Phala Network系列4：Web3计算云规模化应用的桥头堡—CypherMOD和PhalaWorld

Phala Network系列4 

目录

1. Web2.0应用程序架构及特性

2. Web3应用程序架构及特性

3. Phala网络构建起规模化应用基础

4. CypherMOD：通向元宇宙的桥梁

5. PhalaWorld：推进元宇宙走向Web3时代

   5.1 背景及价值主张

   5.2 应用结构及实现

   5.3 PhalaWorld的参考意义

01  Web2.0应用程序架构及特性

Web2.0的应用发展，无论是否使用或者留意到它们，我们都已深陷其中。耳熟能详的应用有Twitter、亚马逊、Meta、支付宝、微信、美团、抖音等。

这些应用已经发展成为跨地域、跨行业、跨应用、受众广泛的超级平台，其规模化特征表现为：

模化应用：在同一平台提供了大量的应用程序，满足不同的业务和用户需求；

应用规模化：单一应用能实时处理巨量用户高并发请求，数据库高效处理海量数据的交互和存储；

规模化受众：受众人群全球分布，数量规模动辄几亿、几十亿；

高性能架构：平台具有横向可线性扩展的系统架构，能提供高效计算、快速业务处理以及高容量数据请求和存储的能力，如支付宝在双十一时每秒处理峰值超过6000万次交易。

以上4点中，高性能架构是基础，基于此平台才展现出规模化能力特征。这些规模化能力，从技术实现来说，得益于中心化部署的应用程序架构，如图1-1（左）所示：

图1-1 Web2.0、Web3应用程序架构比较（图片来自SixDegree Lab）

Web2.0应用一般都采用C/S结构，即客户端（Web Browser）/服务器(Web Server)模型。客户端就是网络浏览器，服务器端则包括了前端服务器（Front-end）、后端（Back-end）服务器和数据存储服务器。

当用户通过浏览器使用某一个Web2.0应用时，浏览器会与前端交互，前端与后端对话，后端则与数据库对话。前端服务器负责处理面向用户的交互，如网站呈现的页面，用户点击某个按钮后接下来发生什么样的交互；后端服务器负责处理业务逻辑，如当用户注册、转账时后台会进行如何处理；数据存储服务器则负责数据的交互和存储，如不断更新和存储用户信息、资产、交易记录、文章、图片等各种数据。

无论是前端、后端和数据库，所有的代码都托管在中央服务器上，使得平台服务商享有中心化带来的集群优势，具备了快速、高效、高并发地进行业务处理和巨量用户高效服务的承载能力。

中心化带来规模化优势的同时，对于广大用户来说，弊端也逐渐显露：

用户身份及社交关系：用户获得的账号（身份）及由此产生的社交关系、社交行为记录并不为用户拥有，仅仅存在中央服务器中，被平台控制，离开平台用户便失去身份和所有社交关系；

用户个人数据及资产：用户在平台内产生的各种数据和资产，如聊天内容、行为数据、图片、博文、游戏道具等并不归用户所有；平台控制了中央服务器，也就实际拥有了这些数据和资产的控制权、使用权和管理权；

权益和隐私：基于掌握大量用户身份、数据和行为记录，平台利用大数据及人工智能等技术，进行用户画像，侵犯用户权益和隐私的事件时有发生，为用户带来损失和烦恼，如数据贩卖、大数据杀熟，广告推送等。

价值分配：因为平台掌握了用户和用户数据，捕获和控制了价值及其流转，用户贡献了价值但很难获得价值分配，双方逐渐发展成某种零和博弈关系，为可持续发展带来隐患。

信任问题：对于用户来说没有选择，必须信任服务提供商，比如用户必须相信中央数据库的个人数据不会被滥用、不会被篡改、不会被删除，但“中心化”构建的基础让这种信任变得脆弱。

以上这些弊端，成为了Web2.0应用继续获得规模化发展的阻碍因素，为Web3技术创新及应用发展带来契机。

02 Web3应用程序架构及特性

Web3的出现，并不是Web2.0的线性升级，而是一种跳跃式的创新发展。区块链分布式账本技术的出现，从底层开始重新构建互联网架构，为Web2.0的问题带来不同的解决方案，使得上层应用呈现出新景象，但同时带来的新问题倒逼着行业不断优化、创新。

