第7章 数字货币相关产业.pptx

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1、课程主讲人：第7章 数字货币相关产业本讲导读比特币挖矿产业二一数字货币钱包三第 7 章 数 字 货 币 相 关 产 业数字货币交易所四本讲小结五2本讲导读明确学习目标01熟悉本讲结构与主要内容02梳理本讲与其他各讲的联系030 01 1明确学习目标一 、 本 讲 导 读l 掌握比特币挖矿的原理及过程。l 了解比特币挖矿的发展历史。l 了解数字货币交易所的定义、分类、运营模式、盈利方式。l 了解数字货币钱包的定义、分类、运营模式、盈利方式。一 、 本 讲 导 读本讲需要识记的基本概念PoW哈希值算力冷钱包热钱包挖矿去中心化钱包中心化钱包5数字货币交易所的金融属性和盈利模式数字货币交易所概况、分类

2、及功能一 、 本 讲 导 读数字货币相关产业数字货币交易所比特币挖矿产业比特币挖矿的原理、发展过程数字货币交易所优缺点分析比特币挖矿过程中的能源消耗0202熟悉本讲结构与主要内容比特币挖矿的难度及实现6数字货币钱包存在问题及展望 数字货币钱包的定义、分类数字货币钱包数字货币钱包的功能及盈利方式0303梳理本讲与其他各讲的联系一 、 本 讲 导 读l法定数字货币出现前的数字货币生态（对应第二章）l比特币的挖矿机制，比特币的产生（对应第三章）l不能任由数字货币野蛮生长，其监管至关重要（对应第八章）7本讲导读比特币挖矿产业二一数字货币钱包三第 7 章 数 字 货 币 相 关 产 业数字货币交易所四本

3、讲小结五2比特币挖矿产业比特币挖矿的原理01比特币挖矿产业的发展过程02比特币挖矿过程中的能源消耗03比特币挖矿的难度及实现040 01 1 比特币挖矿的原理二 、 比 特 币 挖 矿 产 业比特币挖矿的概念的概念挖矿，是比特币系统中的一个形象化的表达，是指矿工通过劳作来获得收益的过程（PoW）。对于矿工而言，挖矿的目的是产生收益；而对于比特币系统而言，挖矿的目的是在比特币系统中产生新的区块，新区块中包含着通过挖矿过程确认有效的交易。区块一旦形成，就会被发送给其他节点，其他节点接收到新的区块后，对信息进行验证，正确则直接将区块接入到区块链最后，这样的处理方式保证了区块链的不断延长。0 01 1

4、 比特币挖矿的原理二 、 比 特 币 挖 矿 产 业比特币挖矿的的步骤 比特币挖矿的过程其实就是矿工通过工作量证明（PoW）机制，寻找一个合适的随机数，使得哈希值小于给定的目标值。具体步骤如下： 数据同步：新节点加入时，会向其他节点请求历史数据。 交易验证：比特币网络上广播的交易由全节点通过验证签名和输出的方式验证。 构造候选区块：矿工在合并交易后形成新的候选区块，并准备对这个候选区块进行“挖掘”。 进行工作量证明：工作量证明是比特币挖矿的核心，在这个环节矿工会寻找一个数学谜题的答案。区块头包括一个32位的随机数，矿工要做的是通过不断的尝试获得一个能让区块哈希小于目标值的随机数。 区块验证：该

5、节点一旦完成工作量证明的过程，立刻将该区块传播给相邻的节点。这些节点验证他们收到的区块后，会继续传播这个区块。 获取回报：一旦区块被比特币网络接受，矿工就会收到一定数量的比特币和区块中的交易费用。0 02 2比特币挖矿产业的发展过程03.矿池挖矿由于算力竞争越来越激烈，单独购买并部署一个矿机进行挖矿这种模式几乎是无法产生收益的。为了能够取收益，这些独立的个体矿机可以通过矿池协议合作组成矿池，共同协作挖矿分享奖励。02.矿机挖矿随着挖矿所需算力的不断上升，有人发明了专门挖矿的专业设备，就是矿机。最早做矿机的企业是做芯片起家，矿机由芯片、散热、电池等部件构成，其中决定这台矿机能不能挖出更多币的最核

