元宇宙發展現狀調研與安全風險研究
元宇宙，Metaverse，從字面來看，Meta 表示超越，Universe 表示宇宙，合起來則是“超越宇宙”的概念。清華大學新聞與傳播學院新媒體研究中心將元宇宙定義為整合多種新技術而產生的新型虛實相融的互聯網應用和社會形態，它基于擴展現實技術提供沉浸式體驗，以及數字孿生技術生成現實世界的鏡像，通過區塊鏈技術搭建經濟體系，將虛擬世界與現實世界在經濟系統、社交系統、身份系統上密切融合，并且允許每個用戶進行內容生產和編輯。2021 年以來，元宇宙成為市場關注熱點，國內外互聯網巨頭紛紛進軍元宇宙，整個行業呈爆炸式發展。本文將詳細介紹元宇宙國內外發展現狀及其相關支撐技術，并探討研究元宇宙可能存在的安全風險以及相應的對策建議。
一、國內外發展現狀
（一）國外發展現狀
企業層面，2021 年 3 月，元宇宙第一股Roblox 在美股上市，并在招股書中提出了元宇宙的八大特征，即 Identity（身份）、Friends（朋友）、Immersive（沉浸感）、Low Friction（低延遲）、Variety（多樣性）、Anywhere（隨地）、Economy（經濟）、Civility（文明）。2021 年 4 月，Epic Games 完成 10 億美元融資，并計劃用于元宇宙開發，推進在《堡壘之夜》和虛幻引擎等領域的發展。2021 年 7 月，韓國游戲廠商 Krafton投資 50 億韓元（約 2696 萬元人民幣）進軍元宇宙領域。2021 年 8 月，日本社交網站巨頭 GREE對外宣布，將以子公司 REALITY 為中心，開展元宇宙業務，預計到 2024 年將投資 100 億日元（約5.9 億人民幣）。2021 年 10 月，Facebook 公司宣布更名為 Meta，軟硬件雙管齊下布局元宇宙，硬件方面全力投入 VR 一體機研發，軟件方面布局Horizon 系列元宇宙產品。
除了企業，政府層面也開始關注元宇宙，其中韓國和日本走在前列。2021 年 5 月，韓國科學技術和信息通信部發起成立“元宇宙聯盟”以支持元宇宙技術和生態系統的發展。2021 年 8 月，韓國財政部公布 2022 年預算，計劃投資 2000 萬美元用于元宇宙平臺開發。2021 年 11 月，首爾政府出臺政策，宣布將在 5 年內打造首爾元宇宙平臺，計劃投資 39 億韓元（約 2100 萬元人民幣）。日本經濟產業省于 2021 年 7 月發布《關于虛擬空間行業未來可能性與課題的調查報告》，總結了日本虛擬空間行業亟需解決的問題，提出日本政府應當和業內人士共同制定 XR 設備、數字內容等方面的行業標準和指導方針，并在國內推行標準化的同時向海外市場輸出，以期占據全球虛擬空間行業主導地位。
（二）國內發展現狀
企業層面，騰訊、字節跳動、百度等國內互聯網企業加速布局元宇宙產業。騰訊作為國內元宇宙布局先鋒，對兩大公認元宇宙雛形 Roblox 和Epic Games 均有投資，同時在區塊鏈、人工智能、圖像處理、虛擬場景等元宇宙相關技術領域都有所積累。字節跳動投資了元宇宙概念的游戲公司代碼乾坤和 AR 芯片公司光舟半導體，并于 2021年 8 月收購國內頭部 VR 軟硬件制造商 Pico，加大對 VR/AR 領域的探索。百度在 2021 年 12 月27 日發布國內首個元宇宙產品“希壤”，并在其中舉辦了百度 AI 開發者大會。