Web2.0表现出诸多问题主要源于“中心化”，而基于区块链为核心底层技术的Web3则致力于消除“中间人”，呈现“去中心化”架构及其能力特征。Web3应用程序架构如图1-1（右）所示。

Web3应用程序架构仍然可分为前端、后端和存储数据库三个部分，当前Web3应用主要围绕去中心化的以太坊搭建。与Web2.0应用架构不同的是，智能合约和以太坊虚拟机（EVM）成为了后端，区块链成为了链上数据的存储数据库，这是分布式账本最本质的作用。

一个真正的Web3应用致力于消除“中间人”，这里没有存储应用程序的集中式数据库，也没有后端逻辑所在的集中式Web服务器，无论是前端、后端还是数据存储，都选择以去中心化存储解决方案（如 IPFS 、Swarm、Arweave）进行托管。（但事实上在去中心化程度上不同应用差别很大，这也恰是Phala Network致力于解决的，后文将重点介绍）

Web3应用程序架构的“去中心化”特征带来如下的优势特征：

重构信任，无需信任：区块链由各个对等节点以去中心化方式构建，当足够去中心化时，没有一个实体能够控制它；区块链构建了机器信任，用户无需信任某一个实体；

数据防丢失，防篡改删除：全量数据全网分布保存，可以防丢失；各个节点多方共识记账，数据防篡改，防删除；

链上数据安全，具有确定性：区块链是全球可访问、确定性的状态机，其受智能合约共识规则约束进行状态读取、转换和写入，区块中保存的数据安全得到保护，其状态公开、透明、可验证、可追溯；

用户获得自主权：拥有私钥即拥有自主身份（地址），获得地址中对应的身份信息、链上数据、资产等所有权、使用权和控制权，用户可自主行使交易、转让等权益行为；

权益代币化实现了价值捕获：价值按照共识规则以去中心化方式自动分配，不同参与主体都可获得对应的价值，从而激励更多参与者共同做大应用价值，共建生态。

当然，Web3应用在获得“去中心化”带来优势的同时，也伴随着“不可能三角”带来的尴尬：

性能低费用高难扩展：受全网共识、出块速度、出块Gaslimit、区块大小、交易串行执行等因素限制，区块链的计算性能（TPS）很低且难以扩展，导致Gas费高举，还易造成交易堵塞；

隐私得不到保护：链上数据公开、透明、可验证、可追溯的特性，使得用户隐私得不到很好保护；特别是注重隐私的大户和机构，其链上行为也是昭然于世，可能导致操作策略和预期目标失效；

存储空间有限费用高：区块大小有限制，链上存储空间有限，存储费用高，对于大数据、大容量保存受到限制；

难以驱动现实中大部分应用：基于EVM的智能合约已经可以在一定程度上替代简单的后端，充当去中心化应用的数据库。但由于传统智能合约有很大的局限性，它依然无法驱动大部分现实世界中的应用，比如：企业级私有数据的计算，游戏及人工智能等大吞吐量、低延迟、密集型计算。

难以扩展到链外应用及数据：运行在链上的智能合约因为需要确保状态的确定性，难以与链外应用交互，造成大量Web2.0应用、数据及其用户被隔离在区块链之外；

加密数字货币备受争议：“Token”随着区块链而产生，让技术直接派生了货币、金融属性和杠杆作用，也直接关联了经济价值。但使用不当为投机者所用，则会产生误导而干扰行业的发展；或者通证经济模型设计不合理，反而成为应用可持续发展的“坑”；

体验不好阻隔用户进入：诸如助记词、钱包的使用等参与方式的改变，提高了进入门槛，再加上费用高、速度慢等糟糕体验，减缓了大量用户进入；

规模化发展受到局限：以上各种因素造成区块链难以同时承载大量应用（DApps）并发运行，单一应用也难以规模化发展，用户规模比较Web2.0应用存在数量级差别，这些都成为Web3应用产业化受阻的重要因素。

综上所述，没有一项技术是完美的。虽然Web3应用因为“去中心化”而在业已成熟的Web2.0中获得了创新发展的契机，但上述的隐患让Web3的发展变得颇具争议，应用规模化、行业产业化进展迟缓。

