区块链颠覆式创新 区块链和数字货币系列报告之二（上技术篇）证券分析师王胜 A0230511060001刘洋 A0230513050006谢伟玉 A0230512070007联系人 王洋 阳 （ 18616723078）2016.4.282主要 结论 比特 币 VS区块链 ,重申观点 区 块链 技术未来预料获更多产业青睐和投资 比特 币工作量证明引发 矿 机竞争 高能耗 ， 中国算力造成垄断和比特币本身分布式民主设置初衷产生冲突 ， 1MB的区块限制造成网效降低 ， 种种因素对比特币发展形成一定制约 。 但底层 技术区块链部署方式的创新 ， 比特 币工作量 证明机制 外 发展出权益 证明 、 股份授权证明等 多种创新高效机制 ， 技术瓶颈解决 ， 区 块链技术相对比特 币应用 开始获得更多产业资本青睐 ， 长期趋势有望强化 。 区 块链技术应用发展目前分四阶段 第一阶段 ， 数字 货币 为起点 ， 相关应用和支持软硬件为区块链 1.0。 第二阶段 ， 区块链 2.0由 数字资产 开启 ， 各类资产可在区块链上进行数字登记 ， 得到资产安全和数据完整性保证 。 第三阶段 ， 区 块链更广阔应用场景的打开取决于 生态系统 进化 ， 其中智能合约标准的制定普及是关键 。 第四阶段 ， 数字 资产结合生态系统可打开区块链 价值网络 的应用 ， 总结八 领域为跨境支付 、 金融市场交易清算 、 贸易金融 、 物联网 、 网络安全 、 P2P借贷 、 保险 、 以及类似审计的职业服务 。 海外 目前产业发展方向集中在生态系统搭建和价值网络应用的技术商业模式实验 目前数字资产区块链 登记储存发达 市场已 有 较多 成熟 商业模式 。 生态系统搭建方面建议关注 Ethereum的智能合约标准确立 ， 各外部机构凭此标准开发应用可做到真正的互联共享 。 价值网络八大应用方面 ， Fintech金融创新应用 有望加速推进 ， 区块链可同时实现降低系统风险和减少监管负担两大原矛盾目标 ， 同时提升系统实时性和交易效率 ， 对于监管层和大型金融机构充满吸引力 。 物联网方面 ， 随着智能设备数量从 万级升 至亿级 ， 区块链可在设备间建立低成本点对点的直接沟通桥梁 ， 使智能设备成为可以自我维护的自主个体 ，同时提升系统内信息安全私密性 。 物联网 、 P2P借贷 、 保险 、 职业服务目前更多处于模式探索阶段 ， 陆续落地需要关注 。 行业 标准规范和人才跟进国内进行正当其时 。 仿照国外路径 ,数字资产登记和数据完整安全性保证或会成为区块链在我国最易落地的应用场景 。 金融应用方面 ， 最可能在场外例如区域资本市场 、 机构间交易市场 、 交易所固收等场景获得突破 。 区块链在银行间转帐 、 理财业务的底层技术提供方面也存在应用潜力 。 三大商业机会包括技术提供者 、 运营商 、 解决方案开发和运营的综合体 。 基于区块链合作 分布 ， 以及底层协议的 本质 ， 行业内 良好的协议层标准 制定为长远发展关键 ， ChinaLedger的建立树立了良好开端 ， 后期还需更多人才加入阵营 ， 加快行业发展 。 6月 、 9月区块链峰会 ， 建议关注相关上市公司后期运作 。 根据产业内人士观点 ， 密码学 、 分布式 、 金融应用方案为构成区块链之应用核心 ， 三者无二则非严格意义上区块链应用 。 二级市场目前多为三者有一 ， 众多公司 （ 例如 海立美达 、 广电运通 、 恒生 电子 、 赢时胜 等 ） 表示已开展区块链相关技术 研究 ， 或已有相关技术储备 ， 充满潜力 。 2016区块链峰会 6月 22日在北京举行 ， 上海区块链国际周 9月 19日举办 ， 建议关注相关上市公司后期研发运作动态 。3区块链 下一次信息革命的风口 “A technological tour de force” Bill Gates“The biggest opportunity set we can think of over the next decade or so ” Bob Greifeld, CEO of NASDAQ资料来源网络资料4主要 内容上技术篇1. 区块链是什么2. 区块链有什么特点下应用篇3. 区块链有何应用领域4. 区 块链技术存在何种投资机会 5主要 内容上 技术篇1. 区块链是什么2. 