2021年数字货币发展研究报告-洞察研究报告-免费行业研究报告阅读

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前瞻产业研究院出品的2021年数字货币发展研究报告目录 CONTENT01020304 数字货币概述 数字货币发展现状 数字货币典型土地应用 数字货币未来发展趋势 数字货币发展驱动因素1.1 数字货币的定义货币 关于电子货币、数字货币、加密货币、虚拟货币等概念之间的联系和区别，有很多解释和定义，数字货币的定义因来源而异。2017年，国际清算银行支付和市场基础设施委员会负责人Morten Bech和BIS技术顾问Rodney Garratt发表了《央行加密货币》并首次提出“金钱之花”概念模型。2018 年，Bech 修订了货币之花模型，根据各国货币当局和学者的研发成果，改变了对货币关键属性的描述。按2018年模型数字形式的货币种类，数字货币包括银行存款、央行法定数字货币和包括比特币在内的私人数字货币。2017 Bech's Money Flower Model 2018 Bech's Modified Money Flower Model 资料来源：国际清算银行 BIS 前瞻性产业研究所编译 1.1 数字货币定义（续） 2017 2018 电子/数字货币类型的储备账户结算，储蓄货币账户，

2018年模型两次修改后，电子/数字货币的种类发生了一定的变化。在划分货币的 4 个属性中，除了电子/数字形式的属性外，其他 3 个属性中的 1 个的描述发生了变化：peer-to-peer (2017） vs token-based (201 8）;另外，2018年的修订模型取消了虚拟货币作为数字货币的一种分类，这带来了数字货币类型描述的变化。总结一下数字货币定义的差异如下： 2017 年和 2018 年电子/数字货币定义模型的差异 来源：国际清算银行 BIS 前瞻产业研究所 注：红色表示 2017 年和 2018 年的差异，蓝色代表2017年和2018年不存在的项目。1.2数字货币的发展历史数字货币的发展历史可以追溯到1990年代。在此期间，诞生了 DigiCash、E-Gold、WebMoney、B-money 等数字货币。其中，DigiCash是在线支付系统的先驱；E-Gold与黄金价值挂钩，但因吸引大量非法洗钱交易而下跌；B-money 应用了分布式账本技术，但面临同一数字资产在系统中可能被重复使用的情况（“双花”）；WebMoney 是少数幸存的尚未加密的数字货币之一。2 数字货币的发展历史 数字货币的发展历史可以追溯到1990年代。在此期间，诞生了 DigiCash、E-Gold、WebMoney、B-money 等数字货币。其中，DigiCash是在线支付系统的先驱；E-Gold与黄金价值挂钩，但因吸引大量非法洗钱交易而下跌；B-money 应用了分布式账本技术，但面临同一数字资产在系统中可能被重复使用的情况（“双花”）；WebMoney 是少数幸存的尚未加密的数字货币之一。2 数字货币的发展历史 数字货币的发展历史可以追溯到1990年代。在此期间，诞生了 DigiCash、E-Gold、WebMoney、B-money 等数字货币。其中，DigiCash是在线支付系统的先驱；E-Gold与黄金价值挂钩，但因吸引大量非法洗钱交易而下跌；B-money 应用了分布式账本技术，但面临同一数字资产在系统中可能被重复使用的情况（“双花”）；WebMoney 是少数幸存的尚未加密的数字货币之一。DigiCash 是在线支付系统的先驱；E-Gold与黄金价值挂钩，但因吸引大量非法洗钱交易而下跌；B-money 应用了分布式账本技术，但面临同一数字资产在系统中可能被重复使用的情况（“双花”）；WebMoney 是少数幸存的尚未加密的数字货币之一。DigiCash 是在线支付系统的先驱；E-Gold与黄金价值挂钩，但因吸引大量非法洗钱交易而下跌；B-money 应用了分布式账本技术，但面临同一数字资产在系统中可能被重复使用的情况（“双花”）；WebMoney 是少数幸存的尚未加密的数字货币之一。

