总体架构

元宇宙生态系统涉及技术系统、内容系统、经济系统、协作系统、治理系统五个类别。其中，技术系统体现为“融合”特性，即体现技术集成、兼容、开源开放、互联互通、可连接等内容。内容系统体现“传播”特性，内容自身具有开放性、创造性、多样性、实时性等诸多性质。经济系统主要体现“交换”特性，要求元宇宙身份的唯一性，具备激励机制和权益权属保障等。协作系统体现“共识”特性，要求元宇宙具有实时多方协作、分布式、自组织、扩张性等。治理系统体现“规则”特性，即对版权保护、数字认证、数字内容、金融科技等方面需要进行监管，如图4所示。

元宇宙总体架构

技术系统

本体论中的形式化需要基于计算机科学建立逻辑框架，以呈现和运行元宇宙中的逻辑对象及相互关系。依据计算机领域常用的形式化分层方法，元宇宙可分为元网络、元系统、元服务、元场景和元空间五层，五层架构在运行逻辑上层层递进紧密联系，共同构成元宇宙的技术架构，如图所示。

元宇宙技术架构

（一）元网络

元网络是元宇宙运行的底座，它包含了通信、存储、计算、网络等支撑性技术，为元宇宙提供底层基础设施。其中5G等通信技术对大量数据进行快速传输，实现大带宽、低延迟；分布式数据存储技术确保海量数据的隐私性与安全性；基于多方安全的计算技术解决元宇宙的安全需求；网络技术构建了元宇宙虚实融合的治理体系。元网络通过先进的通讯网络技术以高流量密度和链接密度快速实现万物智连，使现实世界与虚拟世界达到完美交互。举例来说，在元宇宙中，游戏是第一大应用场景，低延时、沉浸渲染直接影响到用户体验。据Subspace统计，游戏延迟时间每增加（减少）10ms，用户的游戏时间就会减少（增加）6%，游戏延时过长会严重影响到游戏公司的客户增长数量。在元网络中先进通信技术和计算技术的应用可使游戏延迟小于10ms这一临界值，能够确保用户获得较高的游戏体验质量。

（二）元系统

元系统是实现元宇宙各项功能的技术基础。它以区块链为核心，集成大数据、云计算、人工智能、物联网、人机交互和信息安全等技术，为元服务提供系统级基础技术能力；区块链的可信技术是元宇宙的社会经济循环体系的基础，让数字虚拟世界可以实现大规模价值交换。大数据、云计算、人工智能、人机交互等技术为元宇宙中各项应用功能提供技术支撑，是实现元宇宙中功能多样性的关键环节。

元系统集成了实现元宇宙功能的大部分基础通用技术，区块链是其中最重要因素。元宇宙是一个去中心化的数字虚拟生态体系，其去中心化涵义是指元宇宙中数据存储去中心化、网络传输去中心化、计算去中心化。去中心化的底层技术为元系统的安全运行提供了保障，避免沦为中心化控制的工具，这对元宇宙的发展来说至关重要。而区块链正是以去中心化为特征的技术体系，分布式数据存储运算、P2P网络传输等特点能够与元系统的底层技术需求完美契合，成为构筑元宇宙的技术基石。

（三）元服务

元服务是实现元宇宙各项应用的应用开发技术集合。元服务包括身份认证、隐私计算、环境渲染、激励机制、内容运营、支付交易、资产管理、3D引擎和模拟仿真等技术，为元场景搭建、应用功能现实提供技术支撑。

元宇宙本身是一个庞大的数据集，其构成包含身份特征、社交关系、财产状况、工业生产、自然景观等等多种信息，元宇宙的运行会涉及到身份特征识别、财产隐私信息安全、环境渲染等多种问题，元服务为这些问题提供了解决方案。例如在元宇宙中最为常见的个人财产、生活隐私信息面临着被泄露盗窃或者滥用的风险，隐私计算技术在数据不可见状态下完成计算和分析，实现元宇宙数据安全使用。

（四）元场景

元场景是实现社会生产生活在数字虚拟世界的映射，元场景构筑了元宇宙丰富的生态多样性。元场景主要包括制造、娱乐、社交、金融、能源等方面在元宇宙中的应用，为社会生产生活提供具体应用支持。每个元场景可以形成次元宇宙，多个元场景可以组成元宇宙、多个元宇宙可以组成元宇宙系。