Web3的发展讫需更加完善的解决方案，而这一切正在行业中如火如荼的发生，Phala Network定位为Web3全球计算云，为此而来。

03 Phala网络构建起规模化应用基础

尽管Web3倡导去中心化，但受限于执行效率低、费用高、难扩展等因素，仍然有许多DeFi、元宇宙、Web3游戏在使用智能合约的同时，不得不将前端和后端以及数据存储部署在AWS、Google Cloud等中心化服务器上，这为Web3应用带来系统级脆弱性以及数据安全等问题。

Phala Network秉持“去中心化”理念，综合Secure Enclave与区块链的技术特性，实现了“链上共识，链下可信计算”的解决方案。其应用程序架构如图3-1所示。

图3-1 Phala Network应用程序架构（图片来自Phala Network）

如上图所示，应用程序架构的前端、后端隐私智能合约Phat Contract及数据存储都是以去中心化的方式部署。Phala Network致力于提供一个通用的去中心化计算网络，并且能自由地与去中心化的智能合约、存储协议、以及数据索引服务组合使用。

Phat Contract是应用程序架构中的核心，它是基于Phala隐私合约概念的新型智能合约产品，专注于服务Web3后端函数级服务。与传统智能合约不同，Phat Contract运行在链下可信计算设备中，链下计算节点不再受共识算法的约束，从而实现Phat Contract的功能突破，释放出强大的计算能力，应用场景得以扩展，大规模应用成为可能。

这里，我们参考前文《Phala Network系列2：底层构建方显“云本色——Phala Network基础设施：计算节点网络及Phat Contract》，对Phala Network的功能和性能进行总结性梳理：

系统健壮性：由于Phhal应用程序架构无论前端、后端数据存储以及智能合约都以去中心化方式部署，无需信任，并无法被人为操纵或强制停机，避免了系统级脆弱性和安全问题，具有系统健壮性；

高性能计算：Phat Contract同时支持纵向和横向扩容，它能向用户提供近乎原生CPU性能的程序执行环境，并随着硬件升级实现扩容；而在理想状态下，应用的整体吞吐量可随着节点数量的增加进行线性扩容；这为Phala Network服务于低延迟、密集计算等应用场景提供了大规模、高性能计算支持；

低延迟零费用：由于Phat Contract是在链下执行，响应速度取决于计算节点设备本身的性能，跟传统Web2服务类似；在Phat Contract中，可以做到毫秒级别的读写响应，使得低延迟应用得以实现；并且链下计算不消耗Gas费，大大降低整个合约执行成本；

数据保密和权益保护：用户请求、内存状态以及数据库都强制端到端加密，只有被授权的操作才会得到响应。用户具有身份自主权，用户数据、资产等所有权得以保护，这将推动用户共享数据，释放数据价值；

链内外生态聚合：由于Phat Contract是在链下执行，可以通过内置的互联网接入并访问任何Web2和Web3数据和服务，成为Web2进入Web3的桥梁，大量的Web2应用不再孤立于区块链世界，从而可聚合链内外应用共建生态；

共创价值共享经济：一般通用计算机都具有TEE功能，都可以无需许可地加入到网络中成为计算节点，这形成了共享经济的基础；再加上高度去中心化的代币经济模型（请参考《Phala Network系列3：致力于构建可持续发展的经济网络–Phala Network的经济模型及治理机制》），实现价值捕获和价值公平分配，将吸引和激励更广泛的人群加入进来共建社区、共创价值，推动生态繁荣发展。