6、心的部件就是芯片。目前比较常见的矿机有GPU矿机、FPGA矿机和ASICS矿机三类，以ASICS矿机应用最为普遍。01.个人电脑（PC）挖矿PC挖矿即是使用普通PC机的CPU进行挖矿。CPU挖矿随着时间的不断推移，已经渐渐退出了历史的舞台。二 、 比 特 币 挖 矿 产 业0303 比特币挖矿过程中的能源消耗 挖矿过程中的能源消耗 新的比特币是通过一个叫做“挖矿”的过程产生的 在这个过程中，计算机需要消耗能源和算力资源来解决一个很难的数学问题，最先解决数学问题的矿工将区块添加到区块链中并接收新生成的比特币 随着比特币网络吸引了更多的矿工，其挖矿难度也在不断增加，而且通常一台挖矿设备所消耗的能量

7、也在增加 能源消耗的量级 从电力消耗的角度来看，比特币网络目前每年消耗约25.5吉瓦(GW)的电力，整个爱尔兰的平均用电量仅为3.1吉瓦，而奥地利的平均用电量为8.2吉瓦。与捷克这样的国家相比，比特币网络每年消耗的电量占该国总用电量的102.3%。二 、 比 特 币 挖 矿 产 业0303 比特币挖矿过程中的能源消耗 能源消耗值得吗？ 所有的研究结果都表明比特币系统的整体效率只有在克服了它的主要局限之后才会增加：每一比特币区块的交易量很低，同时它目前需要的计算能力太高了。 比特币的总存储量为2100万枚，而随着挖矿设备消耗更多的能源，矿工们需要支付更高的电费，比特币挖矿的回报也随之减少。最终，

8、仅靠比特币挖矿的利润不足以支付电费。在未来，矿工们将需要用他们收到的交易费来补充他们的电费到目前为止，世界上还没有办法去定量衡量或知道有多少人在使用比特币，他们使用比特币的目的是什么，以及比特币是否能让他们的生活变得更好 挖矿产业的监管 监管机构为矿工制定政策和法规试图控制/减少电力消耗，这一举动并不奇怪。由于比特币矿工对电价如此敏感，这将推动能源领域的研发，并产生更有效的能源解决方案。人们很难理解比特币的正面和负面外部性，因此很难说挖矿所消费的能量是否真的是“值得的”。但是，如果挖矿消耗的电量没有得到控制，或者没有提高效率的话，如果人们一旦意识到比特币挖矿对环境的负面影响，那么其对环境的影响

9、可能是不可逆转的。二 、 比 特 币 挖 矿 产 业0404比特币挖矿的难度及实现 难度系数全网的算力提高后，产生一个区块的时间就会变得更短。同样，当算力减少时，产生一个区块的时间就会变得更长。时快时慢的区块产生速度会对整个比特币网络造成不良的影响，不利于比特币网络的稳定运行。于是，在比特币的设计中，包含了一套难度系数调整机制，用于保证不论全网的算力发生了何种变化，其产生区块的速度都能保持在大约十分钟一个。而难度系数，即是用于保证比特币网络区块产生稳定性的能够影响挖矿速度的一个系数指标。二 、 比 特 币 挖 矿 产 业0404比特币挖矿的难度及实现 难度系数这套难度系数调整机制的主要运行方式

10、是：在每产生2016个区块后，每个节点都会通过公式计算新的难度系数。这个公式可以表述如下：新难度系数=旧难度系数*（实际时间/期望时间）在这个公式里，期望时间指的是产生2016个区块的理想时间，即20160分钟；而实际时间是指上一次产生2016个区块的实际时间。当上一次产生2016个区块的实际时间大于理想时间时，新的难度系数会变大，挖矿的难易程度将会变低，这样下一次挖矿的实际时间将会变短；当上一次产生2016个区块的实际时间小于理想时间时，新的难度系数会变小，挖矿的难易程度将会变高，这样下一次挖矿的实际时间将会变长。二 、 比 特 币 挖 矿 产 业0404比特币挖矿的难度及实现 工作量证明的

