元宇宙 • 数学 • NFT

1 元宇宙与“盲人摸象”

22世纪,数字人世界流传着一个寓言:

有五个20世纪出生的自然人,不知道元宇宙是什么样子,他们决定去探索元宇宙。

第一个人叫尼尔,一| h 8 ) r } / j头碰上了开源框架,他说:“元宇宙就G k b是一起写科幻故事”。

第二个人叫小扎,发现不用到办公室就可以骂员工,他说:“元宇宙就是VR虚拟办公”。

第三个人叫小黄Z 6 K V : R,这个极客一眼就看到机器,很开心:“元宇宙就是GPU\CPU硬件组合{ ` N。”

^ 4 N 1 l | 7四个人叫大卫O ) b Y ( z 1,看到很多人在里面将劳动当娱乐,太兴奋:“元宇宙就是一个大游戏。”

第五a B s E z @ `个人叫小V,他是个程序员,f U .非常冷静地说:“元宇宙就是区块链。”

元宇宙有点盲人摸B _ i b H G 8 o 1象的味道:每个人都有自己的视角,或者说,每个人都只想要自己心中的元宇宙。这也不能全怪21世纪的自然人,元宇宙因为融合了虚拟现Z r * ] 1 H –实、5G、web3.0、AI、云算力、大数据、区块链等太多技术,身在局中的自然人,自然就有点眼花缭乱。它又是走在前沿的显学,必然引发数学、加密学、信息学、生R p ;命科学(脑机接口)、区块链、量子计算等学科的交叉互动,让人有点模a P A ? B Z糊不清就非常正常。

那如果一定要从这五个人里面选一个人,说他摸到的象最准确,你会选谁呢?

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2 区块J _ 5链是“创世补天石”吗?

2021年之前,有关于元宇宙创世的技术早有\ g 4准备。最具显性特征的VR/0 Z } k + TAR技术,早在2016年! L o Y 8 2就风生水起。可为什么,那时完全没有人想到“元宇宙”?其中一个重要原因,就是缺乏一个“磁性晶体”,将其它技术结合起来。今天元宇宙大热,是因为部分先行者认为自己发现了元宇宙的补天石——区块链,它可以将所有技术连接起来。

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从这个角度来说,: O @ $ y u ) E第五个叫小V的小伙子,对元宇宙的认知最清晰。那区块链真的是元宇宙的补天石吗?补天石是什么?远古时代,天塌地陷,世M H F h s w X \ 5界陷入巨大灾难。女娲不忍生灵受灾,于是炼五色之石补天空,折神鳖之足撑四极,平洪水杀猛兽,通阴阳除逆气,@ J : ^ 0 6 h ;万灵始得以安居。有了补天石,零碎破损的天地万物才得以和谐统一。

区块链技术给元宇7 S a y z宙带来什么呢?最直接带来以下三点:

❶独一y + z无二j 1 F的数字身份;

❷去中心化的分布式经济% 7 ; f l体系;

❸个人数据完全属于自己。

这三点带来的结果,是数字世界的4 Z ] Y P * b信任感。

3 数字世界的“生产关系”

数字世界的信任感是什么呢?它本质上是一种健康的y # O U b生产关系。理解这一点前,r _ e e D k = n我们先说一下“元宇宙”的数字T \ % a /世界的三个层次。

第一个e \ x 6 n层次:数字孪生。

“数字孪生”大家讨论的比4 s : Q q 5较多了,它是现实世界、物理世界的数字化映射。

第二个层次:数字原生。

这是元宇宙最核S l Q ! } N心的东西,它是数字世8 ; C ` Q界里原生出来的东西,和现实世界没有对应关系,数字原生才是真正的元宇宙。

第三个层次:虚实相生。

当数字原生的东西足够大、足够强盛,必然会反过来影响现实世界,并且与现实世界相互融合。

这三层数字世界未来都非常复杂,每一层都有极其繁琐的各种关系。这三层世界里面涉及到现实世界的大数据,虚A j \拟人类的劳动量,暗网世: R 1 /界的财富管理,貌似就是一个游戏场景,但理解起来并不容易。它们有什么样的元宇宙B 8 i社会学、经济学、政治学,不得而知。但我们可以借助马M | \ l I克思的《雇佣劳动与资本》理论,进行类比划分:

❶生产力(5G、web3.0、AI、云算力)

❷生产资料(自然数据,人类数据,物联数据,数字原生数据)

❸生产关系(区块链/ @ A j G C # j

区块链就是将生产力和生产资料组合起来的技术,只有将这两者组合起来,元宇宙才有可能向前快速发展,这与现实世界没什么区别。在这三者互动的过程中,有一个物体非常重要,它统一的名字叫NFT。在数字o ] c ,世界,万物皆可NFT。

