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一文读懂自动化做市商定价模型、问题与改进

实验室资讯网时间:2020-08-23 点击: 百度搜索 | 必应搜索 | 搜狗搜索

【导读】今年以来 DeFi 的热度在不断升温,作为 DeFi 中的重要组成部分的去中心化交易所 DEX 也持续受到关注。AMM 自动做市商作为典型的 DEX,开创了金融资产交易不依赖订单簿的先河,是金融交易 0 到 1 的变革。 本文从中心化交易所到 DEX 再到 AMM 对几种不同模式的交易所进行了简述,第二部分对 AMM 的四种定价模型的特点进行了分析,第三部分阐述......
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今年以来 DeFi 的热度在不断升温,作为 DeFi 中的重要组成部分的去中心化交易所 DEX 也持续受到关注。AMM 自动做市商作为典型的 DEX,开创了金融资产交易不依赖订单簿的先河,是金融交易 0 到 1 的变革。

本文从中心化交易所到 DEX 再到 AMM 对几种不同模式的交易所进行了简述,第二部分对 AMM 的四种定价模型的特点进行了分析,第三部分阐述了 AMM 的固有问题及解决方案,最后对 AMM 的发展前景进行了展望。

中心化交易所、DEX 和 AMM

在 16 世纪的荷兰,由于海上贸易和工商业的快速发展,商人对融资的需求日益上升,于是世界上第一个以金融股票为主的交易所在阿姆斯特丹诞生,阿姆斯特丹证券交易所奠定了证券交易发展的雏形,对几百年来的交易模式具有深远影响。该证券交易所于 2000 年 9 月和巴黎证券交易所、布鲁塞尔证券交易所合并,形成世界上第一个跨国境的泛欧交易所。

无论是股票交易还是数字资产交易,目前中心化交易所的交易制度主要有两种:竞价交易制度和做市商制度。竞价交易制度又称委托驱动制度,其特征是:开市价格由集合竞价形成,随后交易系统对不断进入的投资者交易指令,按价格优先与时间优先的原则排序,将买卖指令配对竞价成交。做市商制度是由具备一定实力和信誉的法人充当做市商,不断地向投资者提供买卖价格,并按其提供的价格接受投资者的买卖要求,以其自有资金和证券与投资者进行交易,从而为市场提供即时性和流动性,并通过买卖价差实现一定利润。简单说就是:报出价格,买卖双方不必等到交易对手的出现,就能按这个价格买入或卖出。

通过以上我们可以看出,无论是竞价制度还是做市商制度,其交易的达成都是以买卖报价为信号指引的,一般情况下,只有当卖价和买价之间形成交集,也就是订单簿中撮合出最有利于交易双方的价格,交易才会发生。

中心化交易所的优势是用户数量多、交易量大、流动性好,从而交易撮合效率高,实时性强,用户体验较好;其劣势在于既然是中心化的,就存在单点故障 SPOF,无论是人为的道德风险、运营风险,还是技术上面临的黑客攻击,都将使得用户的资金安全受到威胁。这样的案例在过去几年中层出不穷,比如著名的门头沟事件。

去中心化交易所(DEX,Decentralized Exchange)是 DeFi (Decentralized Finance)的重要组成部分,功能上的优势在于用户通常无需提供详细的个人信息,也就是不需要 KYC,匿名性好,同时交易所可以规避政策的约束(去中心化,无法单点关闭);但当下存在用户体验较差、功能不全及交易量低的缺陷。

2020 年以 Uniswap 为代表的自动做市商 AMM (Automated Market Maker)横空出世,AMM 属于去中心化交易所的一种,与中心化交易所和大多数去中心化交易所不同的是,AMM 不依赖订单簿,AMM 中资产的价格由函数来决定,市场由交易者、流动性提供者和套利者共同维护和运行。根据恒定函数的不同,常见的 AMM 可以分为四种:恒定乘积做市商(CPMM)、恒定和做市商(CSMM)、恒定平均值做市商(CMMM)和混合恒定函数做市商(CFMM)。不同的函数做市商的定价逻辑不同,也都有各自的优缺点,下文会详细分析。

AMM 的四种定价模型

CPMM

CPMM (Constant Product Market Maker)恒定乘积做市商,典型的交易所有 Uniswap 和 Bancor。CPMM 的原理是通过函数 X*Y=K 来为数字资产定价的,X 和 Y 分别代表资金池内两种不同数字资产 A 和 B 的数量,K 代表常数,该函数根据每个代币的可用数量(流动性)确定两种代币的价格范围。X 和 Y 为一个交易对,当代币 A 的供给增加时,B 的代币供给必须减少,反之亦然,以保持恒定的乘积 K。在绘制这个函数时,结果呈现出来的是一个双曲线,流动性总是可用的,但价格会越来越高,两端接近无穷大。当代币 A 的供给量非常大时,很少量的代币 B 就可以兑换大量的代币 A,这种平衡虽然在 CPMM 模型中是成立的,但是脱离这个系统后,代币 A 和代币 B 的市场价格未必如 CPMM 系统中所示,所以会产生套利的机会,套利者会用大量的代币 B 换取大量的代币 A,从而使得两种代币的供求关系恢复平衡。

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图 1. CPMM 的资产定价模型,来源:DmitriyBerenzon

