本報告由歐科云鏈研究院供稿,授權金色財經首發。
1900年,英國物理學家湯姆生在皇家學會發表了一場著名的演講。他在回顧物理學所取得的偉大成就時說,“物理大廈已經落成,所剩只是一些修飾工作,只不過出現了兩朵令人不安的烏云。”湯姆生的演講代表了19世紀末物理學界的主流思潮:經典物理學基礎牢固,臻善臻美,往后難有作為。但湯姆生很可能沒有想到的是,兩朵小烏云隨后帶來了狂風暴雨,經典物理學大廈被瞬間顛覆,物理學由此進入了以相對論和量子力學為基礎的新時代。
百年后的2020年,金融市場上正在發生同樣的事情。交易制度一直是金融市場順利運行的重要基礎。經過200多年的發展,金融市場從最初的詢價交易制度發展到后來的做市商交易制度,再到20世紀80年代以來電子信息技術的快速發展下興起的競價交易制度,金融市場呈現出豐富紛繁的交易制度。
資料來源:歐科云鏈研究院
很多市場人士認為,目前的金融市場交易制度已經趨近成熟,穩定于“詢價、報價、競價”三種交易制度,難以再生產新型的交易制度。但2020年橫空出世的DeFi項目Uniswap,卻采用一種新的交易范式:基于區塊鏈智能合約的AMM。?
一、金融市場交易的范式革命---自動做市商
范式一詞是由美國著名科學哲學家托馬斯·庫恩提出,庫恩認為只有導致科學革命,使科學獲得一個全新的面貌的一套理論體系才能被稱之為范式,而自動做市商很明顯屬于此類。因為自動做市商制度不僅僅只是實現了交易自動化,無人化,更重要的是它為金融市場引入了一種全新的交易方法和理念,是從“0到1”的創新。?
想要理解AMM帶給金融市場的變革,需要先了解現有的金融市場交易制度。經過近兩百年的發展,尤其是自上世紀70年代的信息技術革命以來,金融市場目前有兩種主要的交易制度:競價制度和做市商制度。
圖2.金融市場現有交易制度
資料來源:歐科云鏈研究院
La Prairie萊珀妮新品體驗活動NFT首發文昌鏈:金色財經消息,日前,國際殿堂級護膚品牌La Prairie萊珀妮聯合全球知名品牌營銷機構CircleSquare推出光與水的奇幻邂逅線下快閃體驗活動,本次活動融合數字舞蹈表演與NFT數字藏品技術,在BSN-DDC文昌鏈NFT技術支撐下由邊界智能團隊提供整體技術服務,成功打造并發行純皙·水中曼舞曲系列數字藝術藏品。La Prairie是首個在BSN-DDC文昌鏈發行系列NFT的護膚品牌。文昌鏈是是中國合規區塊鏈生態BSN(區塊鏈服務網絡)首批入選的公共區塊鏈平臺之一。[2022/5/25 3:40:26]
首先是競價制,競價交易是市場買賣雙方直接進行交易,在市場的交易中心以買賣雙向價格為基準,按“價格優先”、“時間優先”等規則進行撮合達成交易的一種制度。因為價格由買方訂單和賣方訂單共同驅動,所以又稱指令驅動制度。競價制又分為集合競價和連續競價,其中在集合競價制中,交易的買賣分時段性,是在某一規定的時間,將不同時點收到的訂單集中起來進行匹配成交;而連續競價制度,則是在各個時點連續不斷地進行交易,只要存在兩個相匹配的訂單,交易就會發生。
其次是做市商交易,又稱為雙邊報價交易,是指以報價商為市場的價格維護人,報價商向市場同時報出買價和賣價,市場的買家和賣家根據報價與之成交,而買家和賣家之間不直接成交的交易組織模式。該交易方式依賴做市商的報價來完成買賣,所以又稱報價驅動制度。做市商制度又分為壟斷型做市商制度和競爭型做市商制度,前者的由交易所指定一個券商來負責某一股票的交易,后者則是每一種股票同時由多個做市商負責。
圖3.競價制度和做市商制度示意圖
資料來源:歐科云鏈研究院