区块链有什么特点下应用篇3. 区块链有何应用领域4. 区块链技术存在何种投资机会6什么是区块链 本质上，一个 分布式同步更新 账本 传统中心化网络 （ 下图 ） 中心节点掌握分布节点信息 ， 分节点不掌握其他节点信息 （ 中心化 ， 交易非公开 ） 系统 安全 性取决于中心节点安全性 ， 分布节点对此没有控制权 从 5个节点到 100个节点 ， 系统风险性上升资料来源申万宏源研究7什么是区块链 本质上，一个 分布式 同步更新账本 分布式去中心化 P2P网络 （ 下图 ） 每个节点掌握各个节点信息 ， 信息可以采用匿名 原则 （ 交易公开 ） 系统内交易批准取决于所有节点共识性原则 ， 规则对于所有节点公平且 强制 （ 去中心化 ） 从 5个节点到 100个节点 ， 系统风险性指数性下降资料来源申万宏源研究8什么是区块链 本质上，一个分布式 同步更新 账本 随着时间推移 ， 交易增多 ， 每个节点内同步更新的链条愈发变长 ， 愈发难以被篡改资料来源 EVRY 9什么是区块链 从比特币说起 什么 是 货币 现今 流通货币分为商品货币、代用货币、法定货币 商品货币 Commodity 价值与其作为普通商品价值相等的 货币 多与贵金属挂钩 代用货币 Representative 代表 商品 货币在 市场上 流通 通常为纸币，由政府或银行发行 法定货币 Fiat 无实物资产（贵金属）支持 国家发行，债务形式，国家背书资料来源网络资料 整理10什么是区块链 从比特币说起 传统银行分类帐特点拥有 中心化 和 交易非公开 的特点 银行掌握所有用户帐目的信息和交易的历史记录（中心化） 用户只掌握 了 自己的记录，无法知晓其他用户交易记录（交易非公开） 如果掌握有所有的交易支付记录，可以倒 推 出帐户信息（中心化风险）资料来源网络资料整理 , 交易记录和帐户信息为虚拟展示信息11什么是区块链 从比特币说起 比特币有去 中心化 和 交易公开 的特点 在比特币中，不存在一个中心节点（去中心化） 所有交易都是公开的（交易公开）资料来源网络资料整理 , 交易记录和帐户信息为虚拟展示信息12什么是区块链 从比特币说起 比特币有去 中心化 和 交易公开 的特点 在比特币中，不存在一个中心节点（去中心化） 所有交易都是公开的（交易公开） 但是所有的交易都是匿名的，因此即使有所有的交易信息，也无法推断出个人对应的帐户信息（安全性）资料来源网络资料整理 , 交易记录和帐户信息为虚拟展示信息13什么是区块链 从比特币说起 要点 1 P2P网络 （例 Napster， BitTorrent等） 众多电脑 参与，为 共同的目标进行工作 所有参与电脑分享工作量 所有参与电脑地位相对 平等 要点 2公共钥匙加密（ Public Key Cryptography 比特币区块链 PKC目前为每位参与者提供两把 钥匙 一个为其他用户所知的 公 匙（相当于用户的用户名） 一个只 为用户自己所 知的 私 匙 （相当于用户的密码） 任何 有你 公匙 的参与者可以给你发送一条加密信息，该信息只有你可以读到 使用 私匙 ，发信人可以在加密信息中进行数字签名，向收信人证明发信人是你自己14什么是区块链 从比特币说起 如何发送比特币 例 A向比特币区块链网络中发送一条或多条信息 A在信息中指名发送人和收件人的地址 对于每个收件人地址， A指名发送的比特币数量 A在信息中利用私匙对信息进行数字签名，向收件人证明身份 信息发送后， A等待比特币区块链网络对于信息进行验证和确认资料来源 Blockchain.Info一笔比特比支付交易记录的详细情况15什么是区块链 从比特币说起 比特币钱包 一般参与比特币交易需要特殊软件，也就是比特币钱包 好的钱包需要以下功能 公共钥匙和私有钥匙的创建 发送和接收比特币 签署支付转让协议 完成比特币和其他类型货币之间的转换（虚拟或实体） 帐户结算和支付转让结算 额外的安全保护功能 钱包因为和银行账户有所联系，所以会牺牲一定用户安全性，本质上是安全性和私密性之间的权衡交换 用户也可以直接通过交易所加入比特币交易 通过交易所和钱包加入交易不参加比特币网络交易验证，对全网算力并无提升资料来源网络资料整理， Coinbase， MultiBit HD，火币， OKC16什么是区块链 从比特币说起 比特币交易支付 单点交易核查 A的交易信息发送后，当比特币区块链网络内任一节点上的机器收到了信息，其开始做以下处理 检查该机器自身是否已经处理过此次 交易（确定交易唯一性） 检查 交易 涉及 地址是否合法有效 检查数字签名，以确保原发信者 是 地址 合法有效的拥有者 检查发件人这笔比特币有没有 在别的地方被花费提取 过（解决“双花”问题） 检查发件人比特 币数量至少是 和收件人预收的比特 币数量相同（ Output，任何不同差额为 手续费用 ） 如果以上检查没有问题，节点将交易标注成有效，将其列入“未确认交易”名单。