11、过程对于矿工来说，比特币工作量证明的流程主要如下： 封装交易包：通过收集到的交易，根据节点自身的选择，将交易打包。 获取Merkle根哈希：将排列好的交易通过Merkle树算法生成为Merkle根哈希。节点接下来将Merkle根哈希和版本、上一区块哈希等区块头中的内容组合成为临时区块头。 寻找随机数：临时区块头中有一个特殊的部分，叫做随机数（Nonce）。节点在这个步骤中进入到一个无限循环状态，即循环修改随机数的值，接着对区块头进行双重SHA256运算，最后将计算结果与难度系数进行比较，当计算结果小于难度系数时，即为挖矿成功，退出循环。二 、 比 特 币 挖 矿 产 业0404比特币挖矿的难度

12、及实现 比特币挖矿的意义对于比特币系统来说，挖矿是一个非常重要的机制，不仅能够保障比特币体系的保密性和安全性，更是每个比特币节点持续运转的动力。对于矿工来说，挖矿可以产生收益。每个成功挖矿的节点可以得到比特币奖励以及打包的所有交易的手续费。对于交易者来说，挖矿可以获得交易公示。通过挖矿确认，交易者产生的交易会公布到整个比特币网络中，其交易结果难以篡改。二 、 比 特 币 挖 矿 产 业本讲导读比特币挖矿产业二一数字货币钱包三第 7 章 数 字 货 币 相 关 产 业数字货币交易所四本讲小结五2数字货币交易所 数字货币交易所概况01 数字货币交易所分类及功能02 数字货币交易所优缺点分析03数字

13、货币交易所的金融属性和盈利模式040 01 1数字货币交易所概况三 、 数 字 货 币 交 易 所 概 况l数字货币交易所的产生比特币白皮书发布后，比特币被越来越多的人了解、使用和交易，人们对于比特币的需求也越来越大，市场需要一个交易场所，使买卖比特币更加方便和安全。于是，经过一年多时间的酝酿，全球第一家数字货币交易所Bitcoin Market成立，这意味着数字货币有了正式的交易场所和机构。数字货币交易所是数字货币价格确定和交易流通的主要场所，是数字货币之间、数字货币与法币间交易的平台。0 01 1数字货币交易所概况三 、 数 字 货 币 交 易 所 概 况下表是数字货币交易所的发展历程。时

14、间事件2010年2月6日全球第一家数字货币交易所Bitcoin Market成立2010年7月18日全球第一个大型数字货币交易所MT.gox（门头沟）成立2011年4月-6月MT.gox多次遭遇黑客攻击，损失了34万比特币2011年6月9日中国国内第一个比特币交易平台，比特币中国上线2013年11月26日全球数字货币总市值达到100亿美元2013年3月李林成立火币网2013年6月徐明星带领OKcoin正式上线2013年12月5日中国人民银行等五部委联合发布关于防范比特币风险的通知，明确比特币不具与货币等同的法律地位，不能且不应作为货币在市场流通使用，数字货币市场进入寒冬0 01 1数字货币交易

15、所概况三 、 数 字 货 币 交 易 所 概 况下表是数字货币交易所的发展历程。时间事件2014年9月以太坊通过众筹BTC的方式筹到1850万美元2015年7月以太坊在交易所上线2016年6月3600万以太坊被盗2017年5月以太坊市值超百亿美元，ICO大热2017年6月全球数字货币交易所超过4000家2017年8月全球数字货币交易量超过1000亿美元2017年9月中国政府禁止ICO，国内交易所被迫关停或搬迁至国外2018年1月数字货币市值达到7346亿美元2018年6月张健创立Fcoin，凭借其交易即挖矿的模式，在不到两周的时间内，迅速崛起为全球第一大交易平台如今比特币价格较最高点降低60%

