以太坊区块链生态链价值研究报告：以太坊生态链的繁荣靠什么？

本文作者：陈运红 张曼丽，转自公众号“本翼资本CapitalWings”，原题目《以太坊区块链生态链价值研究报告》

基本结论：以太坊生态链的内在价值最终取决于基于以太坊区块链开发平台的各类应用的广度和深度，以及各类应用的用户的连接数量和连接强度。在当前市值排名前300的区块链ICO项目中，基于以太坊平台进行搭建的占比超过80%，其应用涵盖底层技术、金融领域、非金融领域，共计42个子行业。随着以太坊共识机制的完善以及交易效率提高，以太坊生态价值前景仍值得期待和重点关注。

一、以太坊的演进之路

以太坊（Ethereum）于2013年由一个18岁的俄罗斯少年创建并发布了白皮书，2014年开始预售以太币，共计售出6010.22万个，价值约1800万美元；2015年以太币市值达到10亿美金，2017年末市值一度冲破1000亿美元，2018年4月2日的实时市值为376.89亿美元。

图1 以太坊的发展历程图

资料来源：本翼资本

此外，以太坊还拥有一套完整的创建应用的工具，可以用于安全地执行多种服务，包括：投票系统、域名注册、金融交易所、众筹平台、公司管理、自我执行的合约和协议、知识产权、智能财产和分布式组织。

以太坊的创建将极大节省开发者的成本并提高效率，对于非技术人员来说，通过分拆中心化的功能，并将它分散到去中心化结构中，提供了一个构建新商业模式的可能。以太坊是一种去中心化的账本协议，是一个通用的全球性区块链项目，可以管理金融和非金融应用的状态。

本质上，以太坊是运用智能合约促成去中心化的商业逻辑，当智能合约满足特定条件时，会自动打开的加密箱子。智能合约在区块链云上（不需要服务器）执行，且可以在多方之间自动执行给定的协议条款，它们是“去中心化应用（DApp）”的基本构件。从前端的角度来看，以太坊拥有一个强大的专用浏览器，使用户可以方便地安装和使用DApp。

二、智能合约及以太坊的设计原理

“智能合约”其实是一个根据事先任意制订的规则来自动转移数字资产的系统。例如，一个人可能有一个存储合约，形式为“A可以每天最多提现X个币，B每天最多Y个，A和B一起可以随意提取，A可以停掉B的提现权”。

以太坊是一个分散式平台，可以运行智能合约：应用程序按照既定程序运行，不会出现停机，审查，欺诈或第三方干扰的可能性。合约就好像是一个活在以太坊系统里的自动代理人，他有一个自己的以太币地址，当用户向合约的地址里发送一笔交易后，该合约就被激活，然后根据交易中的额外信息，合约会运行自身的代码，最后返回一个结果，这个结果可能是从合约的地址发出另外一笔交易。但以太坊中的交易，不单只是发送以太币而已，还可以嵌入相当多的额外信息。

以太坊的目标是提供一个带有内置的、成熟的图灵完备语言的区块链，用这种语言可以创建合约来编码任意状态转换功能，用户只需简单地用几行代码便可实现逻辑，就能创建以上提及的所有系统以及许多我们还想象不到的其它系统。如果将搭建应用比作造房子，那么以太坊就提供了墙面、屋顶、地板等模块，用户只需像搭积木一样把房子搭起来，在以太坊上建立应用，可大大降低成本和提高效率。

三、以太坊和比特币的区别

从本质上看，比特币和以太坊都是某种算法和数据结构产生的一堆数据（区块），而且需要不停地产生，但两者的算法和数据结构不一样。两者之间的区别主要在于管理的去中心化，以及商业模式。比特币更多被当做为一个货币系统，而以太坊则是定位于开发者平台。

管理的去中心化的区别：比特币对管理去中心化有更严格的定义，比特币的创始人中本聪是缺席的，所以没有任何一个决策者可以单独控制整个网络。社区倾向于与政府分离，一些开发者的目标是建立足够强大的系统，以避免任何法规的干扰。而以太坊社区存在一些有影响力的人物，如Vitalik和Gavin Wood。Vitalik为社区指导提供了明确的方向。由于以太坊的支持者对于去中心化的理解角度更为宽松，他们对政府和老牌企业更加友好，他们的项目也会根据业务需求扩展到许可链和私有链。