然后将信息广播至网络内其它节点，网络内众节点开始对交易进行 节点共识验证17什么是区块链 从比特币说起 比特币交易支付第一轮单点交易核查（由单节点进行，验证成功后进行全网广播）资料来源 Morgan Stanley, 交易记录和帐户信息为虚拟展示信息18什么是区块链 从比特币说起 随着交易支付数量增加，可以预见网络内繁忙度大幅增加资料来源 Morgan Stanley, 交易记录和帐户信息为虚拟展示信息19什么是区块链 从比特币说起 网络 内节点共识验证所依赖的算法 SHA-256 每一次交易的内容都会被加密 加密 采用 哈希算法（ Secure Hash Algorithm），计算过程将支付交易文本链作为输入内容，生成 256-bit32-byte数字字母链 从 计算出 Output比较容易 从 Output反推出 几乎是不可能完成的任务，这也是哈希算法的使用意义 从同一个 Output推算出两个不同的 几乎是不可能发生的（映射唯一性确保） 对于 细小的变化会导致 Output非常大的改变资料来源 Morgan Stanley, 交易记录和帐户信息为虚拟展示信息20什么是区块链 从比特币说起 重要概念工作量 证明 解密的任务和挑战在输入文本“ Hello， World”（也可以是“ A传递给 B100元”类似的文本或编码信息）后放置数字链，使得哈希算法运算结果给出开头为“ 0”数字串的哈希值 运算没有捷径，只能通过试错得出正确哈希值 所有节点都可以看到试图运算的节点是否进行了相关的运算工作 “ Hello World”后附属的数字是 “工作量证明”（ Proof of Work）资料来源 Morgan Stanley, 交易记录和帐户信息为虚拟展示信息21什么是区块链 从比特币说起 支付交易网络内最终验证 网络内节点收集有效但还未验证的交易 这些交易以时间先后顺序被放入到 区块（ Block） 中 各个节点纷纷加入，试图解决工作量问题 节点这种行为被称为 挖矿（ Mining） 如果节点哈希值运算成功，工作量被加入节点 新区块和各个节点工作量证明被实时播报至比特币网络中，成功运算出第一个有效工作量证明的节点胜出，矿工获得支付交易手续费，并获得新发行的比特币作为奖励。目前每个工作量证明的奖励为 25个比特币资料来源 Morgan Stanley, 网络资料22什么是区块链 从比特币说起 支付交易网络内最终验证资料来源 Morgan Stanley, 交易记录和帐户信息为虚拟展示信息 一旦交易出现在网络内，受到共识确认 区块会不断以 10分钟一个的速度添加到区块链末尾，所以一个区块包含了过去 10分钟的交易。 10分钟的数据包堆用 1M，所能储存的交易数量为 7笔。 客户端一般认为“最长的”区块链是最有效的。这里“长度”指解密计算难度相加最高的链，而不是拥有最多区块的链 交易区块所引伸的区块“长度”越长，越不容易被网络内其他节点所改变或否认 一般来说一笔交易要经过 6次确认才会被最终记录下来，“六级”是比特币用户所认可的最终确认等级23什么是区块链 比特币 区 块链交易简易流程资料来源 EVRY 整个 流 程花费大约 3到 10秒24什么是区块链 比特币 区 块链交易 具体 流程资料来源 Karlssonwilker, Inc. 25比特 币 区块链所解决问题 区块链所解决问题 解决双花问题 解决拜占庭将军问题 * 建立了全球皆共识的交易准则和游戏规则 解决对于比特币拥有者的共识问题 让伪造比特币变成不可能 让伪造虚拟支付变成不可能 隐秘性强，不容易被追踪*注释拜占庭将军问题 在缺少可信任中心节点和可信任渠道情况下，网络中分布的各个节点如何达成共识。