“问道”比特币，国内区块链投资柳暗花明.pdf

research.stocke 1/25 请务必阅读正文之后的免责条款部分  Table_main 基金 研究 月度 模 板   主题投资 报告日期： 2016 年 05 月 10 日   “问道”比特币，国内区块链投资柳暗花明    区块链 主题研究报告 系列之 二  主题策略主题投资 ： 王鹏  执业证书编号： S1230514080002； 廖凌  执业证书编号： S1230514080001 ： 021-80106010                       021-80105932 ： wangpengstocke             liaolingstocke Table_relate 相关报告  区块链：  链接万物，信由心生  区块链主题研究报告系列之一 _20160410 公众与资本关注度飙升，区块链蓄势待发 Signal or Noise 2016 年第 3 期_20160404 table_research 报告撰写人：  王鹏；廖凌  数据支持人：  王鹏；廖凌 ；李锋  报告导读  比特币是目前区块链技术最成熟的应用，对其产业链的研究对于挖掘区块链领域投资机会大有裨益。  投资要点   追本溯源，国内区块链发展还需“问道”比特币  2012 年 2015 年， 国外 区块链领域的吸引的 风投 资金 增长超过了 200 倍 ， 累计投资已达 10 亿美元左右 ，创业方向主要集中在 在智能合约、证券交易结算、身份证明、分布式记账、电子商务、数据 API 以及区块链基础设施等领域 ；国内的区块链创业略显沉寂。比特币是区块链最成熟的应用，国内公司在除了支付环节以外的几乎所有环节都占据了绝对的优势，“问道”比特币，将对国内区块链的投资机会的挖掘大有裨益。   比特币产业链完整，是目前区块链技术最成熟的应用  比特币产业链上游是 芯片和矿机生产商 ， 有能力生产 高性能矿机芯片的企业就可能垄断 比特币的发行权 ； 中游主要参与者有 矿工、矿池和电力提供商 ， 以及一些提供 算力交易平台、矿机托管 的衍生服务提供商 。 其中矿池居于核心环节，主要目的是为了 激励算力较低 的矿工继续参与挖矿；下游主要是交易和支付环节。国内 比特币 交易所 众 多，全球比特币交易量一度有 93%来自中国交易所。 美国在支付环节创新更胜一筹 ，主要的创新有： 比特币支付平台、比特币钱包和比特币 ATM 机 。   比特币区块链缺点明显，对其 的 扩展及竞争链出现将激活区块链 应用  比特币区块链 具有区块容量有限、交易确认时间长、能量消耗大 等缺点 ，限制了其 直接 大规模应 用 。 对 比特币区块链的扩展主要有 彩色币、闪电网络和侧链 ；主要的竞争链 有 Ethereum（以太坊）和 Ripple（瑞波币） 。这些扩展和竞争链： 1）为区块链技术未来大规模应用提供了有益的探索； 2）也为国内区块链创业指明了方向。   三条路径可从比特币产业链切入区块链  1） 核心人员自主创业 ，主要代表 有 onchain（ 小蚁 antshares 系统，用于非上市股权登记、结算等） 、 太一科技 ； 2） 比特币产业链公司转型区块链服务提供商 ，典型代表 BitFury（由矿机芯片生产转型区块链服务提供商） ，建议关注国内三大矿机芯片生产商 深圳比特泉、嘉楠耘智和比特大陆 ，此外建议关注交易所 火币网、 BTCC； 3） 与 Fintech 类上市公司合作 ，通过 技术授权 或 直接被并购 推广区 块链应用，建议关注 飞天诚信、广电运通、赢时胜、御银股份 、卫士通、信雅达和 恒生电子 等上市公司在区块链技术方面的布局进展。  证券研究报告   table_page 主题投资  research.stocke 2/25 请务必阅读正文之后的免责条款部分  正文目录  一、  追本溯源，国内区块链发展还需 “问道 ”比特币  . 4 二、  比特币产业链完整，是目前区块链技术最成熟的应用  . 4 1. 上游：芯片和矿机生产商垄断着比特币的发行权  . 4 2. 中游：集群化挖矿成必选项，云算力交易平台未来有望成为产业链中心  . 7 3. 下游：国内交易环节创业占主流，美国支付环节创新更胜一筹  . 11 三、  区块链是比特币的核心和基础架构  . 14 1. 去中心化、去信任、集体维护和可靠数据库是区块链的四大特点  . 14 2. 与现有的中心化系统相比，区块链更安全、更快速和更便宜  . 