無論是競價制度還是做市商制度,兩者依賴訂單薄,即需要將訂單掛至訂單薄上,以價格作為信號進行交易。在競價制度中的要求撮合是按最有利于交易雙方的價格買賣資產;同樣地,做市商制度中要求做市商必須事先報出買賣價格,而投資人在看到報價后才能下達交易委托。
Gate.io Startup首發項目Phuture(PHTR)已認購成功:據官方公告,Gate.io Startup首發項目Phuture (PHTR)已認購成功,將免費分發100,000枚PHTR,并將于2021年06月04日16:00開通PHTR交易并隨后開通提現服務。據悉,本次認購參與人數共14,634人,認購系數約為0.0006 。Gate.io將根據每個人的下單情況和每個下單幣種的認購系數進行PHTR的分發。請務必注意:由于部分用戶在下單認購后到當天22點之前,沒有保持賬戶中有不低于認購金額的足夠金額,因此被排除在有下單之外。[2021/6/4 23:10:40]
圖4.競價制度下的訂單薄示意圖
資料來源:歐科云鏈研究院
然而,以Uniswap為代表的去中心化交易所則采用了一種全新的交易制度---不需要訂單薄,也不需要交易對手方,即可完成資產的自動交易兌換。這神奇的交易模式背后僅僅是依賴一個簡潔的數學模型:x?*y=k,其中x,y分別代表需要交易的兩種資產的數量,而k是一個固定的常數。因此這類自動做市商又被稱為常數函數做市商。
一般而言,CFMM中包括三類參與方,如下表所示。在這三類參與方中,最重要的角色是流動性提供者,負責向Uniswap的智能合約中注入自己的資產,作為資產儲備池,為交易提供流動性,并以此獲取交易費用收益。其次是套利者,他們負責修正交易價格,保證交易價格與市場價格一致,但也會產生無常損失,給流動性提供者帶來虧損的風險。
資料來源:歐科云鏈研究院
我們以Uniswap中資產A和資產B的交易為例。在交易開始前,我們需要向區塊鏈的智能合約中注入x數量的資產A和y數量的資產B來作為流動性儲備,即在公式x*y=k中,x,y和k的初始值由流動性提供者確定。因為資產A和資產B之間的初始價格P=x/y,所以當第一個流動性提供者把自己認為等價值的資產A和資產B充值到此智能合約中,就可以實現初始價格P的設置。
LBank藍貝殼于5月16日22:00首發NAFT(Nafter):據官方公告,5月16日22:00,LBank藍貝殼首發NAFT(Nafter),開放USDT交易,充值已開啟,5月18日12:00開啟提現。資料顯示,Nafter是一個在線NFT市場,供創作者和粉絲在一個地方購買,出售,鑄造和收集NFT。[2021/5/16 22:08:34]
假如一個交易者想用m個資產A購買一定數量的資產B,為此他需要向Uniswap的智能合約發送m個?資產A。為了保證k值不變,那么智能合約需要向投資者支付n個資產B,即
公式即決定了支付給交易者的資產B數量n。
從圖像上看這一交易過程更為簡潔:因為k是一個固定的常數,所以兩種資產的數量x和y只能在下圖中的反比例函數圖像上運動。開始時在圖中的a點,當交易者向智能合約打入A資產時,的坐標來到b點;為了使回到反比例函數圖像上,必須減少B資產的數量,隨后(x,y)運動到了新位置C,并完成交易。
圖5.AMM交易流程示意圖
資料來源:歐科云鏈研究院
從上我們可以看出,自動做市商制度打破了傳統的交易制度模式,不需要訂單薄,也不需要做市商報價或者系統撮合,而是利用儲備池中的流動性來完成資產的交易兌換;最重要的是,AMM的交易價格也不是由做市商的報價或交易者的訂單確定,而是由資產池中兩種資產數量的比值確定,因此它是一種流動性驅動的交易制度。?