4NFT与数字原生A | c ` Q B d

NFT全称non-fungible Token,中文名非同质化通证。NFT非同质化代币最大的特点就是其不可分割,而且独一无二。就像世界上没有两片完全一样的树叶,NFT属性表现也是如此。并且,NFT这种特性是由其代币合约在链2 O * B 1 @ ^ |上保证的,如果该NFT资产发A * 6 v D z * w 1行在以太坊上,只要以i E m 0 N O g 8太坊网络是安全的,那么你的NFT资产的属性就是确定的,无法篡改和抹除。

它带来一个很大的特点就是:稀缺性。稀缺性,就是解开这些定价和交易行为之谜的一把钥匙。由于原子和比特注U 1 S定属于两个世界,现在的NFT市场存在一个天然的矛盾:大部分的NFT产品,它在物理上是独一无二的,同时又想进入比特世界,而这两个共生的世界一旦纠缠起来是相当麻烦的。

从最底层的逻辑来讲,所有原子产品都不是真正意义上的NFT,它有着天然不可更改的缺陷。所以,即使9 4 B h g你烧掉了原来的画作,你用相机拍下来的i = t a G T z k照片仍然只是一种数字模拟信号,它并非原生性的数字作品。

这是什么意思呢,就是你直接在数字化的空间里进行创作,艺术品一出生就是比特,压根儿就不需要考z 9 , U虑原子问题。对这种数f M m ] j字化原生的艺术品来说,绑定NFT、证明稀缺性乃至独一无b ) h O W m + *二性,反而天经地义。

Loot这个数字原生产品为例,每个Loot代表一个装备包,共有8000个NFT Loot7 j 2 Z包。每个Loot都包含8个装备,& D ? Z各种组合的解释完全取决于社区。

每一个Loot天生就是原生的,它的基因就是不可更改的比特信号,如果未来的“元宇宙”中的各种应用愿意接受Loots B N ) B这个智能合约,那么即便进入到任m o k 9 \ z : @ f何一个元宇宙N ~ = ;的产G | y M K M { 7品之中,最终都可以形成一个自己的、超出任何产品的世界。NFT将会成为所有权数字化标志方式,从此以后,数字世界,万物生长。为什么大家相信NFTw 0 D ) $ h M,因为它由智能合约生成,具有数学合法性。

5 智能合约与NFT生成

代码即法律,数字世界不需要警察。智能合约从一开始,就是奔着超越普通的法律纸质合约去的。数字化、智能化y t # % 5 = E的代码直接嵌入到软件之中,这是一种执行力非常强的虚拟合约。

从本质上而言,智能合约是一种直接控制数字资产的电脑程序。它通过在区块链上写入类A N ~ Vif-then语句的程序,使得当预先编好的条件被触发时,程序自动触发支付及执行合约中的其它条款,也就是说,它是储存在区块链上的一段代码,由区块链交易触发。

如下图所示,就是一个简单的例子:

这样一个if-then语句,意思就是,你我约定,如_ q j j [ J果事件X发生,则合约给你发送1000美元;否~ c a t则,给我发送1000美元。这就是最简单的合约。以以太坊公链的ERC721为范本“bboyHan”极简化的梳理了NFT制作方法。ERC721定义了以太坊生态中不可分割的、具有唯一性t O R V ) \ ? F的token交互、流通规范:

❶在该合约@ W q = / ? Q +设定范围6 . $内,具有唯一的token_id;

❷token_id只能K 7 . Q被一个owner(^ 9 a 2i.e. eth address) 所拥有;

❸一个owner可拥有多个NFTs,它的balancez g o ! % ; 8 G T只记数量。有另外存储列表记录token_id – owner_addr对应关系中;

❹NFT有approve,trans` g z E & # ofer,t\ ^ \ u { b GakeOwnerShip等接口方法适于流通的功能。即= ` g N 4 s V &所属权转移。这些方法是在ERC721标准中定义的;

❺定义一个multiaddr型式的复合地址来索引该tok( J l Ken对应的元数据(名称、图片、各种信息)。o H ? X s通过tokenMetadata方法,获取这个multiaddr (形如url的字符串),来获[ C Y . g 8 * c取token元数据。

所有NFT的制作方法基本上相同,在逻辑上是严谨的它最后的交易过V H d N * ` A l u程也基本遵循:验证节点会把所g [ ` _ ? ` ( k有合约打包成一个合约集合(set),并算出这个合约集合的Hash值,最后将这个合约集合的Hash( K J值组装成一个区块结构,扩散到全网;其它验证节点收到这个区块结构后,会把里面包含的合约集合的HashA c h * n取出来,与自己保存的合约集合进行比较……

通过这些数学编程方法,NFT搭建了一套契约模式,给数? m m字作品所有权识别带来了极大便利和精准,远超现实世界的签名、盖章、印戳,难以篡改,这就是它为什么得到认可的原因。

6 元宇宙:数学>人性

智能合约与NFT,它的底层都与数学有( @ J 4 .关。基于区块链技术的元宇宙每一部分都透露着信任,就是因为它相信数学大于相信人性。元宇宙运行的底层基石是数学和加密学。