2008 年 11 月 1 日，中本聪提出了比特币的概念。2009 年 1 月，在服务器上生成了第一个比特币区块，称为“区块链”；2011年，莱特币诞生。该币在比特币的基础上提高了计算效率和矿工的准入难度；2014年，以太坊诞生，通过以太坊可以创建智能合约和去中心化应用；2019 年，Facebook 推出了虚拟加密货币 Libra，按照 Libra1.0 的愿景，Libra 是一篮子货币稳定币和超主权货币。资料来源：1990年代搜狐站展产业研究院编制 • DigiCash、E-Gold、WebMoney、B-money等数字货币诞生于2008年 • 比特币概念被提出，它是一种去中心化的数字货币货币，2011年采用区块链技术。为了解决比特币传输速度慢的固有问题，莱特币诞生了。2014年，以太坊诞生，这是一个开源的具有智能合约功能的公共区块链平台。2019年数字货币视频，天秤座诞生了。, 是 Facebook 推出的一种虚拟加密货币1.3.1 数字货币发行/试用/部署模式简介（央行数字货币） 部署阶段低：根据BIS对中央银行的调查到 2021 年初，86% 的银行正在研究 CBDC 的潜力，60% 的银行正在试验该技术，14% 的银行正在部署相关的试点项目。莱特币诞生了。2014年，以太坊诞生，这是一个开源的具有智能合约功能的公共区块链平台。2019年，天秤座诞生了。, 是 Facebook 推出的一种虚拟加密货币1.3.1 数字货币发行/试用/部署模式简介（央行数字货币） 部署阶段低：根据BIS对中央银行的调查到 2021 年初，86% 的银行正在研究 CBDC 的潜力，60% 的银行正在试验该技术，14% 的银行正在部署相关的试点项目。莱特币诞生了。2014年，以太坊诞生，这是一个开源的具有智能合约功能的公共区块链平台。2019年，天秤座诞生了。, 是 Facebook 推出的一种虚拟加密货币1.3.1 数字货币发行/试用/部署模式简介（央行数字货币） 部署阶段低：根据BIS对中央银行的调查到 2021 年初，86% 的银行正在研究 CBDC 的潜力，60% 的银行正在试验该技术，14% 的银行正在部署相关的试点项目。

资料来源：前瞻产业研究院整理阶段 国家日期模式发布 厄瓜多尔于2014年12月推出“电子货币系统”和“厄瓜多尔币”。由于未能普及，该货币于2018年3月下旬停止运行 委内瑞拉 2018年2月2020年2月，“石油币”上线。2020年2月，由于大规模通货膨胀，委内瑞拉商人放弃了使用石油币作为支付手段的试点。瑞典于2020年2月实施数字货币“电子克朗”试点，用户可使用手机、信用卡等或联网智能手表支付电子克朗中国2020年4月在深圳、苏州“雄安”内部封闭试点新区”，2 数字货币（Private Digital Currency）供应方式介绍 >651784.5437有供应上限，总流通量为2100万枚 ETHA+2062.2410710.0935 货币政策不确定; 应用加密货币ADAA-550.@ >872592707.054 总发行量450亿；定位为“亚洲以太坊”BNBB+367.9215553.6753 采用通缩货币政策；平台加密货币DOGEC-328.1211355820.03没有供应上限，XRPC-306.514283270.497有供应上限，1000亿为总流通量 VET/108.855545473.48 源代码库来自以太坊 BCHABCB+91.381746.1138 比特币现金 BCH 分支 LTCC-85.@ > 386287.5643数字货币视频，发行量8400万；基于比特币BCHSV/84.611746.1138的技术改进 比特币现金BCH分部资料来源：比特币信息网前瞻产业研究院整理5月21日市值前10位加密货币基本情况2021年比特币信息网公布了按市值排名的私有数字货币，在一定程度上体现了各币种的关注度。市值超过1000亿元的私人数字货币包括比特币和以太坊。比特币信息网前瞻产业研究院于2021年5月21日汇总了市值排名前10位的加密货币基本情况 比特币信息网公布了按市值排名的私有数字货币，在一定程度上体现了各币种的关注度。市值超过1000亿元的私人数字货币包括比特币和以太坊。比特币信息网前瞻产业研究院于2021年5月21日汇总了市值排名前10位的加密货币基本情况 比特币信息网公布了按市值排名的私有数字货币，在一定程度上体现了各币种的关注度。市值超过1000亿元的私人数字货币包括比特币和以太坊。