基于Phat Contract的优越特性，可与行业中各类协议展开广泛的合作，共同致力于Web3基础设施和去中心化应用的创新和升级改造，比如：

在DeFi方面：

• 多链、不同协议之间的Yield协议；

• Dex和中心化交易所之间的量化策略；

• 部署在头部L1的机器人；

• 使用PC搭建桥；

• 支付业务；

• Defi数据监控业务……

在Web3服务服务方面：

• 使用PC构建数据库服务，存在其他存储协议；

• 使用PC构建oracle；

• 给链上应用做链下的验证服务；

• 用于DID的社交媒体信息读写；

• 隐私增强的RPC API……

在Web2小应用的Web3化方面：

• 2FA验证；

• 密码管理器；

• 任何网站的搭建……

在Metaverse方面：

• 任何类型的小游戏（MiniGame）

• 灵魂绑定系统……

综合以上的分析，Phala Network从技术、功能、性能、成本、安全、隐私、社区、生态等各个方面，为规模化应用奠定了基础。

但实现规模化的产业应用并非一蹴而就，合理的方式是选择一个趋势性的突破口。当前，元宇宙正在快速发展，已经成为Web3构建未来世界的重要方式之一。

今年年初花旗银行发布了一份名为“Metaverse and Money：Decrypting the Future”的研究报告，指出：“我们相信元宇宙可能是下一代互联网——以持久和身临其境的方式将物理世界和数字世界结合起来——而不是纯粹的虚拟现实世界……我们估计，到2030年，元宇宙经济的潜在市场总量可能会增长到8万亿美元到13万亿美元之间。”

巨大的市场前景无疑将为Web3从业者带来机遇，这也是Phala Network选择元宇宙作为首要规模化应用方向的重要原因之一，在夯实Phala Network系统基础之上，特别推出了通用模块和典型案例，这就是CypherMOD和PhalaWorld。

04 CypherMOD：通向元宇宙的桥梁

当前，元宇宙系统的构建还存在诸多突出问题，比如：

中心化：以中心化的方式搭建系统，数据和程序代码存储和托管在中心化数据库中；

效率低：大多区块链项目方缺乏游戏开发经验，从头开发人力投入大，周期长，成本高，投入产出效益低；

体验差：相对传统游戏来说，用户游戏化体验差，投机性强，可持续性差；

自主权：元宇宙游戏缺乏经验所有权和易受停机影响，因此用户缺乏所有权和控制权……

CypherMOD正是致力于解决以上问题，并致力于开启元宇宙规模化建设的新范式。

对于元宇宙游戏开发者来说：CypherMOD本质上是一个工具包，具有开放性、模块化、去中心化、易用性、抗停机性和多链部署的特征。作为开源插件，可以方便插入现有的metaverse或者部署新的metaverse，因而为游戏的模块化开发、个性化定制提供了很大的范围和灵活度。区块链项目方可利用其将区块链系统高效地转换为元宇宙系统，构建由社区运行的去中心化元宇宙。

对于元宇宙用户来说：每个人都可以直观地使用元宇宙，在元宇宙中交互，以去中心化的方式构建各自的游戏体验。用户还可以通过角色化及“灵魂绑定”的NFT实现链上链下的数据聚合，获得身份自主权、数据及资产所有权，并为元宇宙游戏创造价值，捕获价值，且不会因停机等系统性因素带来数据或者资产的损失。

从生态协作共同发展来说：CypherMOD由Phala Network与RMRK两个优秀团队联合打造，Phala Network致力于提供去中心化的、可信的云计算网络环境和隐私增强的、高计算性能且可扩展的智能合约；RMRK则为整个系统构建强大、灵活的NFT协议；同时，Litentry的MCP帮助用户聚合链上、链下行为并对数据进行可视化，实现动态变化、灵魂绑定的DID身份。

另外，CypherMOD作为模块化、可定制、开放的工具包，CypherMOD具有广泛的潜在合作伙伴，比如：

• 可以与Decentraland, Sandbox合作，为其提供分布式存储和灵活、强大的NFT解决方案；

• 与社交图谱协议合作，协助Lens Protocol、CyberConnect、5Degrees等提供灵魂绑定、可动态调整的、用户偏好的DID组件；

• 与AI作画软件如imagen、ChatGPT等合作，提供NFT高精度的渲染功能；

• 结合Phat Contract特性，还可以与区块链游戏如Axie Infinity、Gods Unchained、Wolf Game、STEPN等合作，为其提供低延迟、高计算性能服务；

• 与数据分析类应用和平台如Nansen、Dune等，为其提供端到端的加密、用户具有数据所有权的隐私增强的数据服务；

• 与预言机如ChainLink，去中心化聊天或通讯服务如Telegram等合作，为其提供链下互联的应用场景……

总之，CypherMOD与各个公链、中间件、存储协议、通信协议、Oracle、DeFi、Social、数字资产、MiniGame以及元宇宙等具有广泛的合作基础，大家共同致力于基础设施完善和生态繁荣发展。