16、，全球数字货币日交易量在150亿美元左右0202数字货币交易所分类及功能三 、 数 字 货 币 交 易 所 概 况l 数字货币交易所的分类 数字货币交易所根据底层架构的不同可以分为中心化数字货币交易所和去中心化数字货币交易所。 中心化交易所以交易所为核心进行核算，而去中心化交易所交易均在区块链上进行，利用智能合约来管控交易。 去中心化交易所是指通过区块链建立P2P交易市场，用户可以实现点对点的交易，并且交易记录都会记录在区块链上，用户的私钥和数字货币均由用户自己保管。l 交易的种类 币币交易 法币交易 合约交易和杠杆交易0202数字货币交易所分类及功能三 、 数 字 货 币 交 易 所 概 况

17、 币币交易 币币交易是指将一种数字货币换成另外一种数字货币，投资者可以将手中的数字货币直接兑换成其他数字货币，在交易成本和效率上有明显的优势。 法币交易 法币交易是指法定货币（如美元、欧元等）与数字货币之间的交易，也就是用法定货币购买数字货币。法币交易又分为场内交易和场外交易（OTC市场），场内交易是指用户直接从交易所购买数字货币，场外交易是指交易所提供平台撮合买卖双方在场外完成数字货币的交易，即交易所只提供交易信息，不直接参与兑换过程。 合约交易和杠杆交易 另外部分交易所提供合约交易和杠杆交易的服务，如火币网。为了与传统的期货交易区分，数字货币中的期货交易通常称作合约交易，其原理与传统的期货

18、交易基本相同，区分点在于合约交易中的标的是某一种数字货币，保证金也是数字货币。数字货币的杠杆交易可以参照传统金融业务中的“融资融券”，是指利用本金向平台进行借贷，然后用本金以及借贷资金购买数字货币以获得较高的收益的交易方式。0202数字货币交易所分类及功能三 、 数 字 货 币 交 易 所 概 况两类交易所的比较分析如下表所示：分类交易功能中心化交易所币币一种数字货币换为另外一种数字货币法币场内交易买方可直接从数字货币交易所购买数字货币场外交易交易所提供平台，撮合买卖双方达成交易合约交易一般是指数字货币中的期货交易杠杆交易利用小额的资金来进行数倍于原始金额的投资去中心化交易所实现数字货币的点对

19、点交易实现点对点的交易，并且交易记录都会记录在区块链上，用户的私钥和数字货币均由用户自己保管0303数字货币交易所优缺点分析三 、 数 字 货 币 交 易 所 概 况 优势 体系比较成熟 具有撮合成功率高 手续费低 劣势： 安全问题 准入门槛比较低，竞争激烈 难以监管l中心化交易所0303数字货币交易所优缺点分析三 、 数 字 货 币 交 易 所 概 况 优势 安全性较高 交易透明性、智能程度较高 一定程度上减少操作风险和道德风险 劣势： 技术上的不足 需要交易费用（上链手续费） 跨链交易难以实现l去中心化交易所0404数字货币交易所的金融属性和盈利模式数字货币交易所与证券交易所具有类似的金融

20、属性，但仍有很多不同点。 首先是提供数字货币交换的虚拟场所。随着数字货币的发展和流行，针对不同使用场景的数字货币之间有交换的需求，与外汇之间的交换需求有一定相似性，数字货币交易所能为交易供需双方提供交易场所； 二是为数字货币交易双方提供信息，形成交易市场。数字货币交易所汇总发行方信息，数字货币需求方可以针对发行方公布的信息判断数字货币目前及未来发展趋势，形成信息交互； 三是作为数字货币发行的虚拟场所，一个好的实业或数字经济项目，可以先行在数字货币交易所发布自己的数字货币，并通过区块链化实现虚拟股票记名，投资方可以通过购买发行方的数字货币对项目进行投资，促进项目进展； 四是交易活动不受地域限制，