各种私人数字货币在供给量、货币政策、货币属性等方面具有不同的特点。1.4.1 数字货币（央行数字货币）发展驱动——创新能力等指标 CBDC 项目指数 项目开发阶段 无公共项目 0 研究 1 进行中/已完成试点 2 进行中 CBDC3 央行Speech Score Negative/No Clear Plan-1Neutral0Positive/Started/In Progress1Retrieval Preference Index/2013.1-2020.4Keyword Retrieval Popularity Simple Average CBDC Project Index Index构成来源：BIS前瞻产业研究院国际清算银行在商业数字化的背景下，私人数字代币的兴起，以及区块链技术在各种场景中的应用，各国纷纷展开CBDC布局。由于不同国家的经济和制度不同，在开展CBDC项目时采用的政策方针和技术设计存在很大差异。2020 年 8 月，国际清算银行工作组发布了《中央银行数字货币的崛起：驱动因素、方法和技术》报告，对 CBDC 项目国的共性进行了实证研究：针对各国 CBDC 项目的发展情况，介绍了工作组 A 以各种指标度数计算的 CBDC 项目指数（左图），并介绍了 CBDC 项目的一系列驱动因素（右图）。国际清算银行研究发现，手机使用率和创新能力越高，国开行项目指数越高。驱动因素 支持 CBDC 项目发展 链式数字基础设施 具备 CBDC 发展的基础设施创新能力 具备 CBDC 研发能力和潜力 机构质量发展 CBDC 项目效率 更高的发展水平和普惠金融 潜在的数字支付需求 公众利益 CBDC 的发展有更好的发展空间了解跨境交易，更有可能开展CBDC跨境银行间结算等项目。各国开展CBDC项目的驱动因素1.4.

比特币设计的初衷就是为上述特性提供解决方案。因此，中本聪提出了“以区块链技术为核心的一整套解决方案”。由于比特币采用区块链技术，比特币交易是公开可追溯的，但不能做到完全匿名，在一定程度上规避了现有法币体系的一些特点。从区块链和比特币的发展历程来看，区块链技术出现的时间早于比特币，而该技术构成了比特币的基本结构。区块链与比特币的发展历程 来源：前瞻产业研究院 1979年编撰，1991年提出计算机数据结构哈希树，《区块链技术论文》约 60% 的央行正在开展 CBDC 实验或概念验证，14% 正在安排 CBDC 试点；大约 50% 的中央银行正在考虑研究零售和批发 CBDC。

资料来源：BIS CBDC 前瞻产业研究院调查 2017-2020 2017-2020 年研究 CBDC 的银行比例（单位：%） 86 606672788490201720182019202020202019-2020 2019-202020202020 年研究CBDC 的银行阶段比例（单位：%/040202实验） 600102实验概念验证安排试点 201920202.1 央行数字货币发展现状——发展中经济体对零售 CBDC 的热情更高 BIS 对 CBDC 的调查结果显示，发展中经济体对零售 CBDC 的热情更高。金融包容性和支付效率是发展中经济体发展零售 CBDC 的驱动因素；支付安全和其他因素是发达经济体零售 CBDC 的驱动因素。金融稳定和货币政策对于发展中经济体开展零售 CBDC 越来越重要，而对于发达经济体而言，金融包容性、支付效率和支付安全性越来越重要。2018-2020 Comparison of driving factors for developing retail CBDC in developing and developed economies Source: BIS survey on CBDC Prospective Industry Research Institute collat​​ed 12345201820192020201820192020201820192020201820192020201820192020202018201920202020182019202020182019 Cross-border) Payment Security/Robustness Other Developed Economies Developing Economies2.

支付安全和国内支付效率是发展中经济体发展批发 CBDC 的驱动因素；发达经济体发展批发CBDC的驱动因素是支付安全和跨境支付效率。支付安全、货币政策和金融普惠对于发展中经济体开展批发CBDC越来越重要，而对于发达经济体来说，金融普惠和跨境支付效率越来越重要。2.1 央行数字货币发展现状——跨境支付是批发CBDC研究+概念证明研究+概念证明+试点的驱动力来源：BIS CBDC 未来产业研究院调查 整理零售 CBDC 驱动因素 1234 支付安全/稳健性 支付效率（国内） 支付效率（跨境） 金融稳定性 货币政策 执行金融包容性研究 阶段研究 + 概念验证研究 + 概念验证 + 试点批发 CBDC 驱动因素 BIS 关于零售和批发 CBDC 驱动因素的雷达图显示，所调查的因素不足以使中央银行发展批发 CBDC，跨境支付是使中央银行比零售更愿意发展批发 CBDC 的唯一因素CBDC。但是，接受调查的中央银行引用了其他应包括在批发 CBDC 研究中的驱动因素：资本市场的发展、网络弹性的增强等。