15 3. 比特币区块链的三大缺陷  . 15 四、  比特币区块链的扩展和竞争链  . 17 1. 比特币区块链的扩展  . 17 2. 区块链的共识机制与竞争币（链）  . 18 五、  从比特币产业链切入区块链的三条路径  . 21 1. 比特币产业链的核心人员自主创业进军区块链  . 21 2. 比特币产业链公司转型区块链服务提供商 . 22 3. 比特币产业链公司与 Fintech 类上市公司合作  . 24 图表目录  图  1：比特币产业链示意图  . 4 图  2： GPU 比 CPU 中有更多晶体管用于数据处理 . 5 图  3： ASIC 芯片专为矿机量身定做，执行速度快于 FPGA . 5 图  4： 比特币矿机芯片经历了从 CPU、 GPU、 FPGA 和 ASIC 四个阶段  . 5 图  5： ASIC 芯片挖矿的优点  . 6 图  6：比特币挖矿流程  . 7 图  7：已生成比特币产量走势图， 2012 年 11 月 28 日每 10 分钟新增产量首次减半  . 8 图  8： 最近一个月全球算力分布（ 2016.4.19）  . 9 图  9： 全球前 14 大矿池区块数及其占比（ 2016.4.19）  . 9 图  10：算力吧云算力交易平台的交易界面  . 10 图  11：云算力交易平台未来很可能成为比特币产业链的中心  . 10 图  12：比特币从挖矿到支付的流程图  . 11 图  13： 2015.52016.4 比特币每日成交量（ BTC）  . 12 图  14： 2015.52016.4 比特币每日成交量的美元估值（ USD）  . 12 图  15： 2015.52016.4 比特币每日美元价格（ USD/BTC）  . 12 图  16： 2015.52016.4 比特币每日交易费率（ %）  . 12 图  17： My Wallet 上托管的在线钱包总数  . 13  table_page 主题投资  research.stocke 3/25 请务必阅读正文之后的免责条款部分  图  18： My Wallet 用户的日交易总笔数  . 13 图  19：世界主要国家的比特币 ATM 机安装情况  . 13 图  20： 每个区块上记录的信息  . 14 图  21： 区块链的局部结构  . 14 图  22： 区块链的四大特点  . 14 图  23： 中国支付清算系统总体架构图  . 15 图  24：比特币区块链中每个 区块上平均每天记录的交易笔数  . 16 图  25： 比特币付费交易中交易确认所需时间的中位值走势图  . 16 图  26： 采用 ASIC 芯片挖矿每 1GH 算力的耗能情况  . 16 图  27： 比 特币的“挖矿机”高能耗，算力浪费严重  . 16 图  28： colu.co 区块链平台的架构示意图 . 17 图  29： 在线零售商 Overstock 在区块链平台发行自己股票  . 17 图  30：闪电网络上的无“中转站式”交易  . 18 图  31：闪电网络上的无“中转站式”交易  . 18 图  32：五家比特币初创公司使用 Liquid 侧链  . 18 图  33： BTC Relay 侧链可将比特币网络和以太坊网络连接  . 18 图  34：传统的跨境结汇方式存在 24 天的延时  . 20 图  35：通过 Ripple 支付网络结汇时间可以缩短至 35 秒  . 20 图  36：小蚁去中心化网络协议  . 21 图  37： onchain 提供区块 链技术服务  . 21 图  38：太一科技的核心技术  . 22 图  39：太一科技的三大行业解决方案  . 22 图  40：不同机型的矿机 挖矿的成本与收益情况对比  . 23 图  41： BitFury 的区块链转型之路  . 23 图  42： BitFury 转型区块链技术服务之后的业务结构  . 24 表 1：各种挖矿芯片的性能比较  . 5 表 2：主要矿机厂商最新款矿机的价格和参数对比  . 6 表 3：国内三大矿池重点指标对比（ 2016.4.19）  . 9 表 4：国内外主要云算力交易平台设立情况  . 10 表 5：国内外主要比特币交易所提供的服务于费用政策  . 11 表 6：四种共识机制的比较  . 19 表 7：主要在以太坊平台上创建的区块链应用  . 