面向Web3.0的数字实体互联白皮书

面向Web3.0的数字实体互联白皮书 第九届未来网络发展大会组委会2025年8月 版权声明 本白皮书版权属于中国联合网络通信有限公司研究院及其合作单位所有并受法律保护，任何个人或是组织在转载、摘编或以其他方式引用本白皮书中的文字、数据、图片或者观点时，应注明“来源：中国联合网络通信有限公司研究院等”。否则将可能违反中国有关知识产权的相关法律和法规，对此中国联合网络通信有限公司研究院有权追究侵权者的相关法律责任。 编写说明 主要编写单位： 中国联合网络通信有限公司研究院青岛大学数字社会研究所中钞数字信息科技（北京）有限公司紫金山实验室 主要编写人员： 贾雪琴、詹立东、平庆瑞、曹畅、唐雄燕、张岩、史可、王立文、曹云飞、王施霁、霍如、刘辉、王志浩 前言 2024年1月31日，习近平在中共中央政治局第十一次集体学习时强调“高质量发展需要新的生产力理论来指导”。传统的ISO/OSI等经典网络理论，虽然涵盖了联网设备之间，从物理连接、数据传输、会话管理到应用服务的完整通信功能，但并未纳入网络用户交互所需的身份识别、行为交互、数据解析等能力。针对当前互联网在数据互联互通中面临的架构性与基础性瓶颈，本白皮书在参考借鉴OSI网络七层模型的基础上，通过在网络传输层之上构建新型互联协议，提出一种面向Web3.0的数字实体网络创新技术路径。 本白皮书1首先分析了网络中的数据对象，探讨了网络发展与数据传输的本质、现有架构的局限性以及下一代网络的关键突破方向；其次梳理了现有Web3.0技术演进路径；在此基础上，提出了“数字实体互联网络”的概念与内涵，并阐述了其核心价值、关键技术要素及相关标准化情况；最后对未来发展进行了展望。 目录 前言......................................................................................................I 一、网络发展与数据传输.......................................................................4 （一）网络发展历史回顾..............................................................4（二）网络传输设计思想..............................................................5（三）当前网络的局限性..............................................................8（四）下一代网络的关键突破点................................................10 二、现有Web3.0演进路径................................................................12 （一）语义网构建意义互联的网络空间....................................12（二）Web3与公链：构建信任原生的网络结构...................13 三、数字实体互联网络.........................................................................15 （一）概念与内涵.........................................................................15（二）核心设想.............................................................................17（三）关键价值.............................................................................18（四）核心技术.............................................................................22 （五）与现有技术的对比............................................................23 四、相关标准化组织及其相关活动....................................................26 （一）相关标准化组织.................................................................26（二）相关标准.............................................................................27 五、未来发展展望——迈向智能协同的数字实体网络....................32 附：缩略语...............................................................................................33 一、网络发展与数据传输 （一）网络发展历史回顾 网络技术的发展经历了半个多世纪的演进，从最初的ARPANET（1969年）开始，网络技术已经完成了多次质的飞跃。ARPANET最初的设计目标是为了实现计算机之间的资源共享，其核心思想是分组交换（PacketSwitching），这一思想彻底改变了信息传输的方式，奠定了现代网络的基础。 20世纪70年代，TCP/IP协议族的提出（1974年由VintCerf和BobKahn提出）标志着网络技术进入了一个新阶段。