中用户相互信任的核心技术之一。共识机制（ConsensusMechanism）是实现区块链系统中各节点之间达成一致的机制。共识机制使得元宇宙场景中的区块链各互不相干的节点能够验证与确认交易数据，从而互相信任达成共识，解决元宇宙场景中的信任问题。人工智能人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是在针对人类定义的给定目标，产生诸如内容、预测、推荐或决策等输出的一类工程系统，对这类系统的相关机制和应用的研究和开发8。人工智能技术主要包括计算机视觉、语音识别、自然语言处理和语音合成等。计算机视觉技术（ComputerVision，CV）是利用摄影机和计算机来代替人眼，进行目标识别、跟踪和检测等机器视觉5处理的过程，从而生成更适合人眼观察或适用于仪器检测的图像。计算机视觉技术是实现增强现实等数字化能力的关键语音识别（SpeechRecognition）是指将人类的声音信号转化为文字或指令的过程9。语音识别是用户在元宇宙中进行语音交互过程的第一步，相当于机器的“耳朵”。自然语言处理（NaturalLanguageProcess，NLP）是基于自然语言理解和自然语言生成的信息处理自然语言理解和自然语言生成的信息处理10。通过构建算法，使计算机具有识别、分析、理解和生成自然语言文本的能力，依托海量语料累积，覆盖从词法分析、到句法分析、再到篇章分析等多个维度的综合文本处理能力。自然语言处理技术是元宇宙场景中真人与数字人、真人与真人交流和沟通的基础语音合成（SpeechSynthesis）是指通过机械的、电子的方法合成人类语言的过程11。通过前面两个步骤，用户在元宇宙中的声音信号经过语音识别、语言语义理解并处理后，系统将相关的⃞馈、策略等以语音形式表达出来，相当于机器的“嘴数字身份用户身份识别、认证⃞对用户身份信息尤其是隐私信息的保护，是元宇宙场景中任意ਂ方进行交互的信任基础。中心化数字身份（CentralizedDigitalIdentity）是指用户.3交互层技术在应用服务中创建与应用相关的特定身份，并依据身份获取应用提供的服务。中心化数字身份采用中心化的技术架构，用户的数字身份和中心授权系统的授权信息全部集中保存在中心机构的服务器中，用户信息的所有权属于身份认证系统中心服务器，用户在中心认证系统的授权下才能使用身份信息。分布式数字身份（DecentralizedIdentity，DID）是一串全局唯一的字符串，唯一地对应着一个实体身份，从而实现对不同实体的独特标识。分布式数字身份技术实现了用户在元宇宙场景中拥有安全、可控和可移植的数字身份，可以有效保护宙场景中拥有安全、可控和可移植的数字身份，可以有效保护用户的身份信息。隐私计算隐私计算（PrivacyComputing）是指在保证数据提供方不泄露原始数据的前提下，对数据进行分析计算的一系列信息技术。可以保障用户在元宇宙场景中的身份、行为、生物信息等隐私数据不对外泄露的前提下进行数据分析计算，达到数据可用不可见，充分保护敏感信息和隐私数据安全。人机交互是人机之间信息交换理论和技术研究的总称。在人机交互的支持下，元宇宙场景中人的行为都能够被准确理解和把握，信息系统所具有的深度意图理解和情境感知能力可以给用户带来沉浸式交互体验。主要包括音视频技术、虚拟现实、增强现实、混合现实、全息影像和脑机接口等。音视频传统的语音聊天、视频通话⃞实时互动等交互方式已不7能满足元宇宙场景需求，在元宇宙中大部分场景都是综合、复杂、低延时的音视频业务，需要实时音视频和实时云渲染等技术作为支撑。实时音视频（Real-TimeCommunication，RTC也叫实时通信，从以下几方面解决延时问题，在网络层采用TCP拥塞控制策略、播放器抗抖动策略、ARQ与FEC机制等技术降低网络传输延时；在设备端采用RPS帧参考关系、PLC丢包隐藏技术等技术降低设备端内部处理延时；在服务端通过全球虚拟网络、跨国专线、智能选路等方法降低服务器内部球虚拟网络、跨国专线、智能选路等方法降低服务器内部处理实时云渲染（Real-TimeCloudRendering）技术是将渲染工作放在云端，是云计算在渲染领域的应用，让用户在普通终端设备上流畅、高效交互互动，沉浸式体验元宇宙场景。