原文来源：上海树图区块链研究院
在 2022 年 9 月 21 日召开的 Conflux OS 操作系统发布会上，上海树图区块链研究院发布了面向 Web3.0 的 Conflux OS 操作系统。本次发布会由上海市科学技术委员会、上海市徐汇区人民政府指导，上海树图区块链研究院主办，湖南湘江树图信息科技创新中心协办。
发布会上，Conflux 树图创始人、上海树图区块链研究院院长龙凡教授，介绍了 Conflux OS 产品与产品研发背景；上海树图区块链研究院研究总监杨光博士，从技术角度详解了 Conflux OS。
背景
当今世界，科技创新是第一生产力，互联网革命是我们对于这一创新理念的最切近、最直观的体验。世界互联网诞生 53 年，中国全功能接入互联网 28 年。28 年来，中国互联网发展历程波澜壮阔，迅速成为生产力的第一推动力，全方位驱动中国经济高质量发展，数字经济已然成为中国经济发展的新引擎、新亮点、新动能。截止 2021 年我国数字经济规模达 45.5 万亿，总量稳居世界第二。
互联网是人类通信技术的重大革命，对人类社会产生了极其深远的影响。随着当前各类信息技术的迭代创新，互联网正呈现向下一代互联网演进的趋势。这一演进或将引发新一轮的信息革命，进一步深刻改变人们的生活、工作以及社会的方方面面。在 Web1.0 问世前夕的 1993 年，美国克林顿政府出台「国家信息基础设施」战略计划，大力建设信息时代的「高速公路」，从而获得 Web1.0 和 Web2.0 的全球领导地位。互联网经过 30 年的发展，如今正处在 Web2.0 向 Web3.0 演进的重要时点。
不同于技术领域的常见的以技术指标划分代际的方式（例如移动通信领域的 2G/3G/4G/5G 或芯片领域的 28nm/16nm/7nm 制程等），Web1.0、Web2.0、Web3.0 的划分不在于技术指标，而在于产生和处理数据的形式。如果把前者归纳为生产力的发展阶段，则后者实际上对应于数字世界生产关系的不同阶段。
简单来说，Web1.0 的特征是以读为主的「信息互联网」，专业的网站（例如门户网站）负责生产内容，用户是内容的消费者；Web2.0 的特征是「可读+可写」的「社交网络」「交互互联网」，强调「互动、分享、关系」，随着移动互联网以及 YouTube、Facebook、Twitter、微信等网络平台的发展，用户作为内容的主要生产者在互联网上传播自己的作品（包括文字、图片、视频等）并与其他用户交流互动。无论 Web1.0 还是 Web2.0，互联网平台都能凭借着对数据和算法的控制权获得制定规则和分配利益的权利，用户在互联网平台面前缺乏自主权。
Web3.0 的特征是「可读+可写+可拥有」的「价值互联网」「契约互联网」，强调以用户为中心的「自主权」，赋予用户管理数字身份、掌控个人数据、监督算法应用的自主权，以此重塑互联网参与者的信任与协作关系。所以，Web3.0 以写成代码的规则代替互联网平台的「黑盒」，让信息处理的过程更公平、更透明，通过数字化的契约保障创作者对于作品的所有权和收益权，可实现与日新月异的数字内容生产力更为匹配的数字生产关系。
为了实现 Web3.0 所追求的自主性，就不能再依赖互联网平台的中心化服务器处理数据信息，必须建立中立、可信的计算平台，作为 Web3.0 的数字基础设施，以公开、透明、可信的方式在数据的采集、流转、存储、处理、分发等各个环节完成对于中心化平台的替代。区块链共识系统就是这样的计算平台：区块链共识节点共同维护区块链账本记录的数据，根据智能合约代码进行计算并对结果达成共识，实际上就是在共识系统实现了一个虚拟的计算机，可以对外提供中立、可信的数据存储和计算服务。Web3.0 应用通过调用区块链共识系统，即可保证关键数据和关键计算环节不被恶意控制篡改的可信性。