圖6.各交易制度的價格決定方式
資料來源:歐科云鏈研究院
Uniswap的模型設計是基于兩種資產進行交易,所以反映在二維圖像上是一條雙曲線;另一個著名的DeFi項目Balancer則對此進行了擴展,將CFMM推廣到超過兩種資產的情況,其恒定函數模型如下:
R是每種資產的儲備量,W是每種資產的權重,k是常數。從圖像上看,Balancer將原來的二維雙曲線擴展至多維,下圖即在三維下的恒定值曲面圖像。
庫幣首發上線RNDR,開盤上漲41.65%:據庫幣KuCoin交易所消息,庫幣已上線RNDR項目并支持 RNDR/USDT和RNDR/BTC交易服務。RNDR開盤價為0.6USDT,當前報價0.8499USDT,漲幅41.65%。
RNDR是基于業界第一個也是最快的GPU加速渲染器構建的高性能分布式GPU渲染網絡,它促進了GPU提供商和GPU請求者之間的計算和NFT市場。以“全民的交易所”著稱,庫幣旨在發掘全球優質區塊鏈項目,為來自207個國家的600萬用戶提供幣幣、法幣、杠桿、合約、礦池、借貸等一站式服務。[2021/3/17 18:53:40]
圖7.?Balancer恒定函數模型在三維下的圖像
資料來源:Balancer白皮書,歐科云鏈研究院
在Balancer的儲備資產池中,盡管有多種資產,但與Uniswap平臺一樣,任意兩種資產進行兌換時,如果資產數量只發生微小變動,其實際兌換價格實際上就是這兩類資產的偏導數,即:
在金融市場交易制度日益復雜的今天,自動化做市商機制以x?*y=k這樣一個簡潔的模型橫空出世。自6月至今,CFMM類的去中心化交易所在以太坊上迅速崛起,其月均交易額從年初的不足5億美元迅速上升至目前的40億美元。特別是Uniswap,其日均交易額突破1億美元,超越了許多中小型交易所,達到美國最大加密資產交易平臺Coinbase日均交易量的三分之一,這印證了中國古代的哲學智慧----大道至簡。
圖8.去中心化交易所月均交易額變化
資料來源:DuneAnalytics,歐科云鏈研究院
二、AMM是否能取代傳統交易制度?
由于近幾個月來AMM在以太坊上的大獲成功,很多人都在討論AMM能否取代傳統的競價和做市商制度。正所謂“汝之蜜糖,彼之砒霜”,AMM憑借其極富數學簡約之美的交易模型在市場上大放異彩,但也造就了它的缺陷不足。在與傳統交易制度競爭時,AMM主要面臨無法獨立定價、無常損失和交易深度不足等問題,使得它很難取代傳統的交易制度。
AXIS DeFi首發上線Gate.io開盤一小時漲幅46%:截至今日15:05分,AXIS DeFi首發上線項目上線1小時內漲幅達46%,當前價格為$3.6美元 ,為投票上幣時投票認購價格$0.75美元近5倍。據悉,Gate.io于昨日14:00點開啟AXIS DeFi上幣投票并于今日14:00點首發上線AXIS DeFi,參與投票的用戶均可分享66,666.6667AXIS空投。[2020/8/19]
1.AMM的定價問題
首先是資產交易的獨立定價問題。在競價制度中,價格優先原則是競價市場上普遍采用的撮合原則,而且被作為首要的優先原則,即第一優先原則。它要求經紀商在接受委托進行交易時,必須按照最有利于委托人的利益買進或賣出資產,即買進資產時,較高的買進價格訂單優先滿足于較低的買進價格訂單;賣出資產時,較低的賣出價格訂單優先滿足于較高的賣出價格訂單。除價格優先原則外,還有時間優先,數量優先,按比例分配等原則,但在世界各大金融市場上,盡管第二乃至第三、第四等撮合原則上差別很大,但第一原則一定是價格優先原則,以此保證交易制度的價格發現功能。