商业模式的区别：比特币定位于货币体系，因而更加强调其去中心化、效率和匿名性。比特币的需求在当地货币体系薄弱的时候是高的，比如委内瑞拉。大多数比特币开发人员都专注于区块链的核心开发和解决问题，例如可扩展性和匿名性。

而以太坊被塑造为连接开发人员和用户的分布式应用（DApps）平台，与iOS平台类似，用户使平台具有价值且是收入的来源。为了发展这一平台，以太坊需要与开发人员和用户互动。以太坊向开发者大力推销其两大特色：不可阻挡的应用程序和编码友好的智能合约。为了将用户扩展到企业，以太坊成立了企业联盟，并鼓励企业在以太坊虚拟机上构建许可链和私有链。随着越来越多的公司加入网络，以太坊可能会建立自己的生态系统，实现网络效应，并可能成长为每个人都使用的最大的公有链。

四、以太坊生态系统正在呈现蓬勃发展之势

在最底层，以太坊是一个多层的、基于密码学的开源技术协议，并将不同功能模块通过设计进行了全面的整合。作为一个整体，它是一个创建和部署现代化的去中心化应用的综合平台，并拥有一套完整的、可以扩展其功能的工具。

生态系统：像大多数软件平台一样，以太坊核心的外围是一个由合作者、技术交互扩展、应用和辅助服务组成的丰富生态系统，用于增强以太坊的核心地位。从功能的角度而言，可以将以太坊系统拆分为三部分：

第一，核心技术，包括：点对点共识、虚拟机、合约、密钥、区块链、软件语言、开发环境、货币、技术整合和中间服务；

第二，应用，包括：客户端软件、挖矿、监控服务、去中心化应用和其他第三方应用；

第三，辅助服务，包括：通过维基、论坛、以太坊学院、网站、赏金激励、未来的开发者会议实现的教育、研究、学习和支持。

图 2：以太坊的生态系统

资料来源：本翼资本

DApp：也即是以太坊社区把基于智能合约的去中心化的应用程序，其目标是让智能合约有一个友好的界面，外加一些额外的东西，例如IPFS（可以存储和读取数据的去中心化网络）。DApp可以在一台能与以太坊节点交互的中心化服务器上运行，也可以在任意一个以太坊平等节点上运行，但不能在普通的服务器上运行。

以太坊正在全球范围内激发商业和社会创新，为前所未有的应用打开了大门。从长期来看，它所引致的结果将影响经济和控制结构。数以千计的企业家和开发者正在创建和实施基于以太坊的新理念、新项目和创业公司。

截至2017年，已经有上千个第三方项目、产品、技术扩展，完全或者部分基于以太坊。这些应用包括：预测市场、去中心化交易所、众筹、物联网、投票和管理、博弈、信誉系统、社交网络、聊天消息系统、保险、医疗保健、艺术、交通工具分享、分布式自治组织、交易（金融工具或者商品）、会计、社区、电子商务、物理安全、文件存储、所有权登记、内容、小微交易、社区管理、云计算、汇款、智能合约管理、智能资产、钱包、食品、制造业、数据存储、供应链等。

在我们看来，基于以太坊DApp有2大分类，一是寄托于底层技术，分为与币相关和与链相关；二是在依托以太坊在应用场景上做延伸的DApp，分为金融类和非金融类。

与币相关的底层DApp主要用于构建数字货币经济体系，发行各种电子货币，但缺乏场景支持，因而这一领域也最容易出现空气币。此外，还用于建立点对点的去中心化交易平台，提供货币交易服务、投资银行业务及其他服务，平台有时需要以代币来支付手续费。

与链相关的底层技术可以做一个新的基础连，也可以基于已有的基础链做技术支持，如为智能合约、电子货币和通信提供相关的区块链技术服务。此外，相关底层技术还包括分布式计算、数据共享、数据交易，提供去中心化的算力，可用于模拟股票市场、大数据分析、医学研究甚至是密码学货币挖矿，并提供提供去中⼼化的、可扩展的数据服务，可用于共同存储和管理数据。

