MoleEdu | DeFi 之周回顾 - 去中心化交易所 DEX

Moledao

2023-02-14 12:00

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Moledao 和 OGBC 联合举办的 Web3 系列课终于在 2023 年 1 月 16 日正式开始啦！第一周为基建之周，内容涵盖了区块链基础，以太坊和 Layer2，Layer0，存储。

今天带大家回顾 2023 年 1 月 20 日艾伦导师的”存储“课程！课程录屏已经上传 Moledao 的 Bilibili：

第二周：DeFi 之周 | 去中心化交易所 DEX
https://www.bilibili.com/video/BV17G4y1D7i7/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=8497d6b38e91681ca1de4fd1c2530a4c

导师介绍

Rachel 导师是 DeFi 协议 ALEX 的联合创始人。ALEX 是基于比特币 Layer 2 的 DeFi 协议，产品包括 AMM DEX、借贷、跨链桥以及簿记式 Oderbook 等。Rachel 导师毕业于北京大学数学学院，之后就职于高盛和摩根大通，担任执行董事超过十年。在创立 ALEX 之前，她也曾创立量化交易基金，是一名连续创业者。

Rachel 导师 Twitter
https://twitter.com/rachel_alexgo

ALEXGO
https://alexgo.io/

学习收获

在本次课，Rachel 导师讲解了为什么我们需要去中心化交易所（DEX），去中心化交易所和中心化交易所（CEX）有什么区别，当红 DEX 做市协议 Uniswap、Curve，衍生品 DEX 和当前规模较大的 DEX 协议。

01 Before DEX

从比特币问世以来，大家就期待着一种更去中心化的方式来交易。但是很多年都没有成果，因为本身比特币的设计就决定了去中心化交易无法进行。直到以太坊的出现，智能合约的出现才让去中心化交易成为可能。这也是 Defi 得到发展的重要原因之一。这也推动了上一轮牛市的来临。

1.1 为什么我们需要交易所

Web2 的公司都会做 IPO 吗？答案是不一定的。但是 Web3 项目为什么几乎都要发币呢？因为 Web2 的项目和 Web3 的项目在发展中的逻辑和先后顺序都是不同的。比如 Web2 的公司基本是靠天使轮或者 VC 获得启动资金，然后烧钱获客。接着再融资烧钱获客。在投资前期，普通散户几乎没有办法进入。只有在企业 IPO 之后散户才能投资。而 Web3 项目一般是反过来，很多项目都是先发币以获得项目冷启动。这样就给了很多普通投资者更多早期进入的机会。

那有这么多 token，怎么去完成对 token 的价值交换和流通？交易所就提供了这样一个功能。交易所能给 token 提供更好的流动性。给他们更多的价值，让不同的投资者和机构能够进入。这样就把行业推到了一个新高度。

1.2 我们在哪交易？

CEX：centralized exchange，中心化交易所。币安、coinbase、crypto.com 都属于中心化交易所。

DEX：decentralized exchange，去中心化交易所。可以分为两个大类：

AMM DEX：自动做市去中心化交易所
Orderbook DEX：簿记式去中心化交易所

OTC：Over The Counter，场外交易。目前较少，更适合大宗、机构交易。

02 DEX 和 CEX

我们看 DEX 的发展，2020 年之前 DEX 几乎没什么交易，然后开始发展的比较快。2022 年交易量超过了 340 亿美金，交易量达到了中心化交易所的 10% 左右。在 FTX 暴雷之后 DEX 可能会获得更多的市场份额，交易量对中心化交易所的占比可能会更高。

2.1 有了 CEX 还需要 DEX？

中心化交易所是上一轮牛市里面的主要 Players，也在这一轮熊市里面出现了很多问题，包括最近爆掉的 FTX 及其余震中的各种中心化借贷机构、小规模交易所等等。从这些暴露出来的风险可以看到，CeFi 具有较强的信用风险，用户需要相信的是这个机构，甚至是代表这个机构的某个人；而 DeFi 没有信用风险，用户需要相信的是代码，以及这段代码是否安全或是有漏洞。

所以很多人都想做去中心化金融，因为它全透明，而且钱是在自己的钱包里，它是无托管、去信任化的。去中心化交易所有五个重要特性：

非托管的
Open（全球可访问）：全球用户都能访问并使用。
透明：所有去中心化交易所的链上数据都是透明的。中心化交易所采用的方式是簿记式，需要一笔一笔交易去比对。传统金融资产的交易，包括股票、债券、掉期等，都需要数天的清算交割，交易双方会涉及到授信、合规等问题。去中心化的交易方式可以对此产生颠覆性地效率提升，除了没有信用风险、即刻确认清算以外， DEX 的交易都是可以追溯的且不能篡改的。
Composable：可组合。很多协议都是可以叠加的。这样就给很多新机会，可以在前人的基础上做很多延展。
去中心化：除了可以自己掌握自己的钱包之外，去中心化的治理方式还意味着很多决策会更民主地投票决定。当然带来的劣势就是可能会造成效率较低，需要找到一个平衡点。