26比特币是目前最大市值数字加密货币资料来源 C27比特币区块链的节点在哪里 截止至 2015年 9月 14日，比特币网络中共有 5,995个节点 每个节点有比特币的完整交易历史（大约 83,000,000次交易）资料来源 Bitnodes, https//bitnodes.21.co/nodes/live-map/28比特币历史价格走势资料来源 CoinDesk 目前比特币价格波动性较大 金融体系风险、监管态度、应用范围成为左右价格走势关键因素29比特币 受 监管较大影响资料来源网络资料整理， CoinDesk 发达国家普遍接受程度较高 ，发展中国家普遍对于比特币持怀疑态度 特定国家可以利用比特币达成特定目的（例菲律宾）世界各国对比特币监管态度中国2013年 12月 5日 ，五部委联合发布 关于防范比特币风险的通知 比特币交易作为一种互联网上的商品买卖行为，普通民众在自担风险的前提下拥有参与的自由。2016年 1月 20日 ， 中国人民银行数字货币研讨会要求 ， 人行 数字货币研究团队要积极吸收国内外数字货币研究的重要成果和实践经验，在前期工作基础上继续推进，建立更为有效的组织保障机制，进一步明确央行发行数字货币的战略目标，做好关键技术攻关，研究数字货币的多场景应用，争取早日推出央行发行的数字货币 。日本2014年 3月 ,日本内阁禁止银行证券公司 从事比特币业务，但未对 比特币作出定性，并不采取对比特币 交易进行监管，同时对比特币购买的 消费征税 上 采取灵活弹性政策 。2014年， 东京比特币交易所 Mt Gox破产后，日本政府开始积极地规范比特币活动 。2015年 12月， 日本金融服务机构工作小组的高层金融监管机构制定了一系列的建议，以便监督全国的交易所。该提议已经接近于完成，并将提交给日本的国家立法机关 国会，明年会纳入考虑 。欧盟2015年 10月， 欧盟法院裁定，比特币及其他虚拟货币的交易将免征增值税（ VAT） 。这 意味着 ，在 接下来的虚拟货币交易中，将无需为其缴税 。2013年 8月 ， 德国财政部表示比特 币没有被归类为电子货币或者外汇，但它是一种在德国银行业条例下的金融工具 。与私人货币更 接近， 可用来做多边 结算 。2015年 3月 ，财政部发表数字货币相关报告，建议反洗钱法规将适用于英国的数字货币交易所，英国财政部将在议会中商议数字货币的监管模式，政府将与英国标准协会（ BIS）以及数字货币行业共同制定一个“最佳”的监管框架，以保护消费者权益。此外，英国政府增加 1000万英镑经费用于研究数字货币，旨在将 数字货币转化 为就业 机会和相关服务产业。资料来源网络资料整理30比特币 受 监管较大影响 发达国家普遍接受程度较高 ，发展中国家普遍对于比特币持怀疑态度 特定国家可以利用比特币达成特定目的（例菲律宾）世界各国对比特币监管态度欧盟 西班牙国会将比特币视为一种电子支付系统，并强调比特币企业应当遵守其他法律 。2015年 ，西班牙财务部作出了对数字货币免征增值税的决定；同年 8月，西班牙税务总局（ DGT）明确了该国现行税法应如何适用于因为比特币交易所的崩溃或者 骗局破产 而造成用户财产损失的情况 。2015年 9月 ，比利时财政部 FPS正式宣布境内所有虚拟货币交易将免征增值税。但目前，比特币仍未被官方承认为法定货币。巴西2015年 9月， 巴西众议院举行了关于比特币监管议案的听证会，如果该议案通过，该国的中央银行将有权监管数字货币 。新加坡2014年 1月， 新加坡承认比特 币交易，同时出台了比特币交易的税收规则，然而，这种征税方式却在一些比特币交易中， 引起双重征税问题。美国2014年 6月 ，加州州长签署的 AB-129法案指出，包括数字货币、积分、优惠劵在内的美元替代品为合法货币； 2015年 6月 4日，美国纽约州金融服务局（ NYDFS）发布了最终版本的数字货币公司监管框架 BitLicense。尼日利亚2015年 8月， 尼日利亚中央银行（ CBN）呼吁对比特币进行监管，目的是防止洗钱 、以 减少 国际刑事犯罪。泰国泰国 政府在 2013年宣布加密 货币非法 。 但 比特 币相关企泰国业却能够获得许可和在国内运营，这表明该禁令并没有非常严格的实施 。菲律宾目前无明确监管比特币法律法规或风险警告，但因国家境外汇款额巨大，比特币社区成长迅速。 资料来源网络资料整理