表2.全球主要證券交易所撮合原則
做市商制度同樣具有價格發現的功能。做市商的收益主要來源于買賣差價,在對市場進行做市時,以收益最大化為目標。這要求做市商必須充分利用市場信息,提出報價,與此同時,投資者根據做市商的報價做出投資決策,并將自己的交易信息及時反饋給做市商,隨后做市商再根據手上的資產頭寸和價格差異調整報價。因此,在做市商與投資者的共同推動下,市場可以發現真實的交易價格。資料來源:歐科云鏈研究院
然而,自動化做市商制度卻沒有價格發現的功能。比如在某一資產的交易上,用戶A掛出的是5美元?/手的買單,用戶B掛出的是10美元/手的買單,在競價制度或做市商制度下,用戶B先實現交易,但在Uniswap平臺上卻無法保證用戶B先成交。因為我們前面提到,AMM的價格是靠流動性驅動的,交易價格由儲備池的資產情況決定,而非訂單價格決定,即AMM只能產生交易價格,卻不能發現市場價格。為此,AMM不得不引入套利者這一重要角色:一旦AMM平臺上的價格與市場公允價格不同,就會出現套利空間,并將價格拉回正軌。
金融市場交易制度的核心是發現價格功能,無法發現價格的交易制度注定無法成為主流。因此,從未來發展看,自動做市商制度很難取代現有的競價制度和做市商制度,但可以憑借其簡潔靈活的交易特征,成為金融市場交易的補充。??
2.無常損失
在上文中我們提到,由于模型設計上的缺陷,AMM不得不引入套利機制以完善其價格機制。然而,這也帶來了另一個嚴重后果---無常損失
無常損失實際上來源于套利行為。我們前面提前,AMM的交易價格與市場公允價格是脫軌的,為此需要套利者進來購買被低估的資產或賣出高估的資產,直到?AMM提供的價格跟外部市場匹配。因此,套利者的利潤實際上來自于流動性提供者,由于套利給流動性提供者帶來損失的這一部分就被稱為無常損失。
我們以如下表格說明,在Uniswap的一個智能合約內有資產A?1000份,資產B?10份。
1)?初始時刻,資產A的價格為1美元,資產B的價格為100美元,此時資產池總價值為1*100010*100=2000美元;
2)?T2時刻,資產B的價格上升為110美元,此時資產池總價值變為1*100010*110=2100美元。注意到Uniswao此時的兌換價格為資產A數量與資產B數量的比值,即P?=?1000/10=?100,而在市場公允價格下,兌換價格為110美元/1美元=?110,由此出現套利空間。
3)?T3時刻,套利者向該智能合約注入48.81份資產A,換取0.47份資產B。套利結束后,資產A有?1048.81份,資產B?剩余9.53份,此時儲備池內資產總價值為1048.81*19.53*110=2097.62美元,相較于套利前少了2.38美元,這部分損失即無常損失。
表3.無常損失產生原理
資料來源:歐科云鏈研究院
流動性提供者之所以為AMM提供流動性,是因為可以獲取交易費用,然而無常損失的存在,提高了流動性提供者的風險。如果無常損失超過了流動性收益,那么LP將不再提供流動性。因此無常損失的大小是決定AMM類DEX能否正常運營的關鍵。
3.交易深度問題
交易深度是衡量市場交易優劣的重要指標之一,反映的是市場在承受大額交易時價格不出現大幅波動的能力。很多行業人士認為,只要向市場提供足夠的流動性,就可以解決交易深度問題。對于以訂單薄為基礎的競價制度和做市商制度確實如此,但對于AMM而言,其模型本身也會影響交易深度。
