金融业元宇宙技术应用报告

金融业元宇宙技术应用报告 北京金融科技产业联盟 2023年8月 版权声明 本报告版权属于北京金融科技产业联盟，并受法律保护。转载、编摘或利用其它方式使用本报告文字、图表或观点的，应注明来源。违反上述声明者，将被追究相关法律责任。 编制委员会 编委会成员：潘润红陈钟编写组成员： 聂丽琴胡达川王硕郭锐鹏高伟姚冕盛沛吴鑫王润元郭贞吴磊陈鑫郭林海李旭佳须佳杰姜渊陈明王卉学术指导单位： 北京大学元宇宙技术研究所 参编单位： 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 前言 元宇宙“Metaverse”一词最早用于描述一个平行现实世界的网络世界，目前元宇宙概念还在不断演进，其定义还没有形成统一的共识。我们认为以下两个定义较好的阐释了元宇宙内涵。维基百科认为，元宇宙是一个聚焦于社交连结的3D虚拟世界，主要探讨一个线上三维虚拟环境，可以通过虚拟现实眼镜、增强现实眼镜、手机、个人电脑和电子游戏机等进入虚拟世界。清华大学新媒体研究中心认为，元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态，它基于扩展现实技术提供沉浸式体验，以及数字孪生技术生成现实世界的镜像，通过区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合，并且允许每个用户进行内容生产和编辑。国内互联网公司腾讯则从数实融合的角度，提出了全真互联的概念，指通过多种终端和形式，实现对真实世界全面感知、连接、交互的一系列技术集合与数实融合创新模式。元宇宙所蕴藏的技术创新活力和应用革新潜力，将深度影响金融产业未来生态，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转型工作，形成新的金融产业发展机遇。 本文部分内容为便于描述元宇宙应用场景，使读者更容易理 解虚实共生、数实融合的概念，以“物理世界”代表当前真实的物理环境，“虚拟世界”代表元宇宙场景中的数字环境。由于元宇宙技术和场景还处在不断演化和迭代创新过程中，所以本文内容仅代表在发布时点的情况。 目录 一、技术分析1 1.1技术原理1 1.2技术特点11 1.3技术挑战12 二、产业分析15 2.1产业概览15 2.2国际发展情况16 2.3国内发展情况19 三、金融应用案例27 3.1用户服务领域应用27 3.2服务环境建设应用29 3.3营销创新领域应用31 3.4其他34 四、应用实践分析35 4.1元宇宙应用价值35 4.2金融业应用方向37 4.3金融业发展路径39 4.4需要探索的方面40 五、后续工作建议42 5.1总体思路42 5.2主要原则42 5.3工作建议43 参考文献45 一、技术分析 1.1技术原理 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，以及数字人、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。 1.1.1技术体系概览 元宇宙技术体系可分为基础层、交互层和应用层三个层 面。 图1元宇宙技术体系概览 1.1.2基础层技术 1.1.2.1云计算 云计算（CloudComputing）是通过网络访问可扩展的、 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。 1.1.2.2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 分资源和服务下沉到边缘位置，丰富业务类型，优化服务处 理，为用户在元宇宙场景中带来高质量用户体验。 1.1.2.35G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。 1引自：GB/T31167—2014《信息安全技术云计算服务安全指南》。 2引自：GB/T41780.1—2022《物联网边缘计算第1部分：通用要求》。 1.1.2.4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反应的智能服务系统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。 1.1.2.5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。大数据技术在元宇宙场景中，主要处理因人、场、物广泛连接，人人、人物、物物之间实时交互等产生的海量数据。 1.1.2.6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、共识机制等。 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 3引自：GT/T33745—2017《物联网术语》。 4引自：GB/T35295—2017《信息技术大数据术语》。 5引自：JR/T0193-2020《区块链技术金融应用评估规则》。 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。 1.1.2.7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 6引自：JR/T0184-2020《金融分布式账本技术安全规范》。 7引自：JR/T0193—2020《区块链技术金融应用评估规则》。 8引自：GB/T41867—2022《信息技术人工智能术语》。 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技术。 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技术。 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，系统将相关的反馈、策略等以语音形式表达出来，相当于机器的“嘴巴”。 1.1.2.8数字身份 用户身份识别、认证及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双方进行交互的信任基础。 中心化数字身份（CentralizedDigitalIdentity）是指用户 9引自：GB/T41813.1-2022《信息技术智能语音交互测试方法第1部分：语音识别》。 10引自：GB/T41867-2022《信息技术人工智能术语》。 11引自：GB/T21024-2007《中文语音合成系统通用技术规范》。 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，可以有效保护用户的身份信息。 1.1.2.9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。 1.1.3交互层技术 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。 1.1.3.1音视频 传统的语音聊天、视频通话及实时互动等交互方式已不 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处理延时。 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