金融领域的相关子行业应用包括：

支付：依托以太坊平台建立去中心化的全球支付网络，发行去中心化的借记卡和钱包，使支付交易更安全、更快速、更透明和低成本；

汇兑：利用以太坊平台整合交易所、通过APP/网站进行跨链的币币兑换平台，打通数字货币间的壁垒，提升加密货币市场周转效率和流动性；

基金：构建数字货币投资平台，发起基于区块链的封闭式基金，以代币激励数据科学家建模在金融市场交易中获利；

银行：构建去中心化银行，进行传统资产数字化，对数字资产进行存储、交易、汇款和兑汇，并提供表外化的众筹和供应链金融服务等；

借贷：搭建去中心化的借贷平台,比如P2P和数字抵押贷款，在降低借贷成本、提高效率的同时保障贷款人的利益；

征信：基于区块链构建新型信用体系，改善传统借贷方式,可以用于用于身份验证、风险评估和信用评分；

证券：通过代币发行其股份，打造外汇、股票、固收等产品的数字化转换与交易平台，帮助企业通过区块链合法合规发行证券类产品，拓展融资渠道；

数字资产管理：链接虚拟与现实世界，搭建数字资产底层平台，让加密货币和底层资产连接起来，便于保值、交易、投资和跟踪；

保险：构建区块链智能保险管理系统，实现各类险种的P2P交易；

众筹：构建为ICO、众筹和众投提供全面解决方案的区块链资金筹集平台；

融资：基于区块链搭建P2P的票据融资平台；

VC：构建服务早期区块链项目的代币化VC平台；

非金融领域的相关子行业应用包括：

广告：利用智能合约建立去中心化的平台，在这个平台上可以进行广告的推广、交易、监管、检验广告商域名、精准营销等，可以利用代币的激励机制，鼓励用户参与，最大限度利用资源；

博彩：依托智能合约建立赌场和游戏平台，平台保持高透明度，并且把一部分利润发放为游戏彩票，激励玩家和代币持有人；

游戏：利用区块链打造游戏社区交易市场和游戏生态。在交易市场上玩家可以利用虚拟币交易，使得交易更加安全快捷和保密。游戏开发商可以享受高处理速度、可扩展、先进的防盗保护以及方便快捷安全的交易环境；

影音：在以太坊平台上进行电视剧制作、电影制作和音乐制作等内容创作，平台用代币激励参与者一起建立平台生态系统；

内容：允许用户发布资料，比如文章、漫画、百科全书等，并绕过了中间商，直接与消费者联系，内置的信用体系还将允许内容创建者和贡献者获得奖励；

搜索引擎：是一个开放的、去中心化的搜索引擎，它会奖励社区成员使用前搜索令牌，以供他们使用、贡献和推广平台；

社交：依托以太坊平台建立去中心化的社交聊天平台和去中心化的开源自治社区，支持社区成员在平台上使用社交应用以及部署自己的网络应用，并用代币购买应用；

鉴定和认证：运用区块链的溯源鉴定和认证，可用于数据验证、枪支验证等；

法律：建立一个终端用户导向的智能合约框架，提供模块化的功能将传统合约映射到智能合约语言，同时保障编写出的智能合约具备合法性，可用于编写合同、投票等；

物联网：建立一个通用的物联网数据开放、共享平台，向各种智能合同的开发商和服务提供商收取CPC，并支付智能合同运营所需的费用，以确保所有商业智能合同的运营；

汽车：一个基于区块链的解决方案，可以从不同来源收集汽车的历史信息，用户可以检查汽车数据，确认每人操纵里程记录等；

数据：为去中心化应用开发的去中心化的、基于客户需求、可扩展的数据管理、数据流量交易和存储服务服务；

能源：基于以太坊的能源交易平台，这个平台上，个人、家庭、所有者可自由购买，出售或交易电力的权利，通过智能合约可自动完成交付功能；

医疗：基于区块链技术开发的开放式医疗信息服务平台，能够对包括智能手机在内的多种设备产生的以及分散在不同医疗机构的医疗信息安全地整合在一起进行管理；

供应链：基于区块链的生态系统，可以追踪并监管网络中物品的起源、品质、规范性和恰当的处理，减少供应链成本费用；

零售：基于区块链和智能合约支持，消费者可直接从制造商处购买产品，享受低透明价格的各种高品质产品，保证消费品假冒并节省直接促销；

会计审计：运用区块链记账进行信用风险评估，满足中小企业会计审计与票据短期融资需求；

五、以太坊钱包和账户

以太坊钱包：是在以太坊区块链上分散应用的门户，帮助用户保存和保护以太坊以及其他以Ethereum为基础的加密资产、编写、部署和使用智能合约，可以存储以太币及任何以太坊的衍生代币。