在元场景中，通过数字创作把物理世界的各种场景映射到数字虚拟世界中。与我们生产生活密切相关的场景如工业制造、文化旅游生活等都可以在元宇宙中形成元场景，模拟工业产品生产流程、各地建筑景物、日常生活起居场所等。利用区块链技术可以实现各个元场景间的可信数据互联互通、价值转移等功能，元场景的多样性构成了元宇宙丰富多彩的内容。

同时，由于不同的时空特征，每个元宇宙都有其各自与众不同的特点，不同元宇宙之间实现互联互通价值交换，形成一个较为完整的数字虚拟世界。

（五）元空间

元空间是现实场景数字化后的虚拟空间，在元空间中高度仿真的数字场景可以与真实场景进行信息交互，具备现实世界中人、物的大部分特征。元空间通过内容呈现、位置感知、人机互动、感官触达等技术来实现各种仿真功能。在元空间中，虚拟人要与周围环境进行互动，发生行走、躲藏、交谈等动作。我们通过用户终端设备获取场景地理信息，诸如终端设备在现实场景中的位置、姿态、周边环境信息等。在这一过程中，利用位置定位、姿态感知、建模、人工智能扫描、内容呈现、人机互动、感官触达等技术来处理多种数据信息需求，使元空间拥有可媲美真实空间特征的虚拟场景。

内容系统

基于底层技术逻辑和物理硬件设备支持，内容将逐渐成为元宇宙中的主体价值部分，助力吸引用户，成为支持元宇宙产业可持续发展的重要因素。内容创作有别于当前互联网内容创作，元宇宙内容创作将颠覆现有的专业化、中心化开发模式，取而代之的是开放性、多样性、可编程、持续性的内容创作模式，即UGC(用户生成内容）。创作者及用户通过平台展示自己的原创内容，借助现有技术手段及硬件设备，为其他创作者及用户提供具备一定特性的内容服务，再通过一系列认证确权方式，将原创内容转化为私有资产，攫取其经济价值，激励更多创作者及用户参与到元宇宙生态体系建设中。元宇宙内容系统如图所示。

元宇宙内容系统

（一）内容场景创作层

当前，传统行业面对实际发展需求，通过元宇宙内容场景创作实现降本增效，包括工业场景、医疗场景、金融场景等，都已实现在元宇宙中的内容展示。此外，文化娱乐等内容创作行业也积极布局元宇宙，VR/AR游戏及电影近些年创收数目惊人，这与内容创造行业的优势密不可分。已有IP内容创作可持续性强，有大量用户基础，结合元宇宙技术应用，将传统二维三维内容场景进行优化创新，进而实现极强的娱乐性与沉浸感，以全新的感官形式传递内容场景价值。元宇宙内容场景创作可分为数字孪生及元创作两种形式。

数字孪生应用物理模型、传感器等手段将物理空间实体映射到虚拟空间中，从而实现虚拟空间中的内容展现。元创作即元宇宙中的原创内容，是指完全独立于物理世界中的实体与非实体形象。这些原创内容往往原生于平台载体之上，可以实现自我迭代、多维立体地吸引创作者参与创作与用户参与体验。

（二）内容特性层

元宇宙用户基数和容量将在现阶段互联网网民的基础上继续膨胀，人人参与意味着元宇宙内容创作者需要创造者需要在高度开放性、多样性、创造性的环境中进行内容创作，保证创作者及用户群体数量和创作内容的场景多样。

较低的编程门槛需要技术支持，保障内容创作可编程、持续性、可迁移。通过低难度技术内容创作，低难度的创作门槛、高活跃度的创作者群体可孵化大量内容场景，增强内容可持续发展，创造繁荣的元宇宙内容生态，不同场景间进行联通合并，将多种异构数据进行整合，在未来形成大型社区或用户内容聚落，进一步强化用户间互动。与此同时，也应当关注开放性内容创作模式带来的风险，对于冒犯性、侵略性、恶意抄袭内容建立应对机制，在出现争议、仇恨、不良内容时及时反应并对该内容进行管制，保障其他内容创作者及用户的权益。