20  table_page 主题投资  research.stocke 4/25 请务必阅读正文之后的免责条款部分  一、  追本溯源，国内区块链 发展 还需 “ 问道 ” 比特 币  国外区块链创业如火如荼进行着 。 2012 年 2015 年，区块链领域的吸引的风险投资的增长超过了 200 倍，从 2012 年 200 万美元的投资额增加至 2015 年的 4.69 亿美元， 累计投资已达 10 亿美元左右 。 根据 CoinDesk 的比特币创投数据显示，近 200 家风险投资公司已经投资了比特币及区块链领域的创业 公司。 这些创业公司 主要集中在智能合约、证券交易结算、身份证明、分布式记账、电子商务、数据 API 以及区块链基础设施等领域。 与国外相比，国内的区块链创业略显沉寂，无论从数量还是涉足的领域看差距都很明显。国内区块链的创业和推广如何发展？最直接的办法就是取 经比特币。比特币作为最成熟的区块链应用，已经形成了完整的产业链 ，并且国内公司在除了支付环节以外的几乎所有环节都占据了绝对的优势，全球前三大矿机和芯片生产商、矿池服务提供商都 是国内企业，高盛的报告中也指出全球 80%的比特币都是通过人民币交易。因此业界一度认为中国控制了比特币。 “问道”比特币，将对国内区块链的投资机会的挖掘大有裨益。  二、  比特币产业链完整，是目前区块链技术最成熟的应用  比特币（ BitCoin）的概念由中本聪在 2009 年提出 ，是一种 P2P 形式的数字货币。比特币主要是根据特定算法进行 大量的计算 后 产生， 并通过 整个 P2P 网络中众多节点构成的分布式数据库 来确认并记录所有的交易行为，同时 使用密码学的设计来确保货币流通各个环节安全性。 目前，比特币已经形成了完整的产业链，包括 上游的硬件设备（包括芯片、矿机）生产商、中游 挖矿（比特币生产） 以及下游的交易支付环节 。  图  1： 比特币产业链示意图  资料来源 ： 浙商证券研究所  1. 上游：芯片和矿机生产商垄断着 比特币的发行权  比特币的算法是公开的，代码 在 bitcoin/bitcoin GitHub 可以下载 ，目前由 Gavin Andresen 主持的 Bitcoin Foundation（比特币基金会）来维护。任何人只要具备相应的硬件设备，都可以去官方或者矿池网站上下载相应的客户端参与到挖矿的过程中。 能否挖到 比特 币主要取决于算力的比拼，矿机的性能决定着算力 （比特币矿机的算力是指一个挖矿机每秒钟能做多少次 hash 运算 ，单位为 Hash/s） 的大小，而芯片则是矿机生产的关键。 因此，有能力生产矿机尤其是矿机芯片的企业就可能垄断着 比特币的发行权。  比特币矿机 的芯片经历了 四 个阶段： CPU、 GPU、 FPGA 和 ASIC。 其中 2009 年 1 月 比特币创始人中本聪利用电脑 CPU 挖出了第一个创世块，其后大约一年时间 BTC 网络主要依靠 CPU 挖矿 ， CPU 设计中需要大量的逻辑判断和很强的通用性来处理不同类型的数据，而 GPU 处理简单的 SHA-256 算法 速度 更具 优势 ；  GPU 由于采用了大量并行处理的核心架构，对于简单的 SHA256算法处理速度较快 ， 2010 年 9 月挖矿进入了 GPU 时代，但是 GPU 也存在功耗高、搭建部署困难的缺陷，不适合大规模部署； 2011年 12 月出现了 基于 FPGA 芯片的挖矿设备 ，其功耗 为同类型的 GPU 的 1/40，但是 FPGA 芯片 价格昂贵、部署也很复杂，主要被少数具备专业背景的矿工所使用，这个阶段 FPGA 和 GPU 成为挖矿的主力军 ；  2013 年首台基于 ASIC 芯片的 Avalon 矿机 面世，挖矿进入了 ASIC 时代。 ASIC 芯片是专为挖矿量身定制的芯片，它将 FPGA 芯片中在挖矿时不会使用的功能去掉，与同等工艺的FPGA 芯片相比执行速度块，大规模生产后的成本也要低于 FPGA 芯片。  芯片 矿机 矿池 交易平台 支付矿机组装矿机托管电力矿工兑换投机者A T M商家钱包下载挖矿软件 将挖到的比特币导入硬件设备 生产 交易 支付 table_page 主题投资  research.stocke 5/25 请务必阅读正文之后的免责条款部分  图  2： GPU 比 CPU 中有更多晶体管用于数据处理   图  3： ASIC 芯片专 为矿机量身定做 ，执行速度快于 FPGA 资料来源： OFweek 电子工程网 、 浙商证券研究所   资料来源：浙商证券研究所  图  4： 比特币矿机芯片经历了从 CPU、 GPU、 FPGA 和 ASIC 四个阶段   资料来源 ：互联网公开资料、 浙商证券研究所  在 CPU、 GPU 时代，挖矿 门槛较低，家庭的普通台式机或者带有独立显卡的笔记本都可以用来挖矿， 2012 年以前挖矿还是大众可以参与的相对公平对等阶段；随着 FPGA、 ASIC 芯片的出现，挖矿逐渐开始向一些专业人士聚集。 