以太坊账户由四部分组成：随机数（nonce：用于确定每笔交易只能被处理一次的计数器）、余额（balance：此地址拥有Wei的数量）、账户的合约代码（CodeHash如果有的话）和账户的存储（storage Root默认为空）。而比特币系统的状态只有2种：所有已经被挖出的、及没有被花费的比特币。因而以太坊系统里的状态内涵更加丰富，这也是为什么以太坊区块链比比特币区块链有更多的扩展应用空间。

以太坊有2种类型的账户：外部拥有账户（被私钥控制且没有任何代码与之关联）、合约账户（被它们的合约代码控制且有代码与之关联）。外部拥有账户和合约账户的基本区别在于：一个外部拥有账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名，发送消息给另一个外部拥有账户或合约账户。不像外部拥有账户，合约账户不可以自己发起一个交易，合约账户的代码只能被外部拥有账户到合约账户的消息所激活，之后执行各种动作。（比如转移代币、写入内部存储、挖出一个新代币、执行一些运算、创建一个新的合约等）

六、以太坊的货币和发币机制

以太坊网络包含自身的内置货币—以太币，以太币扮演双重角色：为各种数字资产交易提供主要的流动性，以及支付交易费用。以太币有四个单位，其代表的意义如下：

在这四种单位中：“以太”被用作普通交易，“芬尼”用来进行微交易，“萨博”和“伟”用来支付费用和协议讨论。

以太币的发行模式比比特币更复杂。目前以太币的数量主要以四种形式存在：Pre-mine（矿前）、Block rewards（区块奖励）、Uncle rewards（叔块奖励）、Uncle referencing rewards（叔块引用奖励）。

Pre-mine（矿前Genesis）：以太币在初始发行时，价格锚定比特币，以1BTC（比特币单位）=1337~2000ETH（以太币）的价格发售，2014年7月-8月间，众筹约发行了7200万以太币。这些币被称之为“矿前”。0.099X（X为发售总量）将被分配融资、及其它的参与开发的早期贡献者，另外0.099X将分配给长期研究项目的研发人员。众筹阶段之后，以太币每年的产量为7200万*25%。

区块奖励（Block Rewards）：目前每产生一个新区块就会产生5个新以太币，平均每14秒就会产生一个新区快。计算一下，每年有225万个区块（365*24*60*60）被挖出来，每年以太币的产出量是1125万个（225*5）。

叔区块奖励（Uncle Rewards）：有些区块被挖得稍晚一些，因此不能称为主区块链的组成部分，比特币称这类区块为“孤块”，将其完全舍弃。而以太币称它们为“uncles”（叔区块），在之后的区块中，引用它们。如果uncles在之后的区块链中作为叔块被引用，每个叔块会奖励挖矿者约4.375个以太币（5*7/8）。目前每天有大约500个叔块被创建，为以太币的日产量链，额外加入2000个以太币，每年产量为70万以太币。

叔区块引用奖励：矿工每引用一个叔块，就得到了大约0.15个以太币（最多引用两个叔块）

图 3：当前以太币的数量

资料来源：CryptoCompare，本翼资本

截止2018年4月2日，共计有9803.36万个以太币，其中矿前7200万个、区块奖励产生约2444.2万个、叔区块奖励约158.17万个，每个以太币价格为382.39美元，总市值约376.89亿美元。

图 4：以太币兑美元（单位：美元）

资料来源：Wind，本翼资本

虽然以太币每年会新增1125万个，由于每年以太坊基数在不断增长，另外考虑到每年会有一个比较固定的以太币遗失率，因此长期来看，以太币的通货膨胀率呈现不断下降趋势。

图 5：以太币供应量的长期增长率

资料来源：以太坊白皮书，本翼资本

七、Gas和费用

以太坊网络上的每一次交易都需要计算，每一次计算都会产生一定的费用，这个费用用gas进行支付。gas是用来衡量在一个具体计算中要求的费用单位，gas price就是你愿意在每个gas上花费的Ether数量，以“gwei”进行衡量。“Wei”是Ether的最小单位，1Ether=10^18Wei. 1gwei=10^9 Wei。对每个交易，发送者可自由设置gas limit和gas price，gas limit和gas price代表着发送者愿意为执行交易支付的Wei的最大值。

