1. 区块链技术引领“价值互联网”
区块链（Blockchain）是一个去中心化、去信任的通过集体维护搭建可靠数据库的技术方案。以支付转账为例，传统的支付转账系统需要由银行作为第三方（对应概念“中心化”、“第三方信任背书”），根据交易双方提出的请求，划转相应金额——即更改数据库中双方名下的账户余额，这个过程中记账权完全归属于银行。而在搭载了区块链技术的支付转账系统中，用户之间可以直接进行点对点的交易（对应概念“去中心化”）。我们不需要中心化机构来替用户记账，取而代之，系统中每一个用户都可以按照特定规则参与竞争记账。在某个时间段内，争夺到记账权的用户把这段时间的交易写到一个区块当中，就像写到一张账页。系统中其他用户确认该账页不是假账后，对它进行备份，完成整个动作。在下一个时间段周而复始，每一个区块首尾相连，构成一个完整的链条。通过密码学原理，新的区块对之前的区块天然形成了防篡改保护（对应概念“去信任”）。
参考观研天下发布《2018年中国金融行业分析报告-市场运营态势与投资前景研究》
注：Hash 运算代表一类算法，这类算法可以将任意长的字符串映射为固定长度的字符串。Hash 运算有以下性质：若已知 x，很容易计算出 hash(x)；反之，若已知 y，无法通过函数反推得 x，使 hash(x)=y。
由于没有中心化的机构存在，区块链完全根据事先设定的程序自动运行，能够极大降低成本和提高效率，并且保证数据记录过程和结果公开透明。在支付交易之外，区块链还可以用于更加广阔的领域，比如医疗、供应链管理、物联网、安全认证、游戏、社交以及人工智能等领域，其对社会生产关系会产生深远影响。
点对点价值传递，区块链引领未来“价值互联网”。互联网时代的到来打破了人们在点对点信息传递方面的壁垒，随着线上人口红利的减少，目前已进入到续航乏力的“后互联网时代”。而区块链技术的出现，使得互联网不仅可以作为点对点信息的载体，还可以点对点进行价值传递，例如刚刚提到的去中心化的支付转账系统。不仅仅是支付转账，我们还可以利用区块链防篡改的特点对个人的线上行为数据进行背书，从而真正实现个人的“数据价值化”。等等此类让我们看到，未来的风向，必然是搭载着区块链技术的“价值互联网”。
“怎么挖”：遵循 PoW 共识机制，即工作量证明机制(Proof of Work)，是用户竞争记账权的“游戏规则”。它确保了庞大的分布式网络可以达成共识，同时，因为用户争得记账权需要付出代价（计算资源和时间），PoW 共识机制也限制了网络中的噪声和故意攻击行为，确保了网络的安全性。
PoW 共识机制具体如下：用户将上一个区块的哈希值以及网络中尚未确认的交易内容打包到一个区块中，然后通过自己的计算机不断随机尝试找到一个合适的数字，使得该数字加上该区块内容的哈希值满足系统的挖矿难度设定（例如，哈希值的前 10 位数必须都是 0）。首先完成该任务的用户将争夺到这个区块的记账权——全网广播该区块，所有的用户在验证后对其进行备份，自此，分布式的比特币网络在不需要第三方信任背书的前提下，针对这个区块内的交易达成了全网共识。
“挖什么”：激励机制则保证了有足够多的用户愿意参与记账，而更多的计算资源加入将会使得系统更加稳定安全，从而使得系统的“信任价值”得到提升。
相应的激励机制如下：每个成功记账的用户将会获得由系统发放的比特币以及交易方提供的转账手续费作为奖励。在比特币网络刚刚创建的时候（2009 年），系统每次会奖励成功记账的用户 50 个比特币，之后每四年减半。当前周期，系统每次会奖励成功记账的用户 12.5 个比特币。而转账手续费则由交易方设定，手续费高的交易将会被优先打包进区块，目前转账手续费约占挖矿总收益的 10%左右。
鉴于记账成功后系统奖励的比特币均是系统设定好且首次发行流通的，这在某种程度上有点类似深埋地下的矿藏资源，因而我们会将这种提供计算资源、争夺记账权的行为形象地称为“挖矿”，参与挖矿的用户称为“矿工”，所使用的计算资源称为“矿机”，矿机所具有的计算资源称为“算力”，具体指矿机进行哈希运算的能力，而全网算力表示整个网络中的矿机算力之和。挖矿难度则是由系统设定，每经过 14 天自动更新一次，它会随全网算力同步变化。
3. 科技属性——从 CPU 到 ASIC，矿机提效降耗的必然归宿
比特币矿机，本质上是一个计算机，其核心部件是计算芯片。具体来讲，目前主流的比特币矿机主要由如下几个部分构成：包含计算芯片、散热片的算力板，风扇，控制器电路板，铝合金外壳，以及外臵的电源。这里面最核心的部件为计算芯片，矿机的计算性能和功耗大小由计算芯片决定，其成本占矿机总制造成本的 80%左右。
