Web 3：去中心化互联网
Web 2. 0是当前最普遍、最常用、最受欢迎的互联网版本。根据最初的设想，Web 2.0的数据主要存储在集中式存储库中。然而，这一设想已经随着时间的推移而发生了改变，如图1所示。
图1 内容、用户与生产者关系
Netlify[19]公司的首席执行官马特·比尔曼（Matt Biilmann）曾与基于云计算的网络开发平台提供商CMSWire展开一场对话，席间他谈道：
对此，Web 3的解题思路是：创建一个去中心化的点对点网络，将所有权归还终端用户。在这种模式下，无论是数据的存储、应用程序的运行，还是网站的托管，用户都可通过其联网设备一一实现。所有这一切都将分布在千千万万台计算机上。
那么，如何在众人素未谋面的情况下协调他们齐心协作呢？不相识又如何相信？Web 3的设计者迎难而上，直面这个根本性问题。信任缺失始终是互联网的“先天缺陷”。早先，我们通过一系列协议、行为准则与安全层建立起互联网的信任机制。但随着社交网络和其他业务的出现，它们也可以自行向用户施加自己的信任协议。
从许多方面来说，这一切归根结底都只是“如何与陌生人建立信任关系”的问题。互联网存在的问题不在少数，但信任危机是Web 3希望解决的首要问题。
应当指出的是，Web 3.0和Web 3是两码事。万维网的发明者蒂姆·伯纳斯·李将Web 3定义为语义网（Semantic Web），即互联网数据是机器可读的结构化数据。认证和合规服务提供商（Schellman and Co.）的高级经理雅各布·安萨里（Jacob Ansari）表示，从概念上讲，Web 3的核心特征在于去中心化，其涵盖了区块链、加密货币、非同质化通证（non-fungible token, NFT）等技术。Web 3这一术语由以太坊联合创始人、波卡链（Polkadot）创造者加文·伍德（Gavin Wood）提出，他将其定义为“基于区块链的去中心化在线生态系统”。本书所指Web 3的定义与加文的定义一致，这一定义对理解元宇宙具有重要意义。
拜占庭将军问题
我们不妨设想这样一个场景：有一支由多个将军带领的军队，承担了保护要塞的责任。摆在这些将军面前的选择有两个：要么进攻，要么撤退。但将军们各持己见，有人倾向于前者，有人倾向于后者。如果不形成战略共识，他们就极有可能失败，战争也无法取得胜利。因此，将军们需要就两种选项进行投票，并积极执行选定的方案。
这个问题之所以棘手，是因为部分别有用心的将军可能会投出虚假选票。但更棘手的是，将军们的投票均由信使送达，而这个过程会存在选票被拦截、内容被篡改的风险。这个类比例子恰恰反映了陌生人之间的信任问题。在缺乏信任的情况下，互不了解的各方如何有效协作？
为了避免各系统组件之间出现分歧，拜占庭容错机制应运而生。在这一机制下，任何未能成功传递消息的系统组件都无法获得投票权。在经过多次的失败尝试后，系统组件可以使用默认值。就前述列举的比喻情况而言，任何不干实事的将军都无法获得投票权，换言之，只有成功传递信息的将军才有投票权。
在计算机领域，一台台电脑就宛如一个个将军，而将军们要传达的消息就相当于系统之间的通信。就电子设备而言，这种解决方案可以排除那些出现问题或无法运行的组件。它支持多个CPU操作，即使部分CPU出现“变节叛变”的情况也不会影响运行。
同样地，人与人之间也可以运用这种解决方案。如此一来，陌生人之间因为缺乏信任而无法协作的问题便迎刃而解。每个躬身入局的人都必须投出可靠的一票，反之，任何玩忽职守的人都将会失去投票权。
Web 3创建了一个去中心化的系统，参与者可以在公平参与的基础上拥有可靠的投票权。换句话说，只有参与者对系统尽职尽忠，他们才会获得投票权。
哈希现金（Hashcash）