政府層面，我國不斷出臺政策引導和扶持元宇宙相關技術的發展。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要》明確將云計算、大數據、物聯網、工業互聯網、區塊鏈、人工智能、虛擬現實和增強現實等七大產業列為數字經濟重點產業，為元宇宙產業發展奠定了技術基礎。2021 年 12 月 24 日，上海市經濟和信息化委員會印發《上海市電子信息產業發展“十四五”規劃》，規劃提到，聚焦前沿領域，前瞻布局關鍵技術研發，加強元宇宙底層核心技術基礎能力的前瞻研發，推進深化感知交互的新型終端研制和系統化的虛擬內容建設，探索行業應用。2021 年 12 月 18 日，成都高新區號召深圳、西安、武漢等多個城市以及騰訊、交子好樂、中國電信等行業相關公司成立元宇宙產業聯盟，構建成都交子大道元宇宙中心。2021 年 12 月 25 日，三亞市政府與網易達成戰略合作，共建網易元宇宙產業基地。
二、元宇宙的核心技術
元宇宙的核心技術要素包括網絡及運算技術、物聯網技術、區塊鏈技術、人工智能技術、交互技術、電子游戲技術等六大技術。
（一）網絡及運算技術
網絡與運算技術是宇宙網絡層面的基礎，為元宇宙提供強大的算力支撐，滿足元宇宙高同步低延遲需求，關鍵技術包括移動通信技術、邊緣計算、云計算等。第五代移動通信技術，即 5G，具備高速率、低時延和大連接的特點，端到端時延理論上可控制在 10ms 之內，可初步實現元宇宙低延遲需求。正處研發階段的 6G 技術具有高速率、大帶寬、高定向、易小型化等特點，據專家預測，6G 的速度將比 5G 快 100 倍，6G 時代將有望真正實現元宇宙的低延遲需求。
云計算是指能夠通過網絡隨時、方便、按需訪問一個可配置的共享資源池的模式，資源池包括網絡、服務器、存儲、應用、服務等，能在很少管理工作或與服務商交互的情況下被快速部署和釋放。元宇宙允許用戶隨時隨地沉浸其中，需要對用戶數據進行實時監測并進行大量運算，云計算的強大算力將為元宇宙的海量數據處理提供有力支撐。
邊緣計算是一種在網絡邊緣進行計算的新型計算模式，將計算下沉至距離數據生產源頭更近的位置，提供計算、存儲以及各種網絡服務，具有分布式、低延時、效率高等特點，盡可能為元宇宙降低網絡延遲和網絡擁堵風險。
（二）物聯網技術
物聯網是一個基于互聯網、傳統電信網等信息承載體，讓所有能被獨立尋址的普通物理對象實現互聯互通的網絡，為元宇宙提供多元化接入方式，滿足其隨時隨地接入需求。物聯網的體系結構可以分為感知層，網絡層和應用層三個層次。感知層主要實現對物理對象的智能感知識別、信息采集和自動控制，核心技術包括 RFID 技術、傳感器技術、無線網絡技術等。網絡層是物聯網系統的神經中樞，主要包括通訊網絡、信息中心、融合網絡管理中心等，實現信息的可靠傳輸、初步處理、分類、聚合等功能。應用層主要對感知層采集的數據進行處理，以實現對物理對象的實時控制、精確管理和科學決策，應用層的關鍵技術包括云計算技術、人工智能技術、信息和隱私安全技術等。
（三）區塊鏈技術
區塊鏈技術是分布式存儲、點對點傳輸、共識機制、加密算法等計算機技術的綜合應用模式。區塊鏈技術具有以下幾個顯著特征：一是去中心化，區塊鏈采用分布式系統結構，所有節點都是平等的，無中心節點。二是開放性，區塊鏈是開放透明的系統，除交易各方的私有信息，數據、代碼對所有人公開。三是去信任機制，區塊鏈技術建立在規范和協議基礎之上，各分布式節點之間通信無需建立信任。四是數據不可篡改，區塊鏈數據經所有節點驗證添加上鏈，永久記錄，不可篡改。五是匿名性，區塊鏈采用密碼學技術對賬戶身份等隱私信息進行匿名加密，保障隱私安全。借助自身特征，區塊鏈在元宇宙身份識別、經濟體系乃至文明體系關鍵基礎設施中都發揮著不可或缺的作用。