TCP/IP采用分层架构：IP等网络层协议负责将数据分组从源主机以尽力而为（best-effort）的方式送达目的主机；TCP等传输层协议则专门负责进程（端）到进程（端）的可靠数据段传输服务，即，将数据交付从两台主机扩展到了两台主机上的进程。这种分层设计使得网络各组件能够独立演进，极大地促进了数据传输的扩展性和适应性。 20世纪90年代，TimBerners-Lee发明的万维网（WorldWideWeb）将互联网从学术和研究工具转变为全球信息基础设施，其主要贡献是在网络应用层采用超文本标记语言HTML将主机中的信息进行结构化表达和采用超文本传输协议HTTP进行浏览器与服务器之间的通信，以传输HTML文件、图像、视频等信息。HTML协议、HTTP协议以及浏览器等技术使得主机中的信息能够被普遍访问和相互链接，这创造了全新的信息交互范式。这一时期，网络互联的对象从主机互联延伸到了超文本互联。 万维网出现之后（1995年左右开始），互联网的商业化进程开始提速，网 络技术的普及和应用创新蓬勃发展。电子商务、搜索引擎、社交媒体等新型应用不断涌现，网络处理的对象和交互模式变得更加多样化。21世纪前二十年，移动互联网与云计算技术成为全球信息技术发展的主导趋势：智能手机等移动终端的普及把网络应用扩展到移动视频、移动多方会议、实时定位、传感器智能协同等；云计算则重新定义了计算资源的获取和使用方式，降低了用户数据处理和存储的成本，大大缩短了应用建设周期。这一时期，互联网应用层协议栈经历了重要演进，如HTTP/2（2015年）、QUIC（2012年提出，后成为HTTP/3基础）等新协议的出现，旨在解决传统TCP/IP在高延迟、移动环境下的性能问题。 随着全球数字化转型、国际贸易、数字金融等业务的发展，相关技术正处于快速迭代演进阶段。本白皮书主要针对全球文本互联Web2.0之后的下一代数据互联技术架构展开思考与探究。 （二）网络传输设计思想 1)网络分层的核心思想 OSI七层模型和TCP/IP四层模型都体现了网络设计的核心思想：分层抽象。每一层为其上层提供服务，同时屏蔽下层的实现细节。这种设计使得网络各组件可以独立发展和优化，而不影响整体架构。 在网络分层架构中，各层的处理对象有所差异：“数据链路层”（如以太网、Wi-Fi）负责物理设备间的数据帧传输；“网络层”（如IP）负责主机到主机的数据包路由；“传输层”（如TCP、UDP）提供端到端的通信服务；“应用层”（如HTTP、FTP）则实现具体的应用功能。 2)网络传输的实质：状态与信息的传递 从本质上看，网络传输的本质可以归结为“状态变更和信息流动”，网络通信的核心机制始终围绕着信息的端到端传递以及传输过程中状态同步的实现。无论是早期的文件传输，还是现代的视频流媒体，在传输过程中均需保持信息的完整性。信息完整性（DataIntegrity）是一个严格的技术概念，特指数据在采集、处理、存储和传递过程中保持完整且未被篡改、遗漏或损坏的特性，这一特性主要通过校验和（Checksum）、数字签名（DigitalSignature）等密码学机制予以保障。 近年来，除了信息的完整性，ICT技术在追求的另一个重要特性是信息的时效性。时效性指信息在特定时间段内具备使用价值的特性，其核心在于信息能否在需要时及时传递并发挥作用。时效性直接影响信息的决策价值——过时的信息如同“失效的药品”，即使内容完整准确，也可能导致判断失误或机会丧失。 互联网基于"尽力而为"（best-effort）的数据传输机制，能够满足大多数常规信息传输需求，例如电子文档传输、门户网站新闻资讯等典型的Web1.0和Web2.0应用场景。然而，特定类型的信息对传输时效性具有严格要求，超出时限将导致信息价值丧失。以工业控制系统为例，执行器的传感器状态信息若未能及时传输，将造成控制时序错乱；金融交易场景中，买卖报价瞬息万变，信息传输延迟会直接影响成交价格。这类场景下，信息的时效性成为其使用价值的决定 性因素。 3)网络处理对象 网络分层思想的核心之一是在每一层网络把信息对象进行合理的抽象，并针对该抽象专注于处理该层的任务功能。如图2所示，具体说明如下： 物理层（也被称为一层网络）的处理对象是物理介质上的比特流，主要功能包括：定义物理接口标准（如网线接口规格、信号编码方式）、确定传输速率（如10Mbps、100Mbps）、处理信号的传输方式（全双工/半双工）、屏蔽物理设备的差异，以为数据链路层提供统一传输服务。 为确保比特流传输的可靠性，数据链路层（也被称为二层网络）将需要处理的对象抽象为数据帧，主要功能包括：将比特流封装成帧（包含源/目的地址）、差错检测与纠正（循环冗余校验等）、流量控制（避免网络拥塞）、介质访问控制（解决多设备共享同一传输介质的冲突）等。 为了实现数据能跨二层网络传输，网络层（也被称为三层网络）将数据抽象为数据包（Packet），主要功能包括：基于IP协议进行逻辑寻址（如IP地址）、路由选择（确定最佳路径）等，实现跨网络通信。三层网络与具体的网络介质无关，极大扩展了网络互通的范围。 三层网络解决多个二层网络互联互通的问题，作为通信终端的主机之间的传输质量保障需要传输层（也被称为四层网络）解决。传输层将三层网络的Packet封装为段（Segment），针对段进行连接管理、流量控制及错误校验（如TCP的可靠性保障或UDP的实时性传输），并使用端口号区分主机上的应用进程，实现主机之间的信息通信。 传输层之上，OSI模型中的会话层（负责建立、管理和终止会话）、表示层 （处理数据编码、加密等）和应用层（处理应用程序数据）在实际TCP/IP实现中往往被统称为应用层。 （三）当前网络的局限性 1)处理对象存在局限 OSI七层模型主要解决异构网络互通问题，并非针对语义数据互联：OSI标准化工作的主要动机是解决IBMSNA体系等私有网络结构互不兼容的问题，为此，