区块链行业报告：以去中心化之力、重塑生产关系.pdf

孔德云36氪研究院2018年 2月以去中心化之力、重 塑 生产关系区块链行业 报告2 区块链是分布式账本的一种，它既具备了多节点完全冗余的分布式数据库即“去中心化”的特点，又具备了“环环相扣”的特色，最终解决的是价值传输的问题 。 而数字货币则是区块链进行价值传输、发挥去中心作用的有力工具。 在以点对点交易为主角的区块链 1.0时代 ，回报率 为 王，鲜有 人关注数字货币的应用 价值。从 比特币历史价格来看，我们预测，随块产生的比特币第三次减少即 2021年时，比特币价格很有可能迎来第三次大幅上涨 。此外， 比特币 交易 手续费在经历了 2009-2012年不理智的大涨大跌之后，2018年将是手续费 持续稳定攀升 的一年，目前已初现 端倪。报告摘要2017年，比特币投资回报率达 181%，全品类数字货币合计回报率更是高达448%。区块链的发展可以划分为三个阶段：点对点交易、智能合约和泛区块链应用生态（ Token经济 ）。 在区块链 1.0时代，数字货币的买入卖出是人们参与区块链最主要的形式，该阶段鲜有人关注数字货币的应用价值，更多地关注点在于数字货币的回报率 。该阶段，数字货币交易平台成为最大获利者。 在 区块链 2.0时代，区块链依据可追溯、不可篡改等特性形成了信任基础，为智能合约提供了可信任的执行环境，使得合约实现自动化、智能化成为可能。该阶段，数字身份的构建是重点。 在区 块链 3.0时代， Token是区块链网络上的价值传输载体 ，其以 流通效率为衡量基准，更深一层则是以影响力为衡量 基准。该阶段， Token 的生态建设是重点 ， 首先 是要有落地场景 。虽然目前“区块链 +”热情高涨，但真正适用于做“区块链 +”的 场景我们 认为至少要符合三点： 场景中需要一个账本存在（不局限于记录价值）；有真实性诉求；需要形成大规模共识。36Kr-区块链行业 研究 报告2018.2目 录 Contents一 . 区块链行业概述 区块链发展历程及简介二 . 基于 POW共识 的典型交易 流程 哈希值计算详解 全球算力分布情况 全球节点分布情况 奖励 分配 不对称加密技术 交易手续费未来走势 隔离验证 BTC与 BCH的算力之争 其他币种信息一览三 . 区块链行业发展三部曲 区 块链 1.0：点对点交易 数字货币与其他品类投资回报情况对比 比特 币财富榜 全球主要数字货币交易平台一览 区 块链 2.0：智能合约 智能合约概述 数字 身份概述 区块链 3.0： Token经济 全球及中国区块链项目分布情况 全球区块链项目全景图 典型跨境支付项目介绍 Circle 典型物联网项目介绍 Filament四 . 区块链 行业未来展望 未来展望区块链行业概述CHAPTER 区 块链发展历程及 简介5 从信息科技创新的角度来看， 20世纪 70、 80年代 第一次 萌生了因特网， 即 我们当前网络架构的“第一层”； 1990年开始 ， Tim Berners-Lee等 人推动 了万维网的发展，使得信息的传输和共享成为可能；1999年， Salesforce的形成标志 着信息科技创新已进入第三阶段即云计算时代； 21世纪开始， 随着智能设备的普及和带宽 成本的 降低 ， 我们开始体验到“物联网”的便捷； 2008年，中 本聪第一次提出了区块链的 概念，其在密码学、分布式存储等技术的基础上，即将创造第五次信息科技创新的高潮。区 块链是对过往技术的重新组合，是现阶段信息科技创新的高潮区块链行业概述1. 区块链行业概述1.1 区 块链发展历程及简介来 源 ： MIT connection science1970s-1980s1990-19991999-2015+2006-2016+2008-202?因特网万维网云计算物联网区块链 谈到区块链，我们先解释一下数据库的 类别 。当前，数据库主要以 三种形式呈现：中心式、分散式和分布式 。在中心 式体系中，所有数据都统一存储在一台计算机上，管理方便但易遭到破坏且信息透明度较低，类似传统的 IDC机房。36Kr-区块链行业 研究 报告2018.26作为分布式账本的一种，区块链兼具去中心化和环环相扣的特点区块链行业概述中心式 分散式 分布式 分散式 体系中，没有中央存储，存在多个“小中心”服务器向用户提供服务，具备较强的可扩展性，类似云计算时代的 CDN；分布式体系中，每个节点都存储同一份数据，并且实时更新，其特点是所有节点都拥有平等的权利，且节点越多，整个分布式系统安全性越高 。区块链分布式数据库数据库 区 块链是分布式账本的一种，它既具备了多节点完全冗余的分布式数据库即“去中心化”的特点，又具备了“环环相扣”即“最长链 共识” 的特色，最终解决的是价值传输的 问题（“最 长链 共识 ” 即 长链覆盖短链，每个新区块优先以最长的链尾作为新区块头部，因此区块链得以从最长端不断 延续）。36Kr-区块链行业 研究 报告2018.21. 区块链行业概述1.1 区 块链发展历程及简介基于 POW共识的典型交易流程CHAPTER 哈希 值计算详解 全球算力分布情况 全球节点分布情况 奖励分配 不对称加密技术 交易手续费未来走势 隔离验证 BTC与 BCH的算力之争 其他币种信息一览8 第一步： Alice向区块链网络广播交易请求； 第二步：矿工通过查看 Alice的账户余额等易进行真实性验证，并将这笔交易同其他 未确认交易 一同打包，形成一个区块，进行集体确认。交易 流程 包括 ：交易请求、交易打包、哈希值 计算等 七个步骤基于 POW共识的典型 交易流程2. 