ASIC 芯片是为挖矿 量身定制 的，与 同等工艺的 FPGA 芯片相比 ASIC 芯片的执行速度更快 ，大规模生产 后 成本也会比 FPGA 芯片 低 。目前 ASIC 芯片已成为主流的矿机芯片，挖矿速度基本都达到了 GH/S 的级别 ，比如 BITMAIN 的第四代芯片 BM1385，单颗芯片算力可达 32.5GH/S，在 0.66V 的核心电压下功耗仅为 0.216W/GH/S。 ASIC 芯片随着硅片加工精度的提升，其 性能更好，功耗更低 。目前硅片加工精度已经 130nm 提升至 14nm，基本接近现有半导体技术的极限。  表 1： 各种挖矿芯片的性能比较  比较项目  电脑 CPU 独立 GPU FPGA 早期 ASIC 挖矿速度 （ MH/S）  20-40 300-400 200 289 矿机功耗 （ W）  100 130 10 6.6 价格（元 /块 ）  1600 2000-3000 500 左右  60 左右  挖矿门槛  低  低  高  高  主要生产商  Intel、 AMD AMD、 Nvidia Altera、 Xilinx、 Actel、Lattice、 Atmel Alchip、 KnCMiner、Avalon、 BITMAIN、ASICMiner、 BitFury 资料来源： 中关村在线、互联网公开资料、 浙商证券研究所  复杂可编程逻辑器件（ C PL D ）现场可编程逻辑器件（ F PG A ）专用集成电路（ AS I C ）两类 A S I C 设计方法F PG A 适合样品或小批量产品研发，能以最快速度上市，当市场扩大时可以通过 AS I C实现AS I C 面向特定客户需求，与通用 IC 相比具有体积小、重量轻、功耗低、成本低和保密性强特点C PU 时代G PU 时代G PU 与 F PG A并存时代A SI C 时代2009 . 1 - 2 0 1 0 . 9 2010 . 1 0 - 2 0 1 1 . 1 1 2 0 1 1 . 1 2 - 2 0 1 2 年底 2013 年初至今 table_page 主题投资  research.stocke 6/25 请务必阅读正文之后的免责条款部分  图  5： ASIC 芯片挖矿的优点  资料来源 ： 浙商证券研究所  矿机生产商主要分为两类： 一类 是 自己设计和生产 ASIC 芯片，用自产芯片组装矿机 。此类矿机生产商 占多数，毕竟芯片性能高低构成了矿机的核心竞争力。比如 国外的 KnCMiner、 21 Inc 和 CoinTerra，国内的 ASICMiner（深圳烤猫）、 Avalon（阿瓦隆）、 BITMAIN（比特大陆） 和龙矿科技 。拥有自产芯片的矿机生产商的盈利能力强，普遍的毛利率达到 50%以上 。 国产矿机的算力输出大约可达世界总算力的 40%-50%；另一类是 通过外购 ASIC 芯片来组装矿机 。 比如 人人网创始人杨曜睿的 ASICM 矿机 采用期货矿机的营销模式，将收到的 预付款的 80用来采 购芯片及其他组件，然后进行矿机组装 发货， 其 芯片主要向 Avalon 采购。  矿机的 定价目前主要按照比特币来定价，因而其价格容易受比特币价格波动的影响，加之单台矿机部署芯片的性能和数量的差异 ， 矿机价格 从几千元到几万元 不等 。 矿机的算力经历了最初 MH/S 级到 GH/S 级，目前已经进入 TH/S 级 阶段，最新款的矿机的算力普遍超过 1TH/S。 由于竞争加剧、比特币价格的下跌， 导致在 算力大幅提高的情形下矿机的价格却有所下跌。  表 2： 主要矿机厂商最新款矿机的价格和参数对比  矿机生产商  矿机型号  售价（元 /台）  主要参数  矿机 样 图  比特大陆  AntMiner S7 3950 单台算力 4.73TH/S，合计135 块 BM1385 芯片，墙上功耗 250W/T 嘉楠耘智  AvalonMiner 6.0 4883 单台算力可达 3.5TH/S，合计80 块 A3218 芯片，墙上功耗300W/T 深圳烤猫  ASICMiner Prisma 1900