但是另一方面，调用区块链共识系统完成数据存储和计算任务是不同于传统的基于中心化服务器（包括分布式系统和云计算）的全新计算模型，技术门槛较高，特别是在涉及适配多个区块链共识系统时将更为复杂。让应用开发者直接面对 Web3.0 底层的共识存储和共识计算，针对各个区块链系统开发应用，必然浪费大量精力，不是一个好的解决方案。所以，为了降低应用研发的门槛和成本，让应用开发者更专注于业务逻辑，应当从技术上统一管理底层分布式的、多来源的异构计算资源，为应用开发者提供封装好的接口。
这样的统一管理和调度底层计算资源，为上层应用提供开发和运行环境的系统，在 PC 时代和智能手机时代被称为「操作系统」。而随着 Web3.0 信息处理范式的演进，Web3.0 产业发展也需要一个与其匹配的操作系统。这就是研发 Conflux OS 操作系统的背景。
Conflux OS 操作系统
Conflux OS 是遵循 Web3.0 计算范式，管理和调度 Web3.0 底层计算资源的网络操作系统，其运行的载体不是单台计算机或智能手机，而是整个 Web3.0 网络。粗略来说，Conflux OS 最核心的计算资源不是来自于本地的 CPU、内存、硬盘等硬件，而是 Web3.0 网络中存在的公共服务，包括区块链共识系统提供的数据存储和计算能力、IPFS 提供的数据存储服务、第三方服务商（基于 TEE、MPC、FHE 等可信计算技术）提供的计算服务等。Conflux OS 通过管理和调度这些来自于 Web3.0 网络公共服务的资源保障数据存储和计算的中立性和可信性，并以此帮助 Web3.0 应用实现用户对于身份、数据和算法的自主权。
Conflux OS 操作系统分为四个层次：
1. 用户客户端：形式上是运行在用户本地（手机、PC）的程序，为用户提供访问 Web3.0 资源和应用的入口，包括 Web3.0 浏览器、应用市场、个人账户和数字身份管理等功能，并为运行其他 Web3.0 应用提供图形化的操作界面。目前 Conflux OS 主要提供手机端 App 作为用户客户端。
2. 生产力工具：面向 Web3.0 应用运营者的生产力工具，包括 NFT 套件、DAO 社区套件等，通过图形化界面实现开箱即用和无代码开发，降低生产和使用 Web3.0 产品的技术门槛。套件还提供可扩展的 API 接口，支持轻量级的定制开发和丰富多样的产品形态。Conflux OS 还将陆续推出面向其他应用场景的生产力工具。
3. 开发环境：面向 Web3.0 应用开发者，Conflux OS 将以开源形式提供 UI 交互层的前端组件库和面向中、后台业务的开发框架，SDK 或 Web API 形式的中间件，以及测试网络、沙盒环境等基础服务。Web3.0 应用开发者可在已有的开发框架内实现自定义的业务逻辑，以低代码开发的形式快速高效地完成开发任务。
4. 底层基础设施：管理和调度来自 Web3.0 网络的计算资源，包括在选择和定位区块链共识节点、基于区块链系统读写数据和执行计算任务。Conflux OS 将先在底层接入树图公有链和树图联盟链作为承载 Web3.0 应用的共识存储和共识计算的基础设施，未来还将接入以太坊、IPFS 等其他 Web3.0 资源。
Conflux OS 操作系统的应用层接口将执行正在制定的 IEEE P3217《区块链系统应用接口规范》国际标准（该标准由上海树图区块链研究院牵头制定），为其他 Web3.0 应用提供最大程度的兼容性。
Conflux OS 操作系统的意义
类比于 PC 和智能手机的操作系统，Conflux OS 作为 Web3.0 操作系统实现了系统开发者和应用开发者、运营者之间的合理分工，通过统一的系统接口和应用开发、运行环境，有效降低了开发和运营 Web3.0 应用的技术成本，让开发者和运营者更专注于业务逻辑，有利于 Web3.0 应用生态乃至整个「元宇宙」产业的蓬勃发展。
针对 Web3.0 和元宇宙环境的多链并存、技术快速迭代的现状，Conflux OS 通过封装底层异构的区块链系统，向应用层提供统一的接口，可以有效解决跨链信息难以互通、多链部署适配成本高等问题。通过整合底层区块链系统，Conflux OS 有望在一定程度上弥合目前 Web3.0 产业割裂的生态。