对于处于概念验证阶段，尤其是试点阶段的中央银行而言，金融稳定是发展零售或批发 CBDC 的重要驱动力。2.1 央行数字货币发展现状——法律框架尚不明确 建立健全、清晰的法律框架是任何央行发行CBDC的前提。2020年，约26%的央行无权发行CBDC，约48%仍不确定是否制定相关法律。与2017年相比，有权力/正在制定相关法律的央行比例有所增加，对此事不确定的央行比例有所下降。来源：%) ）2018-2020年加密货币用于跨境支付的比例（单位：%）010203040506070201820192020201820192020201820192020201820192020201820192020大量使用较广泛的公众使用小众市场使用几乎不使用不知道05101520253035404550201820192020201820192020201820192020201820192020201820192020大量使用较广泛的公众使用小众市场使用几乎不我不知道是否使用了010203040506070。不知道20202019是不是基于BIS对央行的调查。加密货币用于国内和跨境支付的比例相对较低，但在小众市场，上述两种情况下加密货币的应用比例分别在 20% 和 45% 左右。

无论是在国内支付领域还是跨境支付领域，几乎没有出现大规模或更广泛公开使用加密货币的案例。稳定币作为一种新型支付方式的出现并不是大多数央行发展 CBDC 的驱动因素。尽管如此，央行关注稳定币对货币金融稳定的潜在影响的比例正在上升，2020年该比例将在65%左右。2.3央行数字货币产业链不同由于各个央行采用的技术不同，对应的数字货币产业链也不同。以我国央行数字货币为例，数字人民币产业链包括发行、交割、流通环节，以及支付和结算。由于数字人民币采用双离线技术，因此需要对支付机进行改造，为用户开发智能卡钱包。发行、流通流通、支付结算数据来源：前瞻产业研究院梳理数字人民币产业链、数字货币运营、央行支付系统开发、安全加密、数字安全支付机改造、商业银行系统开发、To C应用（数字钱包）、To B应用（支付软件和硬件）钱包系统开发•身份认证钱包开发•智能卡制造钱包支付服务一个区块创世区块诞生，区块高度为0，因此也被称为区块0。生成一个新块大约需要 10 分钟，每 210,000 个块开采大约需要 4 年。随着时间的推移，比特币的发行率一直在下降。在比特币运营的前四年，每个区块奖励 50 个比特币。

在 693 万个区块之后，产生了近 2100 万个比特币，比特币接近完成。之后，新区块不再包含比特币奖励，矿工收入完全来自交易费用。下图显示了比特币区块高度和区块奖励之间的关系。来源：比特看《掌握比特币》前瞻产业研究院 502512.56.253.1251.56250.781250.0000000101020304050600214263841051260.. .693万比特币区块高度和区块奖励（单位：万枚）2.4 比特币供应状况-CPU—GPU—FPGA—ASIC芯片演进 自2010年10月以来，比特币价格呈现明显上涨趋势；从2010年底开始，独立矿工开始共享计算资源，增加发现区块的机会，矿池模式开始运作，比特币挖矿发生了重大变化。矿池运营商负责矿机采购，使得大规模采购矿机成为可能，矿工对高算力矿机的需求急剧上升。比特币挖矿使用的芯片开始了从通用芯片到专用芯片的转变：CPU（2009）-GPU（2010）-FPGA芯片（2011）-ASIC芯片（2013）。在芯片性能方面，CPU是通用芯片，特点是性能低、功耗低、灵活性高；GPU擅长图像处理的并行计算，具有中等性能、中等功耗、高灵活性的特点；FPGA具有编程灵活、高性能、低功耗、高灵活性的特点，支持比特币的SHA256算法，也支持GPU矿机擅长的Scrypt算法；ASIC是一种专用芯片，具有高性能、高功耗、低灵活性、低成本等特点。在挖矿速度方面，ASIC矿机比GPU挖矿快300-10000倍。并且成本低 在效率方面，矿机公司有专门设计的 ASIC 芯片用于 SHA256（或其他算法）计算；在挖矿速度方面，ASIC矿机比GPU挖矿快300-10000倍。并且成本低 在效率方面，矿机公司有专门设计的 ASIC 芯片用于 SHA256（或其他算法）计算；在挖矿速度方面，ASIC矿机比GPU挖矿快300-10000倍。