创作场景内容应具备实时性、低延时、沉浸式等特性，满足用户多元应用体验。其中，现有的强沉浸感内容主要借助硬件设备功能发挥作用，结合大算力、内容存储设备，为用户提供内容沉浸感应；也应建立防沉迷机制，警惕由过度沉浸所导致的用户行为与认知迷茫；低延时与移动性体验意味着用户将脱离时间与物理空间限制，随时随地享受内容所带来的乐趣与体验，这一趋势也符合近些年来虚拟场景内容在应用层面逐渐向可移动化、实时化演变的规律。

（三）内容价值转换层

内容创作者为元宇宙提供大量虚拟内容场景，保障了元宇宙运行及场景多样性，为进一步建立元宇宙内部经济机制与激励机制，促进元宇宙可持续发展，发掘内容创作经济价值是十分必要的，即元宇宙数字内容资产化。

首先，创作者通过制作原创素材，并在作品上应用编码、标识后，依托区块链技术保证数字资产的唯一性、真实性和永久性，增强其流动性，并有效解决上链资产的确权问题，解决版权保护。其次，通过交换、销售、发行出版等方式进行交易，并在交易后衍生出鉴证、处置等一系列附加服务，实现内容创作价值转化为经济价值。

经济系统

针对元宇宙来讲，作为全新经济生态，即能够在现实世界中创造等同价值产品的新型经济生态。在元宇宙中，所有商品都是虚拟呈现，需要创造数字商品并进行交易。元宇宙经济系统如图所示。

元宇宙经济系统

（一）数字价值创建

商品作为经济体系基础，是支撑和维系整个交易市场的基本要素，而创建商品是经济交易的前提。针对元宇宙来讲，如何创造出数字化商品，是元宇宙主要解决的第一点。没有创造，就不会存在可以用于体验及交易互换的商品。元宇宙中的商品是虚拟的，需要与现实世界互联互通，既有独立性又有相关性是元宇宙商品的未来特性。

创造数字价值商品的生产方式，主要分为两种，PGC即专业生产内容，UGC即用户生产内容。PGC为用户提供了从视觉、内容和创意上都给出了一个“精致”的效果，比如36氪、虎嗅网、游戏社交平台等提供专业性的图片、音乐或游戏道具等。UGC在元宇宙世界里就会更加普遍，用户可以在元宇宙中提供自己创造相应的内容。比如微博、百度贴吧和视频类社区抖音、小红书等。需要强调的是针对UGC内容，需要进行相应的产权评估和界定，需要创建有效的数字资产凭证，才能维系整个行业的可持续发展。

（二）数字资产确权

通过数字创造产生的数字化的内容，可以作为数字资产。通过数字资产的产权属性，身份认证和数据认证，为未来的数字交易提供基础支撑，主要包括金融属性相关的FT（同质化通证）、DeFi（分布式金融）、NFT（非同质化通证）和xFi（泛指在各个领域的金融形式）通过大量的实践探索数字化金融服务模式。

其中，数字资产在金融体系中探索了新载体的可能，DeFi正在尝试创新传统金融服务模式，NFT进一步在数字生态中呈现了资产的表现形式，扩大了数字生态的资产规模。游戏、社交等环境下推动FT和NFT在更多场景的应用创新。例如加密收藏品或加密游戏的去中心化应用，或者任何类型证书，例如驾照和学位证书。NFT增强加速了数字环境下的资产流通，无论是数字资产还是真实资产，虚拟投资都可以与真实物体挂钩，例如艺术品、房地产和其他证券和现实资产。另外，NFT还对数字艺术和数字版权带来了新的经济潜力，通过独特性和唯一性，保证了资产来源和真实性。

（三）资产交易场景

拥有数字资产，明确资产产权，接下来就需要构建资产交易场景。作为数字资产的交易平台，娱乐社交、教育培训、社会治理等是现在最主要的交易场景，满足各个不同用户的交易诉求，只有构建了相应的市场交易体系，才可以将元宇宙的数字资产进行盘活，更能够发挥市场机制，促进更多数字价值诞生，完美激活现实市场中不尽如人意的激励机制，实现创造价值最大化，宇宙价值最大化。