“单位算力功耗”是评价矿机性能的核心指标。矿工在购买矿机时通常不会考虑单台价格，而是关注回本周期，其中的关键指标就是“单位算力功耗”。在相同计算能力的情况之下，矿机的功耗越小，意味着矿机的性能越好，所谓“单位算力功耗”即为矿机的功耗/算力。随着全网算力的整体提升，挖矿成功的难度会越来越大，因此矿机需要不断定期换代以维持原有收益，近几年主流厂商通常每年升级一次产品系列，中间可能会根据市场情况发布更新版本对性能、功耗、价格进行微调。在这个过程中，单个矿机的算力不断得到提升，而核心指标“单位算力功耗”则不断下降。
优化“单位算力功耗”，需要用专用型芯片代替通用型芯片。比特币矿机芯片的发展经历了从 CPU、GPU、FPGA 到 ASIC 的四个过程。在这个过程中，提供算力的芯片从通用型逐渐转向了挖矿专用型。所谓ASIC芯片（Application-Specific-Integrated-Circuit chip），即指为专门目的而设计的集成电路。ASIC 的特点是面向特定算法需求，在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、单位成本更低的特点。比特币挖矿属于特定算法下的重复计算，因此应用ASIC方案会使得芯片性能得到大幅提升。
ASIC 矿机芯片的工艺制程先进，产品更迭速度快。先进的芯片制程工艺可以提高集成电路的精密度，使得电子器件的特征尺寸不断缩小，从而芯片集成度不断提高，功耗降低的同时芯片算力得到提高。为了获得最优的性能，ASIC 矿机芯片的设计、制造一直走在芯片行业的前沿。目前市场上主流的 ASIC 矿机芯片从 110nm、55nm、28nm 一直升级到 16nm，未来半年内也将推出 7nm 制程的 ASIC 矿机芯片。具体举例，以下是世界第二大比特币 ASIC 矿机供应商嘉楠耘智的产品、芯片更迭情况：
区块链（Blockchain）是一个去中心化、去信任的通过集体维护搭建可靠数据库的技术方案。以支付转账为例，传统的支付转账系统需要由银行作为第三方（对应概念“中心化”、“第三方信任背书”），根据交易双方提出的请求，划转相应金额——即更改数据库中双方名下的账户余额，这个过程中记账权完全归属于银行。而在搭载了区块链技术的支付转账系统中，用户之间可以直接进行点对点的交易（对应概念“去中心化”）。我们不需要中心化机构来替用户记账，取而代之，系统中每一个用户都可以按照特定规则参与竞争记账。在某个时间段内，争夺到记账权的用户把这段时间的交易写到一个区块当中，就像写到一张账页。系统中其他用户确认该账页不是假账后，对它进行备份，完成整个动作。在下一个时间段周而复始，每一个区块首尾相连，构成一个完整的链条。通过密码学原理，新的区块对之前的区块天然形成了防篡改保护（对应概念“去信任”）。
参考观研天下发布《2018年中国金融行业分析报告-市场运营态势与投资前景研究》
图表：区块首尾相连示意图
资料来源：观研天下整理
注：Hash 运算代表一类算法，这类算法可以将任意长的字符串映射为固定长度的字符串。Hash 运算有以下性质：若已知 x，很容易计算出 hash(x)；反之，若已知 y，无法通过函数反推得 x，使 hash(x)=y。
由于没有中心化的机构存在，区块链完全根据事先设定的程序自动运行，能够极大降低成本和提高效率，并且保证数据记录过程和结果公开透明。在支付交易之外，区块链还可以用于更加广阔的领域，比如医疗、供应链管理、物联网、安全认证、游戏、社交以及人工智能等领域，其对社会生产关系会产生深远影响。
点对点价值传递，区块链引领未来“价值互联网”。互联网时代的到来打破了人们在点对点信息传递方面的壁垒，随着线上人口红利的减少，目前已进入到续航乏力的“后互联网时代”。而区块链技术的出现，使得互联网不仅可以作为点对点信息的载体，还可以点对点进行价值传递，例如刚刚提到的去中心化的支付转账系统。不仅仅是支付转账，我们还可以利用区块链防篡改的特点对个人的线上行为数据进行背书，从而真正实现个人的“数据价值化”。等等此类让我们看到，未来的风向，必然是搭载着区块链技术的“价值互联网”。
2. 比特币挖矿：提供算力资源，维系“信任价值”
比特币网络是首个成功应用了区块链技术的支付交易系统，没了中心化机构信用背书，该系统的“信任价值”由其加密算法&共识机制创造；而其首创的“挖矿”行为则激励了更多网络节点加入进来，维护并增加该系统的“信任价值”。比特币挖矿，用一句话的解释即为“争夺系统的记账权，获得比特币作为奖励”。具体展开概念，则需要知道“怎么挖”（PoW 共识机制）和“挖什么”（激励机制）。“怎么挖”：遵循 PoW 共识机制，即工作量证明机制(Proof of Work)，是用户竞争记账权的“游戏规则”。它确保了庞大的分布式网络可以达成共识，同时，因为用户争得记账权需要付出代价（计算资源和时间），PoW 共识机制也限制了网络中的噪声和故意攻击行为，确保了网络的安全性。