比特币挖矿芯片性能对比（单位：MH/s、W、MH/s/W） CPUGPUFPGAASIC挖矿速度（MH/s）约20 300-400200-25008-300万 功耗（W）约150800 200左右大约 1000 左右 输出功率比 (MH/s/W) 0.大约 132.25-36-7580-3000 高灵活性，高，低 来源：展望产业研究所组织 2.4 比特币供应状况——算力和挖矿难度在上升 矿场日均算力在上升。截至2021年6月6日，日均算力已达到150.97EH/s。出于稳定性考虑，系统会根据全网算力调整比特币挖矿难度。采矿难度反映在开采新区域所需的预期作业数量上，比特币挖矿难度也在上升。截至2021年6月6日，比特币挖矿难度已达到21.05T。资料来源：2009-2021年比特币挖矿难度（单位：T） 2009-2021年日均算力（单位：EH/s） 2.4 比特币供应状况-矿池算力高度集中。比特币矿池的部分算力来自ASIC矿机。包括 BTC.com 在内的比特币矿池已经部署了 AsicBoost 功能进行挖矿。比特币矿池的部分算力来自ASIC矿机。包括 BTC.com 在内的比特币矿池已经部署了 AsicBoost 功能进行挖矿。比特币矿池的部分算力来自ASIC矿机。包括 BTC.com 在内的比特币矿池已经部署了 AsicBoost 功能进行挖矿。

AsicBoost 是一种比特币挖矿的优化算法。它可以利用块格式的特性减少ASIC矿机的哈希轮数，提高矿机性能，降低10%-20%的功耗，增加挖矿收益。根据tokenview的数据，比特币矿池的算力集中度很高。2021年5月，比特币排名前四的矿池分别是BTC、F2Pool、Poolin、AntPool，四个矿池的总算力占比54.48%。2021年比特币矿池算力占比（单位：%） 来源：Tokenview前瞻产业研究院整理BTC15.@>4%F2Pool14.7%Pool13.5%AntPool10. 9%其他45.@>5%2. 4 以太坊供应状况时间 区块高度事件 2017 年 3 月，约 370 万块出块时间延长至 30 秒，ETH 发行量减半 2017 年 10 月 430 万枚发起分叉（拜占庭升级），区块高度降低至 130 万枚，推迟了难度炸弹启动 2019 年 1 月约 670 万 平均挖矿时间从 14 秒增加到 15. @>5 秒，以太坊区块时间延长 2019 年 2 月 28 日 728 万启动分叉（君士坦丁堡升级），区块高度降低至 228 万，推迟难度炸弹的启动时间 2019 年 11 月 22 日，约 860 万难度炸弹爆炸，出块时间大幅延长至 17.2 秒。2020年1月920万开始分叉（缪尔冰川升级），平均出块时间从1增加7.

以太坊系统的难度炸弹启动后，以太坊的开发者采用分叉升级的方式来应对难度炸弹的影响。2020年12月12日，以太坊进入第四个发展阶段——Serenity阶段，以太坊的共识机制也在从以太坊1.0的工作量证明（PoW）机制向以太坊< @1.0。@2.0 的权益证明（PoS）机制，由于 PoS 机制的发展延迟，向以太坊2.0 的过渡延迟。目前，以太坊2.0 和以太坊1.0 并行存在。难度炸弹协议旨在使以太坊过渡到权益证明（PoS）算法（即矿工最终停止挖矿并开始验证），难度炸弹爆炸了好几次，以太坊团队硬分叉拖延时间，以免提前赶走矿工。以太坊难度炸弹延期相关事件来源：前瞻产业研究院整理。在矿机性能提升和以太坊价格上涨的背景下，以太坊系统的日均算力普遍呈现上升趋势。截至2021年6月6日，日均算力达到610.31TH/s。以太坊系统会根据其发展阶段调整每个区块的难度，以太坊的挖矿难度也在上升。截至2021年6月6日，以太坊挖矿难度已达到7. 69T。来源：