以元宇宙的“数字ID”为例,为什么这个数字ID就完全属于你,它真的是独一无二& R @ 9 v # 4 W %的吗?没有中心W i G u b A t %节点可以删掉你的账号吗?是的,因为你掌握着这个数字ID的私钥,这把私钥的背后,是数学在为你提供最安全的保护,私钥即一切。

为什么说私钥即一切?数学为元宇宙的“数字ID”到底提供了怎样的N 7 H安全保护?本质上来讲,数字ID的私钥和加密货币的私钥没什么区别,就以“私钥即一切”为例,来解释数据为什么IP r . – Y #D属于个人而非平台。

以比特币为例,从钱包加密这个流程, = @ – R来看它的安全性,中本聪的解决方案将同样在“元宇宙M $ o”的数字ID保护上被执行。比特币客户端的核心是私钥,拥有私钥就拥Q v N T n有私钥对应比特币的使用权限,所以,加密钱包的核心对象显而易见就是——私钥| F U。整0 \ : N个加密解剖如上图所示,而根据& [ ( s Y ; ,加密解剖图,我们把加密过程解剖如下% % $ Y . P k [

首先,程序生成32个字节随机数作为【主密钥】,然后根据外部输入的【Q q [ r密码】结合生成的【主密钥密文生成参数】一起对【主密钥】进行AES-256-CBC加] + @ : L 5 V密,加密结果为【主密钥密文】。

总结一下加密过程的输入i c U j = n v 2 ?、输出:

①输入:【密码】

②中间生成:【主密钥】、【主密钥密文生成参数】、【主密钥密文】、【私钥密文】

③最终保留:【主密钥密文生成参; & n Z数】、【主密钥密文】、【私钥密文】;

④内部输入:【私钥】

比特币使用椭圆曲线算法生成的公钥和私钥,选择的是secp256k1曲线。SHA-s | J O O V256十分强大,它可以持续数十年,除非存在着大量突破性的攻击。这是一套非常完备的数学{ c T _ [ t a z加密体系,从数学层面; a T | ! f k t保证D E 7 y S N b了它的独立性和安全性。

未来的元宇宙的数字ID将会有更方便更强大的机制,C { k但本质的问题不会改变,你的数字财富将完全x w – j D 8 0 G属于你自己,没有人可以剥夺。

私钥加密只是“元宇宙”的数学一角,在元宇宙的世界,处处都充满着数学的涉足与保护。

7 元宇宙:一个不需要猜忌的数学世界

从互联网过渡到元宇宙,其实是从一个“社会契约”过渡到“数学契约”的时代。丛林时代的人类生活在一个一个小部落、小集体中,这是一个血缘与熟人社会,他们面对陌生人的部落时N , j,彼此充满了敌意和恐惧,无法和陌生人建立信任关系,一切争议凭靠武力解决。人类只能A Q , :在部落内的熟人之间才能享受合作与和平的幸福。后来,有了社会契P j * u – { e S *约论,人类从丛林世界中走出来,逐步进入现代文k 9 x p E 3 s明。

什么是文明?就是能够和没有感情的陌生人互? [ X C ] P相之间遵守同一x u W u i i O D ?规则c y o p 6 $ f %,按照价格信号和契约达成利益的分配,而不必产生恐惧和敌意。

文明人碰到陌生人,自有一套规则互相H ` b 9 _ P避免伤害,另有一套规则实现分工合作,这些契约必须要通I h K – Y – 0过文字记录,这种契约精神必须使用语言和文字向外传播。如此一来,从15世纪大航海时代开始: x R n,人类借助文字、法律实现了全球化。

但人性总是有缺陷的,条文承诺不一定总会被执行。所以个人与个人之间,个人与组织之间有了无数争端。特别是国家之间发生违约,就容易导致战争。

元宇宙有了数学契约后就不一样了,你被数个1 v v w { \数学契约智能监督,在违约的瞬间就会被警报或禁止。

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元宇宙不只是一个体验世界,更是一个数学世界。数学打通了它的体验层和物理层,也是数学消解了人类在比特世界上的不信任。数学才是元宇宙能够运转的动力,而智能合9 n \ N * ) ~ g约则是元宇宙世Z 9 H –界治理体系的关键。不管有多, M L } \ h v c ?少人在嘲笑和反对,一旦数学上的合法性建立起来,元宇宙的世界就不可阻挡。

8 社会契约论→数学契约论

1y ? 48世纪先哲卢梭写下《社会契约论》后,丛林法则失去了它的逻辑基础,它为现代文明的发展设立了指导原则,引领整个人类现代文明的蓬勃发展。

21世纪的后半叶,“数学契约论”将渐渐超越、并最终取代“社会契约论”,这一切,将在元宇宙的世界m V k [里得到实践,这也是元宇宙到来最让人激动人心的原因之一。从社会契约} – G ~ 2 h论→数学契约论,正在发生。

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