2.2 对比

Liquidity providing：在传统金融领域，做市商一般来自机构，比如高盛、JP Morgan、中金、中信等。CEX 的做市商包括 Jump, GSR, Amber, Alameda*, 以及各个交易所自己的做市团队，都是资金雄厚且有经验的机构。而在 Defi 中，散户也能做市，而且是被动的，小白用户也能 provide liquidity 并从中赚取交易费用。

03 Uniswap

3.1 基本概念

AMM：Automated Market Making 自动做市。

在 Uniswap 之前其实已经有很多人都在尝试这件事，但都是偏向簿记式的方向，受限于当时公链的交易速度、性能等，都没有成功。直到 18 年 Uniswap 提出了链上自动做市机制将 DeFi 推动到了从无到有的繁荣。这条公式将所有交易全部带到了链上。

紫色的虚线就是 Uniswap 使用的自动做市曲线，X 和 Y 代表任意的两个 Token 的数量，这里 X 和 Y 的乘积永远为一个常数，Y/X 也就是曲线的斜率代表了币对的相对价格。

假设 X 代表苹果的数量，Y 代表橙子的数量。苹果的数量乘以橙子的数量是一个常数。在交易时，这个常数是不会改变的。但是如果有更多的人来提供流动性，这条曲线就会向外推动，并且形状不会改变。相反的，如果有人抽出流动性，这条曲线就会向内推动，形状仍然保持不变。

所有交易所都有两类重要的参与者，一类叫交易员（Price taker）价格接受者；另一类是做市商（Market maker），流动性提供者。

交易员的目的是买卖 Token，如果交易员觉得苹果会涨，他就会卖出橙子，买苹果。那么价格就会在曲线上移动。如果交易量不大，那么价格变动也不会太大；然而如果交易量过大，或者币对流动性不足的情况下，交易价格就会滑向曲线的两端，导致交易价格远离中间价，我们称之为 Slippage ( 滑点 )。

这条曲线在数学上非常优美，但是其局限性就在于滑点问题。比如黑客可以在流动性池里交易大量 Token，将价格打到曲线的极端值，以很低的价格买入或者在很高的价格质押，以此来获得很高的套利空间。

流动性提供者等同于做市商，他们希望通过收取做市交易费用来获利，Uniswap 的交易费用目前是 100% 返还给 LP 的，不同的协议有不同的设置。在 AMM DEX 引入了一个新概念是 CEX 做市商所没有的，就是 Impermanent loss ( 无偿损失 )。为什么会有 impermanent loss？

还是以苹果和橙子为例，在 T0，苹果和橙子的数量是各 50 个，价格为 1:1。到了 T1，苹果涨价了，涨成了 1 个苹果价值 10 个橙子。那流动性池里还有多少苹果和橙子呢？

这个时候为了保持常数 C = 2500，池子里面 X1*Y1= 2500，Y1/X1=10，那么这个时候 X1、Y1 是多少呢？经过计算，X1 约为 16， Y1 约为 160。这个时候流动性提供者本来的 50/50 Apple/Orange，变成了 16 Apple、160 Orange，便宜的币变多了，这个时候美金价值也降低了，就是无偿损失。

3.2 过往表现

Resource：Defi Llama，2022 年 12 月

TVL 是 30 亿美金，最高的时候应该达到 60 亿美金。24 小时交易量达到 170 亿美金，这说明交易频率是非常高的。这对于 DEX 是很好的，所以交易费用才能补偿 impermanent loss。

3.3 Pros & Cons

Long-tail assets：长尾资产。几乎任何资产都能在 Uniswap 无需许可地上币、提供流动性并且自由交易。因为现在上线中心化交易所很难，大部分的项目方如果有资金需求和流动性需求，去 Uniswap 就是最佳选择，也是它不可代替的原因之一。