（四）人工智能技術
人工智能是利用數字計算機或者數字計算機控制的機器模擬、延伸和擴展人類智能，感知環境、獲取知識并使用知識獲得最佳結果的理論、方法、技術及應用系統。人工智能領域有機器學習、知識圖譜、自然語言處理、計算機視覺、生物特征識別等關鍵技術。這些技術為元宇宙的虛實結合、運行效率和智慧化程度提供了保障，使元宇宙具備多元性和沉浸感，提升元宇宙的延展性。
（五）交互技術
元宇宙通過擴展現實（XR）交互技術實現現實與虛擬的結合。XR 通過計算機將真實與虛擬相結合，打造一個可人機交互的虛擬環境，是虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、混合現實（MR）等多種沉浸式技術的統稱。XR 通過 FOV、全息投影等三維高清顯示技術提供沉浸式視覺體驗，通過由內向外的空間位姿跟蹤（Inside-Out）技術等追蹤定位技術確定現實位置與虛擬位置的映射關系，通過基于硬件或計算機視覺的識別技術精準識別現實中的行為與狀態，實現與虛擬環境的交互。
（六）電子游戲技術
電子游戲被普遍認為是元宇宙最初的落地場景，游戲為玩家提供虛擬身份，玩家通過虛擬身份在游戲內進行社交、購物等，初具元宇宙雛形。電子游戲最主要的技術是游戲引擎，游戲引擎是多種功能組件的集合，為游戲研發提供所需工具，以縮短游戲開發周期、提高游戲研發效率，是電子游戲研發質量和實現效果的關鍵。
三、安全風險研究
（一）算法安全風險
元宇宙依托于區塊鏈、人工智能等多項新興技術，而這些技術尚在發展階段，算法本身仍存在一定局限性和安全風險。例如，區塊鏈技術采用了大量的加密算法來保障其安全性，而當前廣泛應用的密碼算法的安全性理論上基于數學難題的計算復雜度，隨著量子計算等新技術的發展與應用，加密算法將面臨被破解的風險。人工智能熱門算法深度學習存在不可靠、不可解釋等局限性，帶有噪聲或誤差的訓練數據會影響算法模型的準確性，且其內在的運行邏輯難以解釋，這將可能導致系統遭受難以察覺的惡意攻擊。
（二）數據安全風險
隨著元宇宙相關技術及業務生態的不斷發展，數據量將呈爆炸式增長，隨之而來的數據安全問題也將日益凸顯，例如個人隱私泄露問題和數據跨境安全問題。為了提供沉浸式交互式體驗，元宇宙勢必對用戶生理、行為等個人屬性強相關的信息進行采集分析，包括指紋、虹膜、心跳、腦電波等，與此同時，用戶在元宇宙中的經濟交易、社交往來等行為也會產生大量信息，這些個人隱私信息一旦被泄露或濫用將產生嚴重后果。借助去中心化和隨地特征，元宇宙業態將以全球化模式發展，將不可避免地涉及數據跨境問題，對數據安全保障帶來嚴峻挑戰。
（三）網絡安全風險
元宇宙將多項新興技術結合為一體，各項技術優勢融合的同時，也集中了很多可能引發網絡安全攻擊的風險點。比如，AR 技術可能被用作欺騙用戶的有效工具，成為社會工程學攻擊的一部分；51% 算力攻擊利用區塊鏈共識算法漏洞，一旦攻擊者控制網絡中 51% 的算力，就可以利用算力優勢來篡改區塊鏈上的交易記錄；物聯網在不同網絡間協議的適配、通信機制、數據保護等方面也容易出現安全漏洞；對抗樣本攻擊通過惡意構造肉眼難以察覺的非正常樣本輸入來干擾人工智能服務決策過程以實現逃避檢測等攻擊效果。同時 ，各項技術的深度融合也可能出現其他引發網絡攻擊的未知風險點。
（四）金融風險