PoW 共识机制具体如下：用户将上一个区块的哈希值以及网络中尚未确认的交易内容打包到一个区块中，然后通过自己的计算机不断随机尝试找到一个合适的数字，使得该数字加上该区块内容的哈希值满足系统的挖矿难度设定（例如，哈希值的前 10 位数必须都是 0）。首先完成该任务的用户将争夺到这个区块的记账权——全网广播该区块，所有的用户在验证后对其进行备份，自此，分布式的比特币网络在不需要第三方信任背书的前提下，针对这个区块内的交易达成了全网共识。
“挖什么”：激励机制则保证了有足够多的用户愿意参与记账，而更多的计算资源加入将会使得系统更加稳定安全，从而使得系统的“信任价值”得到提升。
相应的激励机制如下：每个成功记账的用户将会获得由系统发放的比特币以及交易方提供的转账手续费作为奖励。在比特币网络刚刚创建的时候（2009 年），系统每次会奖励成功记账的用户 50 个比特币，之后每四年减半。当前周期，系统每次会奖励成功记账的用户 12.5 个比特币。而转账手续费则由交易方设定，手续费高的交易将会被优先打包进区块，目前转账手续费约占挖矿总收益的 10%左右。
鉴于记账成功后系统奖励的比特币均是系统设定好且首次发行流通的，这在某种程度上有点类似深埋地下的矿藏资源，因而我们会将这种提供计算资源、争夺记账权的行为形象地称为“挖矿”，参与挖矿的用户称为“矿工”，所使用的计算资源称为“矿机”，矿机所具有的计算资源称为“算力”，具体指矿机进行哈希运算的能力，而全网算力表示整个网络中的矿机算力之和。挖矿难度则是由系统设定，每经过 14 天自动更新一次，它会随全网算力同步变化。
3. 科技属性——从 CPU 到 ASIC，矿机提效降耗的必然归宿
比特币矿机，本质上是一个计算机，其核心部件是计算芯片。具体来讲，目前主流的比特币矿机主要由如下几个部分构成：包含计算芯片、散热片的算力板，风扇，控制器电路板，铝合金外壳，以及外臵的电源。这里面最核心的部件为计算芯片，矿机的计算性能和功耗大小由计算芯片决定，其成本占矿机总制造成本的 80%左右。
图表：蚂蚁矿机 S9i 14T
资料来源：观研天下整理
“单位算力功耗”是评价矿机性能的核心指标。矿工在购买矿机时通常不会考虑单台价格，而是关注回本周期，其中的关键指标就是“单位算力功耗”。在相同计算能力的情况之下，矿机的功耗越小，意味着矿机的性能越好，所谓“单位算力功耗”即为矿机的功耗/算力。随着全网算力的整体提升，挖矿成功的难度会越来越大，因此矿机需要不断定期换代以维持原有收益，近几年主流厂商通常每年升级一次产品系列，中间可能会根据市场情况发布更新版本对性能、功耗、价格进行微调。在这个过程中，单个矿机的算力不断得到提升，而核心指标“单位算力功耗”则不断下降。
优化“单位算力功耗”，需要用专用型芯片代替通用型芯片。比特币矿机芯片的发展经历了从 CPU、GPU、FPGA 到 ASIC 的四个过程。在这个过程中，提供算力的芯片从通用型逐渐转向了挖矿专用型。所谓ASIC芯片（Application-Specific-Integrated-Circuit chip），即指为专门目的而设计的集成电路。ASIC 的特点是面向特定算法需求，在批量生产时与通用集成电路相比具有体积更小、功耗更低、可靠性提高、单位成本更低的特点。比特币挖矿属于特定算法下的重复计算，因此应用ASIC方案会使得芯片性能得到大幅提升。
图表：CPU、GPU、ASIC挖矿性能对比
资料来源：观研天下整理
ASIC 矿机芯片的工艺制程先进，产品更迭速度快。先进的芯片制程工艺可以提高集成电路的精密度，使得电子器件的特征尺寸不断缩小，从而芯片集成度不断提高，功耗降低的同时芯片算力得到提高。为了获得最优的性能，ASIC 矿机芯片的设计、制造一直走在芯片行业的前沿。目前市场上主流的 ASIC 矿机芯片从 110nm、55nm、28nm 一直升级到 16nm，未来半年内也将推出 7nm 制程的 ASIC 矿机芯片。具体举例，以下是世界第二大比特币 ASIC 矿机供应商嘉楠耘智的产品、芯片更迭情况：
图表：嘉楠耘智近三年历代比特币ASIC矿机
资料来源：观研天下整理
资料来源：观研天下整理，转载请注明出（TC）
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