谦言技语TEE + Hypervisor万物互融与元宇宙时代的发展基石

Posted 2023-03-31 GoldenRiver2018

元宇宙Metaverse:

“一个集体虚拟共享空间，由虚拟增强的物理现实和物理持久的虚拟空间融合而创造，包括所有虚拟世界、增强现实和互联网的总和。”

——维基百科

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一.红药丸? or 蓝药丸？

THAT'S A QUESTION

近期，元宇宙成为了新一轮热点话题， 我们似乎要马上进入了一个“黑客帝国”的时代， 一部分人甚至开始思考“红药丸”和“蓝药丸”的两难选择问题【1】。诚然，元宇宙概念中有不少商业炒作成分，但我们必须要承认在必要的商业化包装之下，元宇宙必然有其存在的逻辑和共识基础。人和其他物种的不同就在人类相信虚构化、故事化的未来，并能达成共识为之奋斗一生【2】，就像当年学术界中历经多年都不温不火的网格计算，在经过充满科幻感的商业包装之后，华丽转身成为如今无人不知的云计算；而原本毫无新意的分布式计算思想在应用到区块链，尤其是比特币之后就大放异彩。沿着近年来的发展路线我们可以看到，万物互融将原本割裂的物理世界汇聚成一体，而元宇宙又将物理世界与虚拟世界以数字孪生地方式连接在一起。在元宇宙中，物理世界与虚拟世界是相互影响的，这与物理世界单向影响虚拟世界的互联网有着本质区别。在元宇宙中两个平行世界将以数据的方式相互影响，这些数据最终汇聚成更全面的元宇宙大数据。基于元宇宙大数据的人工智能将通过虚拟世界的设计建模进一步解放个体的生产力；区块链将以不可抵赖的数字方式更加公正合理的解决生产关系问题；而物联网终端与智能汽车等智能设备，则像是虚拟世界与物理世界的桥梁，以硬件为根基锚定在物理世界，以软件为触手螯合在虚拟世界，并以数据的形式实时的影响着两个平行世界。

二.无限未来 浩瀚无垠

UNIVERSE  &  VASTNESS

    元宇宙的概念无疑是超出人类习惯性认知的，这可能需要用更加通俗的比喻，或者故事性的解读才能让大多数人理解这个概念，就像让大家知道区块链并不等同于比特币一样，元宇宙也不仅仅是云游戏与数字孪生。诚然，对整个系统的发展和演化有着关键决定性作用的那些物理性、本质性、基础性的问题，往往不太容易被形象化和故事化的表达出来。因此我们可以尝试着用我们所熟悉的身体作比喻，让更多的人去理解元宇宙之中的一些关键性问题。例如：我们每个人都习惯赞美一个人大脑聪明发达，却从没有人夸奖过一个人的脑干是如何的高效灵敏。要知道我们的大脑的运转是很随机性的，甚至有时是很不靠谱的，人生命中最基础的呼吸、心跳、反射等机制都是由脑干来完成，人一旦真正遇到危险，很多时候不经由大脑只是通过一些条件反射直接处理并规避风险的，这是物种得以生存和进化的基本机制。这类比喻在元宇宙概念之中对应着一个同样很底层的关键性问题，即在万物（包括人）全连接的场景中，单个个体的不安全、不可信、不可靠更容易引起蝴蝶效应级别的系统性风险，虚拟世界既要锚定可信的物理世界（可信计算），又要保证其虚拟化、匿名化的特质（隐私计算），这样才能利于在个体之间建立可信关系与共赢基础（区块链）。

三.虚拟世界&物理世界

VIRTUAL WORLD & PHYSICAL WORLD

    因此，如何在现有物理基础上构建虚拟世界与物理世界的可信连接，为每个个体打造可信、可靠、安全的脑干系统就变得十分关键。当前最佳的解决方案可能是TEE和Hypervisor，两者的基础概念本文不做详细介绍，大家可以网上自行查阅，不是什么新鲜事物。在此处我们需要关注的是，万物互融与元宇宙新时代赋予了两者新的内涵和意义，即：为万物互融与元宇宙时代提供虚拟世界与物理世界的可信锚点，在每个个体节点中为AI【3】与区块链【4】提供充分的、可信的、安全的、匿名的算力基础。

图1

    图1以车联网、物联网为例展示了TEE和Hypervisor 在万物互融的位置和作用。

图2

    图2中的Secure SOA沿用了近期车联网中比较热的一个概念，事实上就代表了广义上区块链的思想，特别是当面临国家、机构、公司的一些互信壁垒时，Secure SOA需要引入必要的分布式信任机制，以达到合作共赢。

四.TEE/Hypervisor/Secure SOA

MAKE A COMPARISON

    鉴于元宇宙还是一个新兴概念，本文先给出一个大概的示意图供大家参考，如图3：

图3

    其中，TEE与Hypervisor为GPU虚拟化、可信连接、可信身份认证、可信设备认证、隐私计算、数字货币提供重要的基础设施。并且在此基础上，Secure SOA可以帮助虚拟计算资源与数据在端侧、边缘侧、云侧设备之间安全、可信地迁移， 从而端侧、边缘侧、云侧设备之间可以深度协同和交互，可以说万物互融是手段和方法，元宇宙是方向和目标，两者相辅相成。下面两个例子描述了TEE、Hypervisor与Secure SOA中间件在万物互融中的具体应用场景。

图4

    如图4所示，智能座舱与自动驾驶对GPU的算力要求比较高，通过TEE和Hypervisor在端与云侧同时隔离出的可信GPU设备。当本地GPU算力不足时，本地GPU设备通过Secure SOA向远端服务器中的可信GPU设备发起请求并完成资源共享。从而在保证高安全、高可靠前提下，完成了GPU资源的远程虚拟化共享，甚至可以实现虚拟机、应用的端云迁移，该方案同时适用于云游戏等应用场景，是未来元宇宙中的一个典型案例。

图5

    图5概括性展示了一个数字货币的应用场景，当本地收单设备在发起数字货币交易时，通过Secure SOA向本地可信设备发起鉴证请求，提升双离线支付体验；在线同步过程中， 端与云侧可信身份与可信设备完成双向鉴证；本地数字货币应用向境内与境外可信金融服务器发起账户同步请求，通过分布式信任机制完成整个跨境交易。上述方案通过TEE和Hypervisor在端与云不同设备中构建信任体系，通过Secure SOA构建分布式信任策略，从而在保证高可信、高安全的基础上，完成数字货币的整个跨境交易流程。

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下期预告

    提及了这么多次TEE和Hypervisor，他们的一些本质的技术特性以及新时代的特征需求是什么？为什么他们更适合做万物互融与元宇宙时代的脑干和锚点呢？请继续关注 《TEE + Hypervisor万物互融与元宇宙时代的发展基石》系列文章第二篇。

我们下篇再见!

参考资料与注解：

【1】 参见《黑客帝国》系列电影情节。

【2】 参见尤瓦尔的《未来简史》。

【3】 由于全球各地法规的强制要求（如欧洲GDPR、中国数据安全法与个保法），数据分析呈本地化趋势，联邦学习等AI技术正在兴起。

【4】 当前关于区块链的攻击方法也呈分布式化，如果攻破区块链中的51%节点，基于区块链构建的信任机制也将失效。