2022年区块链技术在元宇宙中的应用研究系列报告（二）：共识机制

区块链技术在元宇宙中的应用系列 研究报告|2022/02 2021年10月，美国科技巨头Facebook宣布将更 共识机制种类众多 名为Meta，未来将重点布局元宇宙业务。此后 元宇宙概念吸引了众多科技公司、投资机构、科技爱好者、普通民众的关注，与元宇宙相关的各类资产也受到市场的热捧 自2009年比特币使用的PoW开始，区块 链的共识机制逐步进化。当前使用PoW的以太坊计划未来使用更节能环保的PoS而DPoS与PBFT等进阶共识机制将成为区 块链共识机制的发展方向 基于共识机制的区块链技术未来将为元宇宙行业提供底层技术支撑，共识机制也逐步由最初的 共识机制助力元宇宙普及 PoW进化出PoS、DPoS、PBFT等新式算法。未 以共识机制为核心算法的区块链技术包含 来元宇宙各细分业态对共识机制驱动的区块链技术有广泛的需求，更先进的共识机制也将助力区块链技术构建完善的元宇宙产业链。同时共识机制与区块链的去中心化属性将链接全球的元宇宙用户，并赋予元宇宙去中心化与无国界化的特性未来在区块链与共识机制快速发展与革新的大环境下，共识机制在元宇宙中的应用前景良好，或将产生大投资机会。此外“共识机制+区块链+元宇宙”模式也存在一定的发展局限，这类局限包括数据与资产安全、政策监管与限制等 DeFi、NFT、智能合约、DAO、分布式储 存等，区块链技术为元宇宙提供数字经济体系、去中心化治理体系、数据与系统安全等方面的支撑 元宇宙产业链基于共识机制 预测未来底层平台、云服务平台、各类元宇宙细分业态、元宇宙用户将在区块链技术与共识机制算法的共同支持下，逐步构筑完整的元宇宙产业链 元宇宙提供发展新平台 区块链应用市场的发展将加速区块链技术与共识机制算法的升级与普及，元宇宙这一新兴赛道将为共识机制与区块链提供广周的发展空间 PoW：（ProofofWork）工作量证明，指的是对于工作量的证明，其是比特币构建的基础。 （ProofofStake）权益证明，PoS机制下用户通过持有代币的数量与时长决定获得记账的概 PoS: 率。 dBFT：改进式拜占庭容错指在PBFT（实用拜占庭容错算法）基础上的进阶式共识机制算法 DPoS：股份授权证明DPoS基于PoS的进阶算法通过全体节点投票选举节点代表由代表投票 进行验证与记账。 51%算力攻击：利用占全网算力51%的算力优势来算改区块链上的记录，其达到牟利的自的。 GPU：GraphicsProcessingUnit，图形处理器，指个人电脑、服务器、智能手机等设备中负责图像 信息运算处理工作的元件。 DeFi：DecentralizedFinance，去中心化金融，泛指运用区块链技术的各类金融服务。 GameFi：Game+DeFi.指结合元宇宙游戏、DeFi、NFT的游戏化金融业态。 共识机制概念界定 作为区块链技术最核心的算法，共识机制具有去中心化、安全性高、扩展性高、交易快速验证等优点，未来共识机制的升级将推动区块链技术的革新 共识机制概念定义 共识机制（ConsensusMechanism）通过投票机制让多个参与者同意一个结果， 其作为区块链技术的核心算法，共识机制决定区块由谁来构建与如何维护区块链的统一性。