基于 POW共识的典型 交易流程36588笔 未确认交易图示：比特币交易情况实时图时间截至 2018.1.30 pm 14:13； 数据来 源 ： Blockchain， 36氪研究院总手续费 721.58184331 BTC总容量 613253.837 KB来自 CBInsights； 36氪研究院Alice 想给 Bob发送 2个 比特 币。首先， Alice向运行在全球众多节点上的分布式数据库（即 区块链网络 ）发送交易请求。矿工对交易进行验证（ eg.查看 Alice的账户余额），并将其与其他交易 共同 打包 在一个区块内。1 2为将新的区块链接到之前的区块链尾部，矿工需要利用大量的算力去做一道 数学难题 ，最终算力和幸运值俱佳的矿工 Tom最先找到了答案。36其他矿工对 Tom的工作量进行确认，其他节点对账本进行同步。4当多数矿工确认该区块时， Tom将得到 比特币奖励 。5Alice的交易随同区块的其他交易一起被连接到区块链上。7Bob收到两个比特币。 以比特币为代表的数字货币是目前基于区块链技术最成功的应用，区块链技术也得益于比特币得到了更深层次的拓展。以 Alice向 Bob发送比特币为例，基于 POW共识的典型交易流程大致如下 ：36Kr-区块链行业 研究 报告2018.29 第三步：矿工利用大量算力，通过解公式：hN=Hash（ A hN-1 Nonce）找到所要的哈希值hN。其中， hN-1为父哈希值即上一次最新产生 的区块 （以下简称 次 最新区块）的哈希值， hN为 本次区块的哈希值。每一个最新区块之所以能链接到次最新区块而非其他区块，主要原因就是每一个 次最新 区块的哈希值也就是父哈希 hN-1都是求得最新区块哈希值的 hN的必要已知条件，这就是“最长链共识”。对于矿工来说，当最新的哈希值被其他矿工播报并确认后，就没有必要再纠结于此区块，而是尽快以此区块产生的最新哈希值 hN作为已知条件，求取下一个区块哈希值 hN+1。哈希算法的本身特性使得区块链的环环相扣成为可能块高度： 507751块哈希： 0000000000000000004f1父哈希： 000000000000000000431时间戳： 2018-02-05 17:07:00难度： 61.96 T / 2.60 T目标值 (The Target)： 0x176c2146随机数 (The Nonce)： 0xd892fbbaMerkle Root： 47b03241区块主体：此区块中所有交易信息块高度： 507752块哈希： 000000000000000000566父哈希： 0000000000000000004f1时间戳： 2018-02-05 17:18:04难度： 3.49 T / 2.60 T目标值 (The Target)： 0x176c2146随机数 (The Nonce)： 0x0b09df45Merkle Root： eaf53804区块主体：此区块中所有交易信息块高度： 507753块哈希： 0000000000000000003c3父哈希： 000000000000000000566时间戳： 2018-02-05 17:19:34难度： 5.84 T / 2.60 T目标值 (The Target)： 0x176c2146随机数 (The Nonce)： 0x1b3be024Merkle Root： c3556efd区块主体：此区块中所有交易信息 从上 表中，块高度 507751的块哈希值是块高度507752的父哈希值。此外，时间戳即每块产生的实时时间，产生速度基本可维持在 10分钟左右（上下浮动在 10分钟内）。数据来源： btc36Kr-区块链行业 研究 报告2018.22. 基于 POW共识的典型 交易流程2.1 哈希 值计算 详解2.2 全球 算力分布情况2.3 全球 节点分布情况2.4 奖励 分配基于 POW共识的典型 交易流程3第 三 步10 难度值将随全网算力变化而不断优化，每出 2016块进行一次难度调整 （以 10分钟每块为基准，若块产生速度过快，则难度提升；反之，则难度下调） 。区 块链协议 规定 ， 使用 一个常量除以 难度值，可得到 目标值 (The Target)。 显然， 难度越 大，目标值就越 小，则找到该值的概率越低（目标值是该区块哈希值的最大值，可用哈希值 目标值 即可 ）。 整体 来说，公式 hN=Hash（ A hN-1 Nonce）中，A、 hN-1为已知值，通过不断的尝试随机数 Nonce，使得 hN 小于目标值 (The Target)，即可得到该区块可用的哈希值 hN。 从全网比特币区块挖掘难度和算力变更趋势来看，两者呈正相关关系。矿机芯片也逐步由 CPU/GPU，更迭到如今挖矿专用的 ASIC芯片。 全 网算 力伴随挖矿 难度 的提升而不断提升 的 过程中，虽会造成算力资源的“浪费”，但算力整理也构成了基于 POW共识交易网络的安全屏障。算力构成了基于 POW共识交易网络的安全基石01232009/ 2011/ 2013/ 2015/ 2017/20182010 2012 2014 2016数据来源： BTC； 36氪研究院比特 币 难度 变更趋势（单位： T）05101520252009/ 2011/ 2013/ 2015/ 2017/20182010 2012 2014 2016数据来源： BTC； 36氪研究院比特 币全网 算 力 变更趋势（单位： E）注： K1000次运算 /s； M100万次运算 /s； G10亿次运算 /s； T1万亿次运算 /s； P1000万亿次运算 /s； E100兆次运算 /s36Kr-区块链行业 研究 报告2018.22. 基于 POW共识的典型 交易流程2.1 哈希 值计算 详解2.2 全球 算力分布情况2.3 全球 节点分布情况2.4 奖励 分配基于 POW共识的典型 交易流程