哈希现金是一种用于过滤垃圾电子邮件和拒绝服务攻击的工作量证明（proof-of-work）系统；当下，它也是挖矿算法中的重要部分。在这个机制下，电子邮件的发送者或区块链网络中的参与者需要付出一定的计算资源，以证明他们的合法性。以电子邮件为例，每条消息都必须包含一个哈希戳记，以证明发件人付出了计算戳记的代价（即CPU资源），从而表明正在发送的是合法（非垃圾）信息。其背后的原理是，垃圾邮件发送者常常不费吹灰之力就可以发送出成千上万封邮件，但如果每封邮件都必须创建一个哈希戳记，那么每封邮件请求的计算累加将是昂贵的，而制造垃圾邮件的成本也会水涨船高。因此，从理论上看，高昂的成本可以让垃圾邮件发送者望而却步。
Web 3延伸了哈希现金的概念，要求网络运营人员[20]投入资金、设备或工作量证明，从而成为Web 3实现去中心化的强有力途径。
Web 3是指基于区块链（相关研究详见后文）和通证经济学的去中心化互联网。它与Web 1.0和Web 2.0都不一样，了解清楚这一点很重要。Web 3并不依赖中心化平台以及受监管的金融服务；相反，它是去中心化的，在这种生态系统下，用户的个人数据和资产将完全回归个人。
Web 3的设计
Web 3的设计具有以下特点：去中心化、区块链、去中心化金融（decentralized finance, DeFi）、去中心化应用程序（decentralized application, DApp）、智能合约、去中心化自治组织（decentralized autonomous organizations, DAO）和NFT。根据蒂姆·伯纳斯·李提出的初始理念，有部分特点我们或许已经能够理解一二。值得注意的是，Web 3建立在Web 1.0和Web 2.0的基础上，这三者都可以同时存在于万维网。
这些特点都是Web 3的建构模块，有助于实现元宇宙，因此本书将对这些特点进行详细讨论。以下我们将逐一分解进行介绍。
去中心化
在Web 3中，数据可以存储在由数百、数千甚至数百万个计算系统（即智能手机、台式机等）组成的分布式网络中。这个网络的一个主要优势是冗余性[21]，因此即使一台或多台计算机发生故障或遭受攻击，数据也可以从其他计算机中恢复。
去中心化是Web 3的核心特征之一，这与Web 2.0/1.0截然相反。在Web 2.0/1.0中，数据常常存储在单个固定位置或服务器上，并基于其TCP/IP地址（和域名）进行定位；而在Web 3中，数据都是通过分布式系统在多个位置存储和处理的。
区块链
加密数字货币构成了Web 3金融交易的基础。这些货币建立在区块链之上，在去中心化的网络中进行交易。加密数字货币是自给自足的实体，不依赖于任何中央机构或银行，也不受政府或其他机构的干扰。在本书撰写之时，加密数字货币的市值估计为2万亿美元。
区块链是一种维护去中心化和安全交易记录的方法，能够确保其所包含信息的真实性和安全性。区块链会将数据收集到“组”里，也就是我们常说的“区块”。当这些区块填满数据时，新的区块就会开始创建。成堆的区块堆叠在一起，然后和链条一样互相链接，因此产生了“区块链”一词。所有区块都按照时间顺序链接，每个区块的数据都无法被篡改，形成了一条“永久链”。
区块链技术可以用于许多不同类型的数据和信息。它可以用于保存许多类型的数据，包括医疗记录、家谱和合同等。由于区块链技术的灵活性和去中心化特点，它被认为是Web 3和元宇宙的基础架构。
例如，区块链技术可以用来存储个人的医疗记录。当一个孩子出生时，可以创建一个关于该孩子的区块链，并在其中记录每次体检情况、化验情况、疫苗接种情况、处方药信息以及身体状况。这些记录将随着孩子的成长不断累积。利用区块链技术，孩子的医疗记录是无法被篡改的，非常安全，并且完全由本人拥有所有权。孩子可以授权他人访问其医疗区块链的任何部分，或者整个区块链，并且可以随时撤销这些授权或设置时间限制。此外，患者还可以指定由特定的医疗专业人员添加特定类型的信息，例如，只有眼科医生才可以添加有关眼睛的信息。
区块链技术是元宇宙的重要支柱之一，因为它能够确保信息得到安全、可靠的存储，并授予所有者设置安全限制和规则的能力，以决定数据如何被使用和访问。
去中心化金融
去中心化金融是一种数字基础设施，旨在消除对中央机构监管金融的依赖。它利用区块链技术，在核心层面上消除了任何单一实体控制交易分类账的需求。