21、数字货币交易所网络交易对任何人都是公开的，不会因为地域关系有不同的政策，适用规则对任何人都是一样的，数字货币交易所扩大了金融投融资活动的范围和适用地域； 五是降低了数字货币交易双方的成本。对于发行方来说，利用数字货币进行融资活动不需要走IPO复杂的流程，也不需要达到一定的业务规模才能进交易所股票融资，只要项目能获得投资人的认可就可以在交易所上架交易。三 、 数 字 货 币 交 易 所 概 况0404数字货币交易所的金融属性和盈利模式l数字货币交易所的盈利模式三 、 数 字 货 币 交 易 所 概 况收入类型获利模式手续费场内交易手续费币币交易是目前最主流的交易方式，交易所会在交易中收取0.05

22、%-0.2%的交易手续费场外交易手续费交易所会在OTC场外交易中收取手续费，约为交易额的0.1%合约/杠杆交易手续费参与合约/杠杆交易的投资者往往需要缴纳一定的手续费或利息。项目上币费交易所越大上币费越高，费用主要包括审核费、保证金、投票费、给平台的福利币“做市商”业务赚取差价数字货币交易所做市商，通过不断买卖，创造流动性，充当做市商，同时赚取业务差价“币改”费用为传统项目做“币改”后登陆交易所，为项目进行包装开发本讲导读比特币挖矿产业二一数字货币钱包三第 7 章 数 字 货 币 相 关 产 业数字货币交易所四本讲小结五2数字货币钱包数字货币钱包的定义01数字货币钱包的分类02数字货币钱包的功

23、能及盈利方式03数字货币钱包存在问题及展望040101数字货币钱包的定义四 、 数字货币钱包l 数字货币钱包的定义字面意思看，钱包就是存储数字货币的工具。确实，数字货币钱包最狭义的定义是私钥存储工具，广义上应该还包括私钥的生成，钱包地址的创建，数字货币的存储、转账，交易记录查询等功能，目前许多钱包还提供理财、资讯、交易等功能。本质上数字货币交易所可以看成一种钱包，但是大部分交易所是中心化的，没有使用区块链技术，存在被盗取和篡改的可能性，再加上许多用户对于长期投资的选择，因此大多数人选择把数字货币存放在数字货币钱包（以下简称“钱包”）内。0202数字货币钱包的分类四 、 数字货币钱包本节将从5个

24、角度介绍钱包的类别，分别按照是否联网、数据存储的完整性、私钥的存储方式、区块链数量、签名方式进行分类，具体分类如图所示。 按照是否触网可以分为冷钱包和热钱包。 按照数据存储的完整性，数字货币钱包可以分为全节点钱包和轻节点钱包。 按照私钥的存储方式，可以将数字货币钱包分为中心化钱包和去中心化钱包。 按照支持区块链的数量，可以将钱包分为主链钱包和多链钱包。 按照签名方式，可以将钱包分为单签名钱包和多签名钱包。0303数字货币钱包的功能及盈利方式四 、 数字货币钱包存储数字货币和转账是钱包的基本功能，目前许多钱包提供了数字资产的兑换、理财、POS挖矿以及DAPP接口的功能。用户在钱包内完成用户创建后

25、，会得到一串由字母和数字组成的钱包地址，用户创建好钱包后即可将对应的数字资产存入该地址，需要转账时，数字货币也从该地址转出。 行情与交易功能。区块链行业的爆发使得很多人进入了区块链这个圈子，各种数字货币的价值也是迅速增长，用户对于数字货币每天的行情需求十分迫切，因此许多数字货币钱包提供了数字货币行情功能。部分钱包支持币币交换和OTC场外交易功能，这两个功能与数字货币交易所非常相似，交易的数字货币种类取决于对接的交易平台和数字资产。数字货币钱包的附加功能：0303数字货币钱包的功能及盈利方式四 、 数字货币钱包 数字货币理财功能。钱包内置理财模块，包括长期持有固定收益型，短期灵活型以及P2P融资