实现有效的交易场景需要核心技术的支持，如区块链、XR、数字孪生等是元宇宙中最核心的技术，所有交易都是基于区块链进行，而不是某一个交易所，用户无需注册任何账号就能够完成整个交易流程。人工智能、大数据则是元宇宙更大发展的支撑技术。可以肯定的是元宇宙会经历不同阶段的业务场景发展阶段，目前仍然处于以游戏、社交为主的交易场景，我们预测2025年左右会有部分场景落地，到2030年会有大批量场景成为现实。

（四）资产交易流通

数字交易货币是法定货币的另一种存在和流通形式，相对于现代流通货币而言，它是以数字的方式存在。数字货币是合法存在的，是法定的，是基于区块链技术诞生的。区块链是数字货币发行的底层技术，这也是两者之间的最直接的关系。

为了方便用户在元宇宙中实现实时有效地资产转换和资产兑换，基于区块链构建的数字货币，为元宇宙平台的交易，提供了去中心化的便捷、唯一的交易介质。

综上，通过创建数字资产并进行价值确权，建立有效的资产交易市场，通过数字货币来进行价值转换。基于以上四个核心要素，基本能够搭建一个可持续发展的元宇宙经济体系。

协作系统

协议系统是元宇宙生态运作中“看不见的手”。协议系统在协议代码、分布式系统、智能合约等底层要素的支撑下构建出具有分布式、自组织、多方协作等特征的元宇宙生态。这种分布式自治特性具有规模协作、资源整合等价值，也面临规则制度合理性、系统安全等挑战。

元宇宙协作系统

协议系统底层要素方面，协议系统具有协议代码、分布式系统、共识机制、智能合约、规则体系、应用场景、群体协作等七大底层要素。协议代码、分布式系统、共识机制通过程序化设计、分布式硬件基础、共识激励机制构建起元宇宙协议系统的底层核心基础；通过智能合约、规则体系构建出分工明确、自组织有序、奖惩公开的中层共识逻辑；通过应用场景、群体协作要素构建多设备交互、多领域交叉、多主体互动的上层应用模式。七大要素以自底向上的方式构建起元宇宙分布式自组织的协议系统逻辑。

协议系统的价值方面，元宇宙在基于分布式自组织的协议系统下能够充分发挥个体经济价值，打造分布式商业生态。价值方面主要包括规模协作、资源整合、降低成本、高效管理和真实体验。规模协作指元宇宙中通过底层要素搭建成的分布式生态，个体之间更加平等、互利，在高效的组织下形成更大规模的集体协作；资源整合是指各类资产、数据、人力等通过数字化方式形成可流转、可交易、可溯源的数字资产，产生出巨大的价值潜力；降低成本是指在程序化的协作机制下产业链上下游不同群体形成高效低成本的信任价值，减少交易摩擦，大大降低协作成本；高效管理是线上线下一体化，管理更加扁平化，流程简化，资源调度更加灵活；真实体验是随着元宇宙VR、AR等技术的不断成熟，元宇宙中体验更加真实，具有沉浸感。

协议系统的挑战方面，协议系统存在参与度低、信息爆炸、规则合理性、系统安全、决策效率低等挑战。现有元宇宙下的体验效果、隐私安全、必要性等问题使得相当一部分人不愿意参与元宇宙，存在参与度低的挑战；元宇宙中各类信息及信息交流更加便利随之带来信息数据繁多，有效性信息更少；规则合理性受到挑战，在权益证明的共识机制下，资本优势和进入时间先后次序带来公平合理的质疑，“贫富差距”现象或将更加明显；智能合约是否存在漏洞，系统安全和用户资产安全、隐私安全受到极大的挑战；决策效率在分布式群体下管理更加分散从而或许存在个体效率低下导致群体决策效率问题。

总之，元宇宙协作系统在极大促进个体释放价值的同时也面临着诸多挑战，但在数字化趋势的背景下，元宇宙将会催生出更加高效的生产方式和商业模式，推动新业态新模式新经济的创新和发展，成为数字经济的新引擎。