实时云渲染将大型应用程序搬到云端运行并实时渲染，通过低延迟音视频串流技术将实时渲染出的结果传输至终端进行解码播放，终端的操作指令也实时传输至云端，从而实现在任意终端上操作在云端运行的应用。虚拟现实虚拟现实（VirtualReality，VR）是采用以计算机为核心的现代高科技手段生成的逼真的视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等多感官一体化的数字化人工环境，用户借助一些输入、输出设备，采用自然的方式与虚拟世界的对象进行交互，相互影响，从而产生亲临真实环境的感觉和体验12。目前VR设备是8当前体验元宇宙场景的主要方式，核心技术包括显示（分辨算力（需专属芯片支撑）以屏幕等。增强现实增强现实（AugmentedReality，AR）是采用以计算机为核心的现代高科技手段生成的附加信息对使用者感知到的真实世界进行增强的环境，生成的信息以视觉、听觉、味觉、嗅觉、触觉等生理感觉融合的方式叠加至真实场景中13。虚拟现实强调沉浸式的虚拟世界，而增强现实主打在现实中实现虚实强调沉浸式的虚拟世界，而增强现实主打在现实中实现虚实结合、信息增强，强调物理世界和虚拟空间的叠加。AR设备需要感知周围的复杂环境，且轻量化和续航方面都有更加严苛的要求，目前硬件整体水平还处于核心部件和技术突破混合现实混合现实（MixedReality，MR）是实现真实场景和虚拟场景的混合匹配的技术，场景中物理对象和虚拟对象共同存在且能够实时交互，从而构建出的一个真实对象和虚拟对象实时交融的新环境。如果一切事物都是虚拟的就是虚拟现实，如果展现出来的虚拟信息只能简单叠加在物理世界上，就是增强现实。混合现实的关键点就是与物理世界进行交互和信息的⃞时获取,所以混合现实更贴近元宇宙场景所要给用户带来的体验感受。全息投影9全息投影技术（Front-projectedHolographicDisplay）是指利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。结合全息膜与投影设备，将真实的三维图像投放在空气中，用户无需佩戴其他设备，便能沉浸式体验元宇宙场景。全息投影技术是前述虚拟现实、增强现实等技术的有益补充，共同为元宇宙用户提供良好的视觉体验。脑机接口脑机接口（Brain-MachineInterface，BMI）技术通常是指通过在人脑神经与具有高生物相容性的外部设备间建立直接通过在人脑神经与具有高生物相容性的外部设备间建立直接连接通路，实现神经系统和外部设备间信息交互与功能整合的技术，可以实现人脑对外部环境的控制和信息交换。从接入的方式看，分为非侵入式、半侵入式和侵入式。2022年底，全国信息技术标准化技术委员会开始征集脑机接口国家标准立项建议，并积极筹备脑机接口分技术委员会负责相关工作。1.1.4应用层技术数字人数字人（DigitalHuman）是一种集成了计算机图形、计算机视觉、智能语音和自然语言处理技术的计算机应用程序14。可用于数字内容生成和人机交互，以帮助提高内容生产效率和用户体验。数字人主要应用在迎宾、客服、营销等领域，通过2D或3D的数字人完成与用户的交互式问答和业务指引办理等，也可以通过播报式数字人完成营销、直播、业务介绍等数字空间数字人等技术构建，通过物理空间和数字空间互联，为用户提供模拟现实的创新金融服务体验。技术包括端云协同引擎、人场物创建、虚拟空间场景制作等。金融机构应用数字空间技术可以搭建元宇宙虚拟营业厅、3D数字营业厅等场景。数字孪生数字孪生（DigitalTwin）是由物理资产、虚拟镜像和用户界面组成的混合模型户界面组成的混合模型15。通常以模型和数据为基础，通过多学科耦合仿真等方法，完成物理世界中的物理实体到虚拟世界中的镜像数字化模型的精准映射，并充分利用二者的ਂ向交互ਃ馈、迭代运行，以达到物理实体状态在数字空间的同步呈现，通过镜像化、数字化模型的诊断、分析和预测，进而优化实体对象在其全生命周期中的决策、控制行为，最终实现实体与数字模型的共享智慧与协同发展。数字藏品数字藏品（DigitalCollectibles）是基于区块链系统通过智能合约进行唯一标识和权属簿记的特定美术作品、影音作品、艺术品和其他虚拟商品的数字化实现。特定数字藏品的数字凭证称为非同质化凭证（Non-FungibleToken，NFT）。在保护数字版权的基础上，实现真实可信的数字化发行、收藏和使用。