我们以PhalaWorld为例来说明区块链系统、CypherMOD和元宇宙游戏相互关系和实现原理，如图4-1所示。

图4-1 CypherMOD搭建起区块链通向元宇宙的桥梁（图片来自Phala Network）

上图中展示了通过CypherMOD实现区块链系统向元宇宙的转化，主要包括三个关键映射：

故事映射：创造一个好的故事，将区块链/Defi/Dapp或其他Web3项目的理念和使命映射到游戏故事中。这是区块链游戏化体验的开端。

角色映射：区块链加密社区的角色（如创始团队、投资人、矿工、验证者、质押者等）通过灵活强大的RMRK协议NFT化后映射为元宇宙游戏中RPG角色（如战士、向导、圣骑士、法师等）。

行为映射：游戏中的角色、类别、装备等都以NFT实现，RMRK支持不同NFT集成，也可以实现不可转让、可持续升级的“灵魂绑定”NFT。“灵魂绑定”NFT将聚合用户链上、链下行为及数据，并注入到游戏活动中，用户由此构建起角色能力特征和个性化的游戏体验；社区运营者也可定义行为价值列表，引导用户为区块链和元宇宙系统做出贡献，实现价值共建共享。

简而言之，CypherMOD是构建Web3基础设施、应用服务、元宇宙游戏的通用模块，其中NFT是基本元素，游戏提供了应用场景，智能合约则负责按规则执行，而Phala Network为其应用提供了去中心化的云计算服务。

作为通用模块，CypherMOD之于元宇宙，类似Substrate之于Polkadot，大大降低了区块链项目进入元宇宙游戏的门槛，提高了转化效率，缩短了开发周期，降低了开发成本，为区块链系统向元宇宙游戏世界迁移提供了规模化的解决方案，将为用户提供多样化的元宇宙体验，有助于整个生态的良性发展。

因此，CypherMOD是区块链系统转向元宇宙世界的桥梁，或将演进为一个通用服务平台，加快推动元宇宙生态繁荣发展。

当前，CypherMOD仍在开发和案例建设中，已经获得诸如Animoca Brand、Hypersphere、IOSG、DFG、Incuba Alpha、PAKA、Gate.io、721DAO等机构的支持，相信将来会在元宇宙建设中得到广泛的运用。

05 PhalaWorld： 推进元宇宙走向Web3时代

5.1 背景及价值主张

Web2.0近10年的迅猛发展和表现出来的失衡，倒逼人们理性思考互联网“中心化”带来的优势和弊端，Web3们希望以“去中心化”的方式为此做出优化和改变。而在实际发展中，Web3虽然创新不断，但仍然面临争议和冲突，甚至Builder们也带有“惯性”或者基于现实选择部分妥协。

即使如此，科技带来生产力、生产关系改变，推动车轮滚滚向前，Web3已然成为互联网进化的发展趋势。而元宇宙是综合技术、设备、数据、货币、资本、参与主体、制度、经济形态等元素的集大成者，体量巨大，成为众望所归，人们希望在此建立新的“伊甸园”。

PhalaWorld在这样的背景下产生，它表达了人工智能高度发展带来对人们生活的影响、控制，甚至是冲突的担忧，并将其以科幻故事的方式转化为元宇宙游戏世界的叙事。基于此，Phala Network希望通过PhalaWorld为问题给出解决方案，以游戏化体验展现实践理念，并联合更为广泛的成员（Web2&Web3）加入到“战斗”来，贡献价值，推动成长，分享价值,以真正去中心化的方式推动从“Phala区块链系统和社区”向“PhalaWorld元宇宙世界”的转变，并以此为行业中各个区块链/Defi/Dapp或其他Web3项目建立可以参考的典范，推动元宇宙走向Web3时代。

我们认为，这是Phala Network通过PhalaWorld希望呈现的价值主张和未来愿景。

5.2 应用结构及实现

概括来说，PhalaWorld是在Bit.Country数字空间中构建的元宇宙游戏，是通过CypherMOD、Phat Contract打造的应用案例。CypherMOD帮助Phala区块链在PhalaWorld中建立映射关系，从而使用户在区块链里的操作可以游戏化。Phat Contract不仅通过算力及保密性保证PhalaWorld做到去中心化、去信任化，还可以解决海量数据的存储和高速处理，连接分布式存储解决方案（如AR）,提供低延迟响应，真正实现Web3 元宇宙的愿景。