04 Curve + Uniswap version 3

4.1 Curve

我们看回这张图，为了解决滑点和无偿损失的问题，更多的开发者投入到了对 Uniswap 的完善和改进中。红色虚线使用了 X + Y = C 这样的设定，也就是说在这条价格曲线上的币对斜率一直一样，价格不会发生变化，这样强的设定只能使用在稳定币间。但是不同的稳定币是不是一定价格不会发生变化或者 De-peg？答案是否定的。所以 Curve 就提供了一种很聪明的解决方式，即图中的 Stableswap invariant。它使用中间蓝色的实线作为价格曲线，当稳定币对价格相对稳定的时候，X、Y 在直线上滑动使得滑点和无偿损失都非常小，当一个稳定币开始出现大量卖盘的时候，X、Y 就会滑向交易曲线的两端，这个时候就会出现 De-peg。稳定币的脱钩我们已经看过很多的案例，比如最有名的 LUNA-UST。

4.2 Uniswap Version 3

Uniswap 看到了来自 Curve 的威胁，于是就研发了 Uniswap V3，也叫 Concentrated Liquidity MM。允许做市商在一段价格区间提供流动性。这样在这段价格区间就更像直线，降低了滑点的影响。

4.2.1 为什么要做 CLMM？

减少交易滑点
减少无偿损失
Stable coin 很重要，因为这样就将虚拟资产和真实资产联通起来了，定价也会容易很多。稳定币的大力发展是上一轮牛市的主要推动，也因此产生了 Curve War，稳定币协议们为了吸引流动性，而争抢 Curve 的治理权。大家可以自行 Google“Curve Wars”。
算法稳定币几乎被证明了不可实现，但是稳定币又很重要。
Curve，AAVE 都提供了新的稳定币解决方案

05 衍生品 DEX

衍生品是个很宽泛的金融概念，在传统金融领域，衍生品交易量是现货的大概 100 倍。在 Crypto 领域，衍生品主要指 Margin Trading、永续合约期货以及期权合约和合成资产。在 DeFi 领域，链上期货交易呈现出最大的增长潜力。

为什么衍生品在未来可能是很大的增长点？

CEX 的期货交易量大概是 57 兆美元
DEX 的永续合约交易量大概是 1.7 兆美元，是 CEX 的 3%
DEX 的现货交易量大概是 CEX 的 10%
保守估计 DEX 的永续合约交易还有 7% 的增长空间

链上期货交易的尝试实际上在 Uniswap 之前就已经有很多了，但是一直发展比较困难，可能的原因包括：

期货市场要求很深的流动性，价格的精确性、低延迟，否则就会给交易者带来很大的损失；
长尾资产的价格很容易受到操控从而来带套利的可能；
迅速的价格确认和清算。

随着以太坊 Layer 2 的推出，gas 的大大降低，交易速度的提升等等都给期货交易创造了更有利的条件。

06 现在规模比较大的 DEX 协议

6.1 dYdX- 中央限价簿记单

dYdX 上是建立在 StarkWare 上的一个协议。在线下做簿记，然后在链上 settle。流动性非常足，而且滑点影响低。这种模式最接近 CEX 的交易体验，同时也必须使用专业的机构做市商。然而 Deposit / Withdraw 这些动作带来一定的中心化风险。

6.2 Perpetual-vAMM 簿记单

Perpetual 是在 Optimism 上部署的一个交易所。是一个虚拟 AMM 簿记单。它上面的所有交易都是上链的，没有托管问题。同时它运用了 L2 的技术，所以交易速度是非常快的。它使用 uniswap v3 的流动性来保证交易，所以仍然面临滑点高的问题。还有一个问题就是它不能开限价单。

6.3 GMX- 基于预言机的簿记单

GMX 作为匿名团队，没有 VC 投资站台，达到目前 Top 5 的交易量和流动性，团队的研发和运营能力都是非常强大的。GMX 是部署在 Arbitrum 上的项目。所有操作都在链上完成，没有钱包托管的风险。通过预言机喂价来执行价格，价格成交滑点低，更靠近中间价。个人也可以提供流动性，通过像机构一样做市赚取交易费用。流动性提供者没有无偿损失，但是流动性提供者与交易者互为对手方。

GMX 的最大创新来自预言机喂价，但它的预言机设计也受到一些市场诟病。因为它是从三个 CEX ( 币安、Bitfinex 和 Kraken ) 上拿价，如果其中两个喂价的交易所价格都出现问题的话，黑客就能通过操控价格进行套利，这时 Liquidity Provider 就会受到损失。解决方案是如何使得预言机获得更多的 Price Source 以及更加的去中心化，ChainLink 和 GMX 已经在对这个问题进行优化。

GMX 的流动性池持有一揽子的不同权重的 Tokens，包括大约 25% 的比特币，25% 的以太坊和 50% 的稳定币构成，所以 LP 的价值会随着比特币和以太坊价格波动而波动，我们称之为 Mark-to-Market。现在也有很多新兴的项目希望在其上建立新的衍生协议来抑制波动，获得市场中性策略。