元宇宙概念的興起開啟了資本炒作的新風口，元宇宙炒房熱潮、NFT交投激增，2021年 12月，元宇宙平臺 Sandbox 上一塊虛擬土地以約人民幣3200 萬元的價格售出，創下元宇宙房地產交易價格新紀錄；2022 年 1 月 1 日，元宇宙平臺 Ezek 限量發售 NFT 項目 Phanta Bear（幻象熊），總價6200 萬元的項目 40 分鐘內被搶購一空。元宇宙通過區塊鏈搭建的經濟體系與現實世界經濟系統相關聯，資本對元宇宙經濟的炒作甚至操縱，可能導致虛擬經濟對現實經濟系統的顛覆與沖擊。
（五）社會風險
元宇宙其中一個特征是通過規則制定與執行形成自身文明體系，監管介入之前，現實世界的法律法規、道德準則等難以保證在元宇宙達成共識并生效，且元宇宙基于區塊鏈技術建設，區塊鏈技術具有去中心化和不可篡改的特點，但并不能保證待上鏈信息的合法合規性，惡意信息一旦上鏈便不可篡改或刪除，暴力恐怖、網絡詐騙、極端邪教等違法犯罪行為或負面意識形態極有可能在元宇宙虛擬社會中滋生蔓延，并以用戶為媒介對現實社會產生惡劣影響。另外元宇宙高度沉浸式體驗可能造成用戶尤其是青少年精神沉迷，過度沉迷將影響現實社會發展。
四、對策與建議
（一）加強法律法規建設，建立行業監管體系
近年來，我國出臺了《網絡安全法》《數據安全法》《個人信息保護法》《區塊鏈信息服務管理規定》等法律法規，多維度完善互聯網監管體系。元宇宙致力于創造新型虛實相融的互聯網應用和社會形態，可能對現有互聯網乃至現實社會發展產生巨大影響，建議提煉總結互聯網發展過程中的治理經驗，并充分調研其他國家元宇宙規劃治理及其支撐技術監管相關的法律法規，提前布局元宇宙相關立法研究，從數據安全、金融安全、社會安全等多角度建立元宇宙行業監管體系。
（二）加強關鍵技術研究，筑牢網絡信息安全屏障
元宇宙涉及區塊鏈、人工智能、云計算等多項新興技術的融合，技術本身仍存在難點或瓶頸，例如區塊鏈的加密算法、智能合約、交易效率等；人工智能存在不可解釋性、高度依賴數據、魯棒性弱等問題；現有交互技術沉浸感不足等。相關支撐技術瓶頸一方面導致當前元宇宙業態發展受限，同時也可能引發網絡信息安全風險，建議加強元宇宙支撐技術的研究與瓶頸攻關，提高我國相關領域技術水平，同時加強元宇宙網絡信息安全管理與技術防護手段研究，為元宇宙健康有序發展提供技術保障。
（三）著手行業標準研究，占領行業發展先機
元宇宙行業目前尚處發展初期，各國都在加速布局，美國 Facebook 公司甚至直接將公司名稱更改為“Meta”，以期占據行業領軍地位。建議政企合作共同發力，推動行業成立“元宇宙聯盟”之類的組織，統籌規劃，著手元宇宙行業標準和技術規范研究并向國際輸出，提高我國在國際標準方面話語權，占領元宇宙行業發展先機。
（四）加大輿論宣傳引導力度，強化民眾風險防范意識
元宇宙作為新興概念，普通民眾對其還不甚了解，但相關安全風險與亂象已然出現，例如聲稱“躺賺”的“鏈游”實際暗藏龐氏騙局，可能涉嫌非法集資或金融詐騙；NFT 投機炒作等。建議加強元宇宙安全風險宣傳教育，尤其是金融安全、個人信息安全等方面風險，同時引導民眾樹立正確的虛擬空間價值觀，強化民眾風險防范意識，自覺維護元宇宙虛擬空間安全。
五、結 語
元宇宙作為融合了區塊鏈、人工智能等多項新興技術的新業態，無論是技術發展、內容提供還是用戶體驗都還在初始階段，也存在一系列安全風險問題。關注元宇宙各種安全風險，通過管理和技術手段雙管齊下加以應對，才能使元宇宙健康有序發展。