去中心化应用程序
去中心化应用程序是一种基于区块链的应用程序，可在智能手机、笔记本电脑和其他计算机上运行。它们使用区块链来存储数据并保护用户隐私。应用程序的创建者无法干预用户使用应用程序的方式。去中心化应用程序是使用智能合约构建的应用程序，这将在下一节进行更详细的解释。创建去中心化应用程序并不困难，这也是以太坊等区块链平台的主要目标之一。以太坊是一个开源、去中心化的区块链平台，开发人员可以通过它构建和部署基于区块链技术的应用程序。所以，以太坊是这些去中心化应用程序的主机平台。
简明扼要地说，去中心化应用程序是指运行在去中心化网络上的应用程序，其后端代码运行在分散式网络上，而不是像“传统”应用程序一样运行在中央服务器上。去中心化应用程序具有以下特点：
·去中心化。它们没有中央控制式服务器，而是在去中心化的公共平台上运行。
·它们可以执行任何逻辑，只要它们可以获取必要的资源。
·独立性。它们在虚拟环境中运行，以防止应用程序代码中的错误影响其他任何东西。
·确定性。它们在任何环境下都可以保持一致。
去中心化应用程序具备以下优点：
·没有中央服务器，因此不受离线或宕机的影响。
·基于智能合约构建，数据被视为私有。
·基于区块链技术构建，数据无法被篡改。
·不依赖于中央权威。
·抗审查，可以在不受任何政府或其他机构干扰的情况下运行。
·可以无限扩展。
·具有容错性。
智能合约
智能合约是一种基于区块链技术的程序，旨在自动记录和执行合同规定。例如，一位作者可以使用区块链技术来创建智能合约，以管理自己的版权和版税。该智能合约的规则可以是，每售出一本电子书时自动向作者支付一笔版税，并在售出一定数量的图书后增加版税金额。此外，智能合约还可以设定版权条款，以限制他人对书籍内容的使用，并规定他人如何使用基于该图书创作的电影剧本等权利。这些工作都可由智能合约的代码自动完成。
以太坊创始人维塔利克·布特林（Vitalik Buterin）在他的博客文章《去中心化自治组织（DAO）、去中心化自治公司（DAC）、去中心化自治（DA）及其他：不完整术语指南》（DAOs, DACs, DAs and More：An Incomplete Terminology Guide）中谈到了智能合约：
智能合约可以基于预设条件自动执行协议，因此不需要中介来实施或签订合约。智能合约可以在满足预设条件时自动执行相应的工作流程。
在区块链中，智能合约由一系列“条件语句（if/then）”组成，用于自动执行各种操作，例如出售汽车、购买门票、转移资金等。智能合约一旦部署在区块链上，就成为不可更改的记录。只有获得许可的人才能查看合约的执行结果。
如有需要，智能合约可以包括多个“条件语句”条款，用于定义协议的规则（即条款）。除了规则条款之外，智能合约还必须指定任何异常条件，并建立争议解决的框架。
现代Web界面使得创建智能合约变得越来越容易。智能合约具有快速、高效、准确的特点。此外，智能合约的操作是公开可见的，所有相关各方都可以查看和理解所有条款和执行结果。智能合约在执行过程中不需要中介人——不需要律师、法官或任何其他人的介入来解释或执行。虽然智能合约目前还没有被法院普遍承认，但是随着区块链技术的发展和广泛应用，这种情况可能会改变。
因为智能合约受到加密保护，并嵌于拥有固有安全特能的区块链之中，因而它们的安全性毋庸置疑。一旦智能合约启动执行，即不再容许任何修改。
去中心化自治组织
去中心化自治组织是一种基于去中心化应用程序技术的新型组织形态，通过加权投票系统实现无须等级制度的民主决策。成员可以通过购买通证来获取投票权；谁的通证多，谁的投票权就越多。通证的数量可以反映成员对组织的投入程度，因此，那些在组织投入了更多时间、精力或资金的人将拥有更多的发言权。
去中心化自治组织允许人类成员和数字实体共同运作。它们可以制定治理协议，包括决策流程、资产共有、参与经济以及组成团体等。涉及人员或实体相互交流的情况，都可以通过去中心化自治组织制定的规则进行管理。