CSMM

CSMM (Constant Sum Market Maker)恒定和做市商,是零滑动的理想选择,但是不能提供无限的流动性。恒定和做市商的定价模型是 X+Y=K,K 为常数,在这个模型中,X 和 Y 的兑换关系永远是 1:1,所以会存在其中一种资产被另外一种资产全部兑换完的情况,从而丧失流动性。这种情况将摧毁流动性池的一方,迫使流动性提供者承受损失,并使得交易者不再有流动性。因此,恒定和做市商(CSMM)并不是一个常见的 AMM 模型。

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图 2. CSMM 的资产定价模型,来源:Dmitriy Berenzon

CMMM

CMMM (Constant Mean Market Maker)恒定平均值做市商,它允许创建可拥有两个以上代币,并在标准 50/50 分布之外加权的 AMM。在这种模型中,每个储备资产的加权几何平均数保持不变。对于有三种资产的流动性池,它的公式如下:(XYZ)^(⅓)=K。

CFMM

对于两个代币的交易对,不管是 CPMM 还是 CSMM,都存在固有的弊端,CPMM 虽然可以提供永久的流动性,但是交易滑点会比较明显,CSMM 虽然是零滑点的理想选择,但是不能提供无限的流动性,所以将两者优点相结合的混合 CFMM 模型出现了。CFMM (Constant Function Market Maker)混合恒定函数做市商,结合了多种函数和参数,以实现特定的行为,如调整流动性提供者的风险敞口或减少交易者的价格滑点。

如图 3,Curve AMM 就是结合了 CPMM 和 CSMM 两者的优势,在给定范围内,X 和 Y 遵循 CSMM,这样在交易过程中就会减少滑点,当 X 或者 Y 一方供给量大幅增加或者减少时,X 和 Y 的价格关系遵循 CPMM,以保证流动性的存在。

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图 3. 混合 CFMM 定价模型,来源:Curve 白皮书

AMM 的三大固有问题及改进方案

阻碍 AMM 发展的主要因素有无常损失(Impermanent Loss)、多代币敞口风险以及低资本效率。

无常损失

无常损失 IL 是指流动性提供者将代币存入 AMM 中与简单地将代币存入钱包中存在价值差异。造成无常损失的原因主要是因为某个代币的市场价格发生变化时,在 AMM 系统中未能及时反映价格的变化,套利者卖出被高估的代币或者抄底被低估的代币,使得流动性提供者的利益受损。当代币的价格在 AMM 中恢复至市场价格时,套利者将不再通过买卖套利,从而无常损失及时停止。

在 AMM 设计的模型中,代币的价格是根据流通占比以及既定的函数模型自动得出的,并不能及时反映代币的市场价格,所以会有套利者的出现。那么如果让 AMM 中代币的价格与其市场价格锚定,是不是就没有利差,从而降低无常损失呢?答案是肯定的。为了让 AMM 中代币的价格更加及时贴近其市场价格,DeFi 领域诞生了预言机(Oracle)。预言机提供定价更新来调整 AMM 的权重,使内部汇率与外部市场价格相匹配,而不是套利者来修复汇率。这样做的好处是,套利者不再以无常损失的形式从流动性提供者手中夺走价值。

多代币敞口

流动性提供者 LP 在向资产池提供代币时,为了维护代币更好的流动性,AMM 一般会要求 LP 同时向资产池注入两种不同的代币。因此,流动性提供者(LP)无法将其长期风险敞口保持在单一代币上,而是必须通过持有额外的 ERC20 储备资产来分割其敞口。

为了解决多待避敞口问题,可以从两方面着手。一方面可以增加某一代币与其他代币的交易对,从而给流动性提供者更多灵活的代币配置;另一方面通过 Chainlink 预言机锚定流动性储备,取消双边流动性存款要求。

低资本效率

在 AMM 模型中有个悖论,AMM 需要大量的流动性来达到与基于订单簿交易所相同的水平,只有当定价曲线呈指数变化时,AMM 中的流动性才会被调动,而当定价曲线呈指数变动时,往往代币的价格存在较大的滑点,这部分的流动性理性的交易者不会去使用。所以由于滑点的影响,导致 AMM 模型中大部分的流动性不会被用到,从而使得资本效率变低。

在混合 CFMM 模型中,由于流动性和滑点问题得到了很好的平衡,所以可以在保证较低滑点水平下,更大程度地开发 AMM 的流动性,提高资本效率。

主流 AMM 的对比

图 4 对几大主流 AMM 从多角度进行了对比。

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图 4. 几大主流 AMM 对比,来源:IOSG Ventures

AMM 的意义与前景展望

首先,AMM 通过恒定函数模型来对资产进行定价,是一种极简主义,例如 Uniswap 只有约三百行代码,这意味着复杂性低、遭遇黑客攻击的表面积低、集成成本低,相较于传统的中心化交易所,具有更高的安全性和更低的运营成本。

其次,AMM 自动做市商开创了不依赖于订单簿的交易模型,投资者在买卖时可以更少地受到市场情绪的影响。

最后,AMM 的监管面非常小,这使得 AMM 可以作为一种纯粹的金融应用而自由创新,这种极大的自由度为金融创新带来了无限可能。当然,这也是 AMM 未来发展壮大后的一个隐患,如果不能在 KYC 和 AML 方面配合政府的监管,或许会带来更多的社会问题。

原文标题:《抹链科技 | 从 0 到 1 的变革,一文读懂 AMM 自动做市商》

撰文:周新健,抹链科技高级研究员

(本文来源:抹链科技 https://www.chainnews.com/articles/857621152022.htm)

(责任编辑: 龙景)

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