PhalaWorld的基本结构如图5-1所示：

图5-1 PhalaWorld的基本结构（图片来自Phala Network）

图5-1 PhalaWorld的基本结构（图片来自Phala Network） 可以看出，整个PhalaWorld是基于不同NFT而构建，这些NFT由RMRK协议实现。一个完整的NFT包括3个部分：Shell、Spirit和Seal，这些NFT及其组合具有不同属性和作用，对应着系统中三种应用场景，它们分别是DID身份聚合、元宇宙游戏以及NFT交易市场。

Shell对应着外观，代表了游戏中的角色外貌，可分为4个物种（人工智能幽灵、半机器人、机器人和X基因）和5个职业（硬件德鲁伊、机器人战士、贸易谈判代表、黑客精灵和Web3僧侣）。Shell可以作为一种通证资产在NFT市场进行交易。

Spirit是基于SBT2.0实现的不可转让、灵魂绑定、可动态更新的NFT，它通过Litentry的MCP聚合用户链上（质押、投票、交易、挖矿等）和链下（Twitter、Discord、社区活动等）行为并对数据进行可视化，并通过一套计算模型转化为Spirit值，实现Spirit的动态升级和解锁角色装备。不同的Spirit值代表了用户在游戏中的生产力，是对Phala网络贡献的综合体现。

玩家需要同时持有Shell和Spirit两种NFT（如图5-2所示），才能真正参与和探索PhalaWorld的元宇宙世界。所以NFT是区块链的传送门，是与元宇宙的纽带，是进入PhalaWorld的唯一通行证。

图5-2 Shell与Spirit结合的NFT成为PhalaWorld的通行证（图片来自Phala Network）

Seal是系统中另一种SBT概念的NFT，类似于徽章，以表征用户在游戏中的成就和荣誉。通过完成不同任务可以获得不同的成就，徽章的外观也会随之变化。Shell、Spirit和Seal的组合将提升角色在游戏中的DPS。

当我们获得上述NFT后，接下来怎么玩呢？目前官方还未发布具体的游戏玩法，但提出了几点总体设想：

游戏玩法：将策略、交易、种族经济和以社交为中心的游戏玩法结合起来，让游戏充满乐趣和具有互动性，以保持玩家的参与度；

Play to Build机制：PhalaWorld中将有一个高效且可持续的经济体，玩家可以通过玩游戏来赚取NFT，或者连接链上、链下操作以构建NFT，让玩家从游戏中真正对区块链产生影响；

民主驱动的激励：每个玩家都有机会投票并制定自己物种的策略。

以上是从背景、价值主张、基本结构和实现原理等方面对PhalaWorld概要性的介绍，如果需要了解更为详细的游戏规则、玩法和路线图，可阅读官方发布的文档：https://docs.phala.world/，相信你会收获更多。

5.3 PhalaWorld的参考意义

综上陈述，从实现层面来看，NFT是PhalaWorld的基础构件，是系统中数据、角色和资产的载体；DID身份聚合是应用基础，整合了Phala生态用户链上和链下的多重行为数据，并以NFT实现身份、确权、资产化和角色化；元宇宙游戏以可视化、交互性、沉浸式方式，驱动用户将现实行为迁移至元宇宙，获得游戏化体验；而NFT交易市场则为用户提供了价值变现的渠道，增加用户交互的积极性和系统的开放性。

总而言之，PhalaWorld不仅仅是一个元宇宙游戏，更是游戏化体验的Web3经济活动。PhalaWorld具有独特的经济机制，强调资产和数据的所有权、隐私权，激励社区用户为生态赋能，并获取成长价值。无论你是开发者、构建者、社区管理者、团队成员，还是普通用户，都可以定义你的身份、故事、角色和策略，实现“Play to Build”。

而对于Web3行业发展来说，PhalaWorld基于CypherMOD和Phat Contract、以完全去中心化的方式构建，提高了建设效率和系统性能，可为其他区块链项目进军元宇宙世界提供参考，实现区块链向元宇宙的规模化迁移，大家共同致力于实现“共建、共治、共赢、共享”的Web3理念，推动元宇宙走向Web3时代。

主要参考资料：

1.https://cyphermod.com/

2.https://docs.phala.world/

3.https://polkaverse.com/@phalanetwork/web3-0-23338