在区块链去中心化的环境中，需依托共识机制来判断交易的真实性，并将交易录入区块链中 共识机制 共识机制的特征 共识机制常见类别 共识机制的优点 Neo Neo（小蚊）平台采用的共识机制为dBFT（改进式拜占庭容错），dBFT算法利用多个共识节点的协商达成共识，具有可用性与最终性 neo （2014年） EOS EOS平台使用的共识机制为DPoS（股份授权证明），该共识机制通过全体节点投票选举节点代表，由代表投票进行验证与记账 Meos （2017年） 来源 头的研究院 共识机制类别对比 区块链生态圈已由最早的PoW共识机制逐步进化出多种新式共 识机制，未来PoS、DPoS、PBFT或成为区块链共识机制的发展 方向 衍生币 共识机制流程图解 作为最常见的共识机制，PoW通过对比区块哈希值与目标值决定是否创建新区块，PoS则通过对比币龄与“哈希值/目标值决定是否创建新区块 PoW（工作量证明）构建区块链流程 调整随机数值 根哈希值 时间戳 创建新区块 是 创建新区块 是 头豹eww.leadleo.com 共识机制在元宇宙中的应用 综合概述 基于共识机制的区块链技术将助力元宇宙成为人们日常生活中不可或缺的一份子 以共识机制为底层的区块链技术赋能元宇宙 DeFi: 元宇宙 去中心化金融将构建元宇宙中的核心数字经济体系，成为链接用户与各元宇宙业态的桥梁 去中心化金融 智能合约将为元宇宙中的数字资产的创造、验证、定价、交易提供底层支持 智能合约 共识机制 NFT: 作为各类数字化资产的加密货币通行证，非同质化代币为元 非同质化代币 GOO 区块链技术 DAO: DAO有助于元宇宙应拟世界中的公平规则的构建，通过公平规则的建立达到减少风险、社区治理等目的 去中心化自治组织 分布式储存能有效提升元宇宙中数据的可靠性、准确性、存储效率、可拓展性 分布式储存 以共识机制为基础的区块链技术将赋能元宇宙的发展 以共识机制为核心算法的区块链技术包含DeFi、NFT、智能合约、DAO、 分布式储存等，区块链技术为元宇宙提供数字经济体系、去中心化治理体系、数据与系统安全等方面的支撑区块链技术在元宇宙市场中有巨大的应用空间，基于共识机制的区块链技术将助力元宇宙从概念蜕变为未来人们日常生活中不可或缺的一份子 头豹eww.leadleo.com 共识机制在元宇审中的应用 潜在需求 元宇宙游戏、元宇宙办公、元宇宙教育、元宇宙社交等细分业态未来对共识机制驱动的区块链技术有广泛的需求 元宇宙各业态中的潜在需求 GameFi 分布式储存 装备与道具交易 数据加密 去中心化交易所 数据传输 元宇宙游戏 元宇宙办公 信用体系 薪酬支付 区块链钱包 数据库上链 身份信息安全 信息上链 数据传输 信息验证 身份信息安全 区块链钱包 元宇宙教育 元宇宙社交 信息资源共享 防诈骗与勒素 知识产权保护 个人信息去中心化 未来元宇宙各细分业态对共识机制驱动的区块链技术有广泛的需求 现阶段元宇宙市场中元宇宙游戏业态发展迅猛，元宇宙游戏中的数字经济体系依赖区块链技术，GameFi、去中心化交易所、区块链钱包等将驱动元 宇宙游戏的发展。元宇宙办公业态将依托区块链技术达成分布式储存、数据加密、数据库上链等目标，而这类区块链技术的运用均需要共识机制作底层支撑。此外预测元宇宙教育与元宇宙社交未来将逐步运用区块链技术，区块链技术的运用将推进元宇宙细分业态的普及 共识机制在元宇审中的应用 底层平台、云服务平台、各类元宇审细分业态、元宇宙审用户未来将在区块链技术与共识机制算法的支持下，共同构筑完整的 元宇宙产业链 共识机制驱动区块链技术构建元宇宙产业链 点击前往查看 点击前往查 作为区块链底层算法的共识机制将助力构建元宇宙产业链 随着元宇宙的发展，未来该行业将超越当前火热的元宇宙游戏的范畴，衍生出元宇宙娱乐、元宇宙社交、元宇宙医疗等细分业态。公有链与许可链平台将为元宇宙产业链提供底层平台的而微软的Azure云服务、阿里云、 腾讯云等将提供云服务平台。