治理系统

元宇宙生态架构无一不涉及版权保护、数字认证、内容合规、金融合规等需要监管与治理的重点领域。同时，元宇宙被认为是平行于现实世界的、由科技基奠形成的虚拟世界，其基本运行规则与当中的伦理问题不容忽视。可以说，元宇宙中治理系统的建立健全是确保元宇宙正常运转的前提。元宇宙治理系统如图所示。

元宇宙治理系统

（一）版权保护

元宇宙包含大量以数字形式存在的原创性内容，例如元宇宙中的虚拟数字人、物品、场景等元素可能是来自或改编于现实世界的对应实体，包括人物肖像权、音乐、图片、著作版权等，甚至还涉及到多人协作产生的作品等，对于这些跨越虚实边界的内容需要确认明确的版权并实行保护。

（二）数字认证

元宇宙存在的任何事物与其他事物发生联系互动、变化，构建完整的技术系统、社会系统、经济系统等，都需要各事物具有唯一的身份或标签，例如个人、个人资产（艺术品或收藏品等）所有权等，使得身份认证、资产的价值归属确权、价值交易流通等成为可能。数字认证可为元宇宙的去中心化身份体系和经济体系等提供底层支撑。

（三）在线权益

随着支撑元宇宙的网络技术等新兴技术的应用和普及，在线交易、社交等在线活动和行为呈现出了蓬勃发展的态势，丰富新奇的在线内容、方便快捷的服务、多样化的选择，及元宇宙中交易环境的虚拟性、社交、互动行为的在线性及开放性等特征，给在线消费者等主体带来了巨大的便利。

（四）隐私保护

随着网络空间的普及和扩大，人们在虚拟空间中隐私权受到侵犯的情形越来越多，越来越复杂。元宇宙中虚拟空间的广泛互联，大量主体实时在线，各类隐私信息的巨量采取、高速传递和传播等，导致元宇宙中的隐私保护问题更加重要。

（五）内容合规

元宇宙中存在和不断实时产生、变化、传输、分发等的各类内容，不论是由外部的物理实体世界映射进入元宇宙，或内部的主体或各类智能算法等直接产生的内容，例如元宇宙中由现实主体控制在元宇宙内部发布、或虚拟主体发布的内容是否合法合规等。需要对元宇宙运营主体等各类主体产生或传播等内容进行统一监管。

（六）金融监管

当前的元宇宙还没有任何的金融活动，但是未来可能会出现元宇宙虚拟空间内部各主体之间发生的金融活动，元宇宙虚拟空间与物理实体空间之间发生的双向金融活动，例如交易、购买、拍卖等，应当未雨绸缪，重点考虑建立和完善监管内容，保证相关金融活动的合法合规和安全高效。

（七）科技伦理

元宇宙是数据和信息支撑的智能增强数字虚拟世界，元宇宙的运行需要依赖各类科技、工具设备等实时产生和处理海量各类数据，不断快速增加和更新的个体（创作者、用户等）隐私数据将是支撑元宇宙持续运转的重要底层资源和生产要素，对于科技伦理的监管即各类科技对元宇宙中各类信息数据是否符合伦理的使用，需要进行全方面、全流程、监管与发展平衡的监管。

（八）运行基本规则

当前元宇宙的发展仍然处于萌芽阶段，具有新兴产业技术的不成熟、不稳定的典型特征。元宇宙的运行是建立在数据上的虚拟宇宙、需要各种技术的支撑，同时需要大量主体之间的社会活动，元宇宙的基本运行规则至少应该包括数据、技术、社会三个方面。

一是数据方面的基本规则。不仅要保证元宇宙所有数据信息的安全，而且要求元宇宙所有数据信息的产生、存储、利用、传输、交易、销毁等应当合法合规，不仅是符合现有的法律法规，而且要符合随着元宇宙产业和技术等发展逐步制定的未来的各项法律法规。二是技术方面的基本规则。由于元宇宙是依托人工智能、虚拟现实等前沿技术相关的软硬件技术形成的虚拟世界、技术世界，需要遵守支撑整个元宇宙世界存在的技术规则。三是社会方面的基本规则。元宇宙在未来能否健康发展，应重点研究元宇宙的知识产权保护和虚拟财产保护等方面的规则问题，从而在未来能够应对“元宇宙”内虚实身份转换的合规管理与风险防控。

【来源：中国电子工业标准化技术协会元宇宙工作委员会】