在去中心化自治组织中，决策是自下而上完成的，也就是说，组织成员（即社区）可以根据区块链制定和实施的协议进行治理。组织成员可以根据其对DAO的投入程度获得相应的投票权，并据此影响去中心化自治组织的治理和发展方向。去中心化自治组织具有以下特征：
·由成员共同管理，而不是由一个中央实体管理。
·拥有内置资金池，未经组织成员批准，任何人都无权使用资金。
·没有设置层级结构。
·由组织成员共同拥有。
·完全自治。
·公开透明。
·基于开源区块链。
去中心化自治组织消除了信任问题；由于智能合约确保了组织成员间的互动遵循的是公开透明且完全可见的规则和过程，所以他们不再需要建立信任基础。
在去中心化自治组织中，通证持有人被视为利益相关者。他们可以投票使用资金池的资金以及修改规则。
NFT
NFT是不可互换的。每一个NFT都是独一无二的；因此，即使两个NFT在外观上非常相似，它们仍然被视为完全不同的资产，不能互相交换或替换。每个通证都具有独特的标识符和所有权信息。NFT常被比喻成护照——虽然护照的外观看起来相似，但每个护照都具有独特的标识符和元数据，记录了持有人的身份和旅行历史。NFT可以进行扩展或组合，也就是说，将多个NFT进行属性叠加，两个NFT可以合并成一个新的NFT。
NFT作为一种加密数字资产，可以代表现实世界中的任何物品或资产，所以它们在Web 3和元宇宙中具有重要的地位。正因如此，NFT在数字世界中常常被识别、使用、交易、出售、持有并象征化。本书将对NFT进行更深入的讨论。
每一个NFT都是独一无二的，无法被任何其他东西所取代。例如，我们可以用一张1美元的普通钞票兑换成另一张1美元的普通钞票，因为它们的价值是相同的。但是，我们无法用一个独一无二的古董花瓶去交换另外一个古董花瓶，因为它们具有不同的特征和价值，无法进行互换。
NFT是数字资产的一种形式，可以代表艺术、音乐、视频、书籍等数字内容或物品。所有者与NFT联系在一起，这让数字资产在数字世界中也能拥有所有权概念。因此，NFT在元宇宙中发挥了重要作用，它们创造了物品的所有权和价值。
假设某支乐队在互联网上发布了自己创作的音乐作品，那么听众很有可能会进行下载和复制。在过去，音乐制作人和音乐公司可能会依靠分布式权限管理（distributed rights management, DRM）或其他数字版权技术，添加加密和所有权管理。但是，这些技术可能会被绕过和破解。甚至市面上一些应用程序可以完全将分布式权限管理删除。
如今，通过将音乐作品与NFT关联起来并授予所有权——实际上，NFT只能有一个所有者（但是所有权可以转移）——艺术家和内容所有者都可以从自己的创作中获得收益。他们可以直接地向公众出售他们的音乐作品（或任何他们想要出售的项目/内容），而无须依赖传统的商店或拍卖行。从很多方面来说，NFT可以简化内容创作者的入市流程。
NFT定义了资产的所有权，NFT的所有者可以决定如何使用这首音乐作品。NFT的编程还可以包括版税的概念，也就是说：当音乐作品被使用或查看时，NFT所有者可以获得版税收入；当音乐作品被交易时，所有者可以获得一定比例的收益。
我们不妨再详细了解下这个操作过程。假设一位艺术家想要转手卖掉自己的原创艺术品，她首先可以为这件艺术品创建一个NFT，然后在智能合约中设定购买价和版税金额，并指定如何分配版税收入。如果有人愿意购买这个NFT代表的艺术品，那么他们将支付艺术家设定的价格。如果这个NFT被商店或者下载网转售，那么艺术家可以获得销售收益的一部分。对于艺术家而言，所有支付都是自动进行的，并且支付方式已经被编码到这件艺术品所代表的NFT的设计中。
NFT是一种数字资产，由区块链技术支持。因为没有实体形式，所以它通常被认为是无形的；但是，它也可以与实体物品相关联，使其具有有形性。例如，NFT可以是以下任何一种物品：
·一首歌曲；
·一件艺术品；
·一张图像；
·一件收藏品；
·一首电话铃声；
·一个服饰图案；
·舞蹈编排；
·社交媒体上的帖子（哪怕是一篇文章）；
·电子游戏中的道具；
·一个电子游戏。