Conflux OS 还向用户提供了一站式的 Web3.0 终端入口，不仅协助用户方便快捷地管理个人数字身份，还通过 Web3.0 应用商店提供经过审核的安全可靠的应用，避免用户因高风险应用、钓鱼网站等蒙受损失。
综上，Conflux OS 对于 Web3.0 和元宇宙产业的意义在于通过分工合作提升了生产效率，促进应用生态发展；对于用户的意义在于提供了一个方便、易用、安全的终端入口，以及丰富多样的 Web3.0 应用。
补充资料：树图区块链
树图共识算法是采用树图结构（Tree-Graph）组织区块的高性能共识排序算法，该算法可对并发区块的排序达成一致的共识，从而在不牺牲开放性和安全性的前提下，从交易吞吐率（TPS）和确认时间（Confirmation Latency）两方面突破了现有区块链系统的性能瓶颈。在由上万个采用工作量证明（PoW）的共识节点组成的区块链网络上，树图共识算法实现了超过 6000 TPS 的高吞吐率，同时将确认时间缩短至 23 秒内。作为对比，比特币和以太坊吞吐率仅有 7 TPS 和 40 TPS，且分别需要长达 1 小时和 10 分钟的确认时间。在区块链底层技术领域，树图共识算法打破了西方国家的垄断地位，创新性和先进性获得了学术界和产业界的广泛关注，并成为脸书（Facebook）公司的 Diem（原名 Libra）联盟链项目在技术白皮书中提及的唯一由中国人主导的区块链项目。
树图公有链（Conflux）是基于树图共识算法实现的高性能公有区块链底层基础设施，设计吞吐率 3000 TPS，达到比特币的 428 倍和以太坊的 75 倍。树图公有链主网于 2020 年 10 月 29 日正式上线，目前（截止 2022 年 9 月 15 日）账户总数超过 2，400 万个，处理交易总数超过 1.14 亿笔，同时在线的共识节点数量超过 5000 个（排名全球前三），性能和安全性均达到世界领先水平。在稳定的跨链服务和丰富的开发者工具支持下，树图公有链已孵化了上百个生态项目。
树图联盟链是针对联盟链场景优化的高性能区块链底层基础设施。经中国电子技术标准化研究院（CESI 实验室）检测，树图联盟链 1.0 版可在 100 个共识节点的网络实现超过 20000 TPS 的吞吐率，在规模和性能两方面同时达到世界领先水平。树图联盟链实现上述网络规模和共识性能时，单个共识节点的硬件配置仅需 8 核 CPU/16 GB 内存/百兆网络，远低于国内其他类似联盟链的硬件需求，是「效费比」最高的联盟链。
补充资料：IEEE P3217 标准
IEEE P3217《区块链系统应用接口规范》定义和规范区块链系统的区块链层和应用层之间交互的接口，目的在于规范区块链应用与区块链共识系统之间的交互模式，使得应用层开发者可以从底层共识系统的细节中解放出来，只需专注于业务逻辑而不必熟悉各个区块链系统的差异。
如果将区块链系统的区块链层和应用层类比于传统计算机的操作系统和应用软件，则 IEEE P3217 标准的作用就类似于定义了 UNIX 操作系统接口的 IEEE 1003《可移植操作系统接口》（英文为 Portable Operating System Interface，缩写为 POSIX）标准，又称 ISO/IEC 9945 标准。
POSIX 是 IEEE 为了方便在不同版本的 UNIX 操作系统上开发和运行软件，而定义的一系列 API 标准的总称。遵循 POSIX 标准开发的软件可以非常方便地移植到所有兼容 POSIX 标准的操作系统，这对于不依赖于具体操作系统的开源软件尤为重要，因而该标准得到了业界和开源软件社区的广泛认可。常见的操作系统中 macOS、Solaris 等均获得了 IEEE 官方的 POSIX 认证，Android、Linux、Darwin（macOS 和 iOS 的核心）等虽未获官方认证但实际上均兼容 POSIX 标准，微软的 Windows NT 也部分实现了 POSIX 标准。