26、借贷型。这些理财模块有些是接入第三方服务，平台本身不参与理财服务；有些是利用平台募集的数字货币资产投入二级市场获取超额收益来支付用户利息；还有的是提供P2P资产借贷交易双方的撮合服务。 POS挖矿服务。有些钱包自身提供POS挖矿的主节点，利用用户的数字资产来参与POS挖矿，钱包在挖矿收益中抽取分成，用户也可以获得稳定的收益。 接入DAPP功能。目前支持接入DAPP功能的数字货币钱包占总钱包数的7%，钱包在自身的APP或者网页内提供多种DAPP的服务窗口，用户可以通过数字货币钱包体验到DAPP功能。0303数字货币钱包的功能及盈利方式四 、 数字货币钱包类型盈利模型概述热钱包交易手续费钱包内提供

27、数字货币之间的兑换交易以及场外交易，平台会从交易额中提取部分作为交易手续费资产管理费钱包提供理财服务，会在用户收益中收取部分作为数字资产管理费用第三方服务费对第三方服务提供应用接口，平台会根提供的服务收取手续费广告费平台APP或网页内会嵌入相关广告和DAPP接口，并且收取一定的推广费用POS挖矿提取收益利用用户的数字资产来参与POS挖矿，钱包在挖矿收益中抽取分成冷钱包设备销售收入冷钱包的收入主要来源于硬件设备的销售收入数字货币钱包提供的功能决定了其盈利模式，目前数字货币钱包的利润来源主要包括交易手续费、资产管理费、第三方服务费、广告费、POS挖矿提取收益以及冷钱包的设备销售收入，具体描述如表所

28、示。0404数字货币钱包存在问题及展望四 、 数字货币钱包l 区块链钱包行业发展迅速，但仍存在很多问题需要解决，如安全问题和钱包使用率偏低的问题。l 未来发展方向： 在金融属性方面会不断强化 强化多种数字货币的一体化管理 作为DAPP的入口本讲导读比特币挖矿产业二一数字货币钱包三第 7 章 数 字 货 币 相 关 产 业数字货币交易所四本讲小结五20 01 1本讲小节五 、 本 讲 小 结1. 比特币挖矿原理的核心是工作量证明。2. 比特币挖矿的步骤包括：数据同步、交易验证、构造候选区块、进行工作量证明、区块验证和获取回报。3. 矿工挖矿的奖励随着产生的比特币的数量的增加是变化的，具体为每21

29、0,000个区块奖励减半。4. 挖矿算法的步骤：获取上一个区块头；将交易装成一个区块；使用SHA-256计算上一区块头、随机数和新装交易；比对计算结果，小于难度系数为成功；失败则改变随机数继续计算。5. 挖矿方式分：PC挖矿、矿机挖矿、矿池挖矿三种。6. 矿机包括：GPU矿机、FPGA矿机、ASIC矿机三种。7. 难度系数会随着挖矿时间动态调整。0 01 1本讲小节五 、 本 讲 小 结8. 数字货币交易所是数字货币价格确定和交易流通的主要场所，是数字货币之间、数字货币与法币之间交易的平台。9. 数字货币交易所根据底层架构的不同可以分为中心化数字货币交易所和去中心化数字货币交易所。中心化交易所

30、以交易所为核心进行核算，而去中心化交易所交易均在区块链上进行，利用智能合约来管控交易。10. 中心化数字货币交易所主要有三类交易，币币交易、法币交易以及数字货币衍生品交易。11. 中心化交易所体系比较成熟，具有撮合成功率高，手续费低的优势。但中心化的交易所并不符合区块链去中心化的根本特征，具有安全性、竞争性、监管性等问题。去中心化交易所相对于中心化交易所，具有安全性高、透明度高以及风险小的优势，同时存在成本高、技术不够成熟的缺点。0 01 1本讲小节五 、 本 讲 小 结12. 数字货币交易所与证券交易所具有类似的金融属性。13. 数字货币钱包有多种分类方式。按照是否触网可以分为冷钱包和热钱包，按照数据存储的完整性，可以分为全节点钱包和轻节点钱包，按照私钥的存储方式，可以分为中心化钱包和去中心化钱包，按照支持区块链的数量，可以分为主链钱包和多链钱包，按照签名方式，可以分为单签名钱包和多签名钱包。14. 区块链钱包行业发展迅速，但仍存在很多问题需要解决。如安全问题、使用率问题等。