例如，假设发送者设置gas limit为50,000，gas price为20gwei。这就表示发送者愿意最多支付50,000*20gwei=1,000,000,000,000,000 Wei =0.001 Ether来执行此交易。

图 6：GAS的支付规则

资料来源：简书，本翼资本

gas limit代表用户愿意花费在gas上的钱的最大值。如果在他们的账户余额中有足够的Ether来支付这个最大值费用，那么就没问题。在交易结束时任何未使用的gas都会被返回给发送者，以原始费率兑换。

图 7：余额充足时，以太坊Gas交易过程

资料来源：简书，本翼资本

如果发送者没有提供足够的gas来执行交易，那么交易执行就会出现“gas不足”，然后被认为是无效的。此时，交易终止，之前所有已改变的状态将会被恢复，回到了交易之前的状态，就像这笔交易从来没有发生。而已被消耗的gas也不会返还给发送者，因为机器在耗尽gas之前还是为计算做出了努力，送者在gas上花费的所有钱都发送给了“受益人”地址，通常情况下就是矿工的地址。

图 8：余额不足时，以太坊Gas交易过程

资料来源：简书，本翼资本

通常，发送者支付的gas price越高，矿工从这笔交易中获得奖励就越多。因此，矿工更愿意选择高gas price的交易。为了引导发送者设置合理的gas price，矿工可以建议一个他们愿意执行交易的最小的gas值。

gas不仅可用来支付计算这一步的费用，也可用来支付存储的费用。存储的总费用与所使用的32位字节的最小倍数成比例。存储费用有一些比较细微的方面，比如，存储量会直接影响以太坊节点上数据量的大小，所以激励保持较小的数据存储量。如果一个交易的执行是清除一个存储实体，那么由于释放存储空间的退款同样会返回给发送者。

费用除了是运行程序所必须的之外，还有其他两大作用：

一是，防止用户过度使用网络而产生超负荷。以太坊每个网络执行的操作同时也被全节点所影响，计算的操作在以太坊虚拟机上是非常昂贵的。因此，以太坊智能合约最好是用来执行最简单的任务，比如运行一个简单的业务逻辑或者验证签名和其他密码对象，而不是用于复杂的操作，比如文件存储，电子邮件，或机器学习，这些会给网络造成压力。

二是，防止恶意执行者执行循环交易，使网络陷入瘫痪。以太坊是一个图灵完备语言，这就允许有循环，并使以太坊受停机问题的影响，这个问题让你无法确定程序是否无限制的运行。

八、用户如何使用以太坊？

用户想要使用以太坊，首先需要有以太坊钱包和以太坊账户。

基于以太坊的模板合同，用户可以与区块链上的应用程序进行交互，包括：学习Solidity，智能合约的新语言；设计和发行自己的加密货币；创建一个可交易的数字货币（Token），可用作表示资产、虚拟共享、会员资格等。这些数字货币均使用一种标准的API接口，支持智能合约的制动履行，并兼容依此标准为基础的其他钱包、智能合约和交易；数字货币的总量可以设定为固定值和浮动值。

用户发行自己的代币的途径：设置固定总量的可交易代币（Token）、设定一个可以发行代币的“中央银行”，或者启动ICO项目。

如何启动ICO项目？用户可以使用以太坊，创建一个合同，这个合同可以规定，当持有的募集的资金，在给定时间内，达到资金用途和目标时，资金将被释放给创业者或安全返回给投资人（参与者）。所有这些过程都不需要集中的仲裁员、交易所，也不需要对个人征信。

图11 以太坊的功能

资料来源：本翼资本

用户还可以根据之前发行的代币去跟踪奖励的分配情况，这就需要创建一个民主的自治管理组织，聘请职业经理人和可信赖的CFO，举办董事会，以及处理行政事务，或者也可以把这些事务留给以太坊合同，它将会搜集参与者信息并通过完全透明的程序进行提交。让机器人去运行组织的好处是，可以免受外部环境的影响，保证只执行程序里所编辑的内容，又由于以太坊的网络是分散的，可以100%保证事务的执行。