在元宇宙场景中通过发行数字藏品，可以提升用户的活跃度，丰富产品与服务种类，在增加影响力和品牌效应的同时通过实时音视频和实时云渲染等技术可带来高清的视觉体验和优质的听觉体验。一是实时音视频技术提供将一定时长以内带噪语音去除噪声的服务，真实还原声音细节，为用户在元宇宙场景中提供高品质音质；二是利用视频低码率技术，大幅降低码率，实现低码高清体验，通过实现超分、片源修复，增强细节，提升色彩质量，为元宇宙场景提供高品质画质。强细节，提升色彩质量，为元宇宙场景提供高品质画质。1.2.2沉浸逼真的交互体验通过人工智能、交互技术、数字人等技术给用户带来了沉浸式的交互体验。一是综合运用计算机视觉、自然语言处理、语音识别、语音合成等人工智能技术，加深感知理解，从而支持丰富的业务场景。二是利用虚拟现实、增强现实、混合现实等交互技术，让用户能够体验到传统互联网服务所不具备的沉浸式体验和良好的人机交互体验。三是利用数字人技术创造类型齐全、高度拟真、可定制化的数字人形象。通过云计算、边缘计算等技术支撑，为元宇宙场景提供可伸缩、弹性的共享物理和虚拟资源池，满足海量数据处理的低低时延和大连接特性、物联网可靠传输、智能处理等特点并依安全的数据传输网络，保证元宇宙场景下的各项服务稳定性。1.2.4丰富强大的扩展能力一是支持多平台扩展。随着基础技术的不断发展，元宇宙场景能够同时支持移动端、网页端等终端。二是具有丰富的功能。包括具备功能/业务组件库、开发集成框架、互动视频引擎、监控与质检等多种功能。三是多样的接入服务。元宇宙场景可以支持文本驱动、声音驱动，支持多种语言，具备较强的AI技术集成能力，支持多种端口对接，支持多种通信协议。四是丰富的外部接口和灵活的集成能力。通过丰富的API接口和口和SDK等，能够灵活地支持业务系统、第三方软件系统对接集成，形成整体解决方案，有效支撑机构各类业务需求实随着元宇宙场景在产业侧逐渐开始落地，作为构建元宇宙的云计算、区块链、人工智能、虚拟现实、数字人等技术迭代升级进一步加快，技术发展的不确定性直接影响元宇宙发元宇宙涵盖技术种类众多，新技术迭代升级，产业链长且割裂，协同效率有待提升，技术成熟度参差不齐，部分技术仍处在应用场景探索阶段，或将成为元宇宙应用的短板。例如，虚拟现实和增强现实设备的显示技术还没有达到沉浸式的消费级水平；隐私计算技术现阶段存在的性能瓶颈，制约了技术的规模化应用。一方面，元宇宙场景构建涉⃞人工智能大模型训练、视觉渲染等需要消耗大量算力的环节，而算力的消耗⃞与电力能源的消耗成正比；另一方面，元宇宙基础系统的运行需要大量服务器资源支撑，同样会消耗较多的电力能源。随着元宇宙应用从初级探索阶段向深化应用阶段发展，将面临大量用户和的收集、传输、存储、使用、共同处理、委托处理、对外提供、一方面，元宇宙场景构建涉⃞人工智能大模型训练、视觉渲染等需要消耗大量算力的环节，而算力的消耗⃞与电力能源的消耗成正比；另一方面，元宇宙基础系统的运行需要大量服务器资源支撑，同样会消耗较多的电力能源。随着元宇宙应用从初级探索阶段向深化应用阶段发展，将面临大量用户和终端设备连接带来的更大能源消耗和网络拥堵等问题。这些问题将会对地球环境造成极大负面影响，并且与现在国家ਂ碳战略目标不相符，需要对元宇宙体系架构、技术选型等进一步优化完善。1.3.4成本问题无论是理论技术能力积累、系统平台建设⃞模型训练学习等都需要大量人力、物力支撑，特别是在人力方面投入资金量巨大。云计算、人工智能、区块链等每一项技术若要精通都需要长期深耕相关领域的专家潜心研究，平台建设除需要人力支持外还需要设备、环境等基础设施支撑。在元宇宙场景应用尚未探索出一条成熟有效的盈利模式的当下，如何降低研发应用成本也是需要关注的一大挑战。图图2元宇宙产业生态可能性与课题的调查报告》，提出政府应着重防范和解决“虚拟镇，用户可在其中进行业务咨询；摩根大通在元宇宙平台确通过实施四大行动和八项工程打造50+创新示范应用，推出强化服务环境建设、创新金融营销等方面开展元宇宙场景应用。建设银行：2022年在世界人工智能大会上通过天地屏展示仅供访问、学习、研究、欣赏、展示和分享等非商业目的3.1用户服务领域应用金融数字人是商业银行在元宇宙场景中打造的重要金融服手机银行等线上线下渠道直接触达客户，为客户提供“面对面”远程银行是提供线上线下一体化金融服务能力的综合应用在疫情、洪涝灾害期间，更是成为数字抗疫、抗汛