作为区块链的底层算法，共识机制未来也将进一步升级，从而助力区块链技术构建完善的元宇宙产业链 头豹ewww.leadleo.com 共识机制在元宇审中的应用 发展前景（1/2) 区块链应用市场的高速发展将促进区块链与共识机制在元宇审市场中的应用，元宇宙这一新兴赛道将为区块链与共识机制提供广阔的发展空间 全球区块链应用市场规模，2018-2023E单位：【亿美元] 90% 80% 70% 60% 50%40% 30% 20%10% 0% 90% 80% 70% 60%50% 40% 30% 20% n 10% 0% 2019 2020 2021 2022E 2023E 2024E 市场规模 增长率 全球范围内区块链应用市场的稳步发展将推动区块链技术与共识机制算法在元宇宙市场中的应用 自2018以来，全球区块链应用市场发展迅猛，其年增长率保持在50%以上预测2022年全球区块链应用市场规模将突破100亿美元大关。中国区块链应用市场规模也同步高速增长，预计2022年将突破10亿美元大关。区块链 应用市场的发展将加速区块链技术与共识机制算法的升级与普及，元宇宙这一新兴赛道将为区块链与共识机制提供广阔的发展空间 共识机制在元宇审中的应用 发展前景（2/2) 在共识机制的底层支撑下元宇审产业链将更加完善，共识机制的去中心化属性将链接全球的元宇审用户，并赋予元宇审去中心化与无国界化的特性 共识机制与区块链在元宇宙中应用的发展趋势 当前共识机制算法已由最初的PoW发展为PoS、DPoS、PBFT等更进阶的算法，各 类新式进阶算法拥有低能耗、处理数据能力提高、交易时间下降等优点。公有链平 共识机制算法升级 台以太坊计划将共识机制由PoW转化为Casper（一种进阶版的Pos算法）。未来更 先进的共识机制算法将通过区块链技术运用到元宇宙中 在共识机制与区块链技术的底层支撑下，未来中长期元宇宙各细分业态、元宇宙用户群体、云计算与服务平台、万物互联技术、5G与6G通信供应商、人工智能技术、 完善元宇宙产业链 VR与AR交互技术等将形成一条完整的宇宙产业链 共识机制与区块链技术去中心化的属性将赋予元宇宙去中心化与无国界化的特性，未来元宇宙世界中国与国的界限将更加模糊。与传统金融交易需金融机构做媒介不同，元宇宙用户间的交易可通过DeF直接点对点交易，同时可极大减少传统跨境交 去中心化跨越国界 易面临的繁流程 未来更进阶的共识机制算法有助于提升元宇宙中的数据安全性，较高程度避免遭受 提升元宇宙安全性 传统的网络攻击（例如51%算力攻击"）。区块链技术匿名性与可验证性的特点将 支撑元宇宙中的数据与信息安全，保障元宇宙用户的虚拟资产与身份 随着升级版的共识机制算法与区块链技术的普及元宇宙中的数据处理与安全性将大幅提升 目前共识机制算法更新速度加快，以太坊已计划由PoW转化为更为先进的Casper共识机制，预测未来共识机制的升级将促进元宇宙中区块链技术的 革新。在共识机制的底层支撑下，无宇宙各细分业态、元宇宙用户群体、以区块链为代表的各项技术将共同构建完整的元宇宙生态圈。而共识机制与区块链技术的去中心化属性将链接全球不同地区的元宇宙用户，让国界与时区不再成为制约用户交流与交易的限制因素 头豹ewww.leadleo.com 共识机制在元宇审中的应用 现阶段共识机制与区块链在元宇审中的应用以支持性相关政策为主，而涉及金融与货币相关的区块链技术或将受到较为严格的政策性限制 共识机制与区块链在元宇宙中的应用以支持性相关政策为主 自前中国的政策环境鼓励发展区块链技术与区块链产业构建，这类支持性 政策包括促进区块链与人工智能融合，区块链多领域的应用，区块链基础设施建设，布局区块链即服务（Baas）等 共识机制与区块链在元宇宙中的应用面临部分政策限制 中国的政策环境限制虚拟货币交易炒作，并力求维护金融体系稳定。目前中国已出台限制虚拟货币兑换、买卖、交易中介等服务的政策，并限制以虚拟货币与区块链的名义非法集资。未来与金融与货币相关的区块链技术的应用或受到较为严格的政策限制 共识机制在元宇宙中的应用的相关政策一览 政策要点 政策名称 颁布日期颁布主体 政策性质 该《白皮书》总结国内外区块链发展现状与应用场景，介 《中国区块链技术和应用发展白皮书 工业和信总化部绍中国区块链技支术发展路线图