圖9.Uniswap的定價圖像
資料來源:歐科云鏈研究院
從上述分析可以看出,相較于傳統交易制度,在提供相同流動性的情況下,AMM用戶向交易合約中放入越多數量的資產A,換回的資產B數量越少,即交易價格越高。所以AMM的交易深度不僅僅取決于LP的大小,跟模型本身也有關。因此,盡管Uniswap簡潔的交易模型給其帶來了巨大優勢,但同時也帶來了高滑點的問題。特別是對于儲備池規模較小的交易對資產,無法支持大額交易,否則將支付更高的價格。隨著AMM的日益火熱,AMM的交易深度問題也成為用戶和開發者們關注的核心問題。
三、自動做市商制度的未來發展
相較于傳統交易制度,自動做市商具有自動化、低成本和高效的優勢,但在定價權、無常損失和交易深度等方面存在一定的問題。然而,如果考慮到自動做市商制度從創立至今只不過幾年的時間,那么以苛責的眼光要求其做到盡善盡美并不妥當。實際上,自動做市商如今已經成為區塊鏈行業中最熱門的賽道之一,出于對未來轉型和戰略發展的需要和市場前景的看好,許多大公司和創業都開始關注這一領域,并推動該制度的完善。
1.無常損失的改善方案
究其本質,無常損失是由AMM平臺價格與外部市場價格偏差產生的套利造成的。想要減少無常損失,必須要降低平臺價格與外部市場價格之間的偏差。從理論上講,這很難實現,因為AMM沒有價格發現功能。然而我們卻可以另辟蹊徑---如果兩種資產之間的兌換價格保持穩定,在AMM平臺上進行交易時人們自然會以該兌換價格作為心理價格,那么價格偏差將會很小,無常損失也將很低。在區塊鏈世界中,這類最理想的資產即穩定幣,穩定幣都以美元掛鉤,價錨定在1美元,因此在穩定幣之間的兌換上,價格偏移將會很小,無常損失也最小。這也是Curve這類專注于穩定幣交易的AMM類去中心化交易所迅速崛起的原因。
此外,行業內還有探索采用預言機提供價格的方案,以Bancer?V2為代表。只要預言機為智能合約提供真實準確的價格,就可以降低價格偏差,減小無常損失。需要強調的是,預言機只能減小無常損失,但無法解決無常損失問題。因為價格偏差的產生是由于AMM無價格發現功能引起的。價格預言機捕捉的仍然是歷史價格,而非市場最新價格,這是一種對結果進行事后的修正,甚至不能像訂單薄模式那樣看到盤口價格。
2.交易深度的改善方案
x是每種資產的儲備量,n是資產的種類,D是一個不變量,代表儲備中的價值,A是“放大系數”,即一個可調的常數,提供一種類似杠桿的作用,影響資產價格的范圍,并影響流動性提供者的利潤空間。
當投資組合比較均衡時,這個函數作為一個恒定總和函數而發揮作用,當投資組合變得更不均衡時,它轉換為一個恒定乘積函數,由此實現了滑點與流動性的兼顧。
圖10.Stableswap不變量與Uniswap、固定價格不變量的比較
資料來源:Stableswap白皮書,歐科云鏈研究院
四、總結
自動做市商制度是一項重大創新。盡管在交易深度、交易定價權等方面存在問題,但它具有去中介、自動化、交易快捷等優勢,可在無訂單薄的條件下完成交易,開創了一種全新的交易范式。目前自動化做市商仍處于發展的萌芽期,但已經展現出驚人的潛力,期待未來看到更多的進展。
作者簡介:歐科云鏈研究院是歐科集團旗下研究機構,主要研究內容圍繞區塊鏈產業和數字貨幣兩大領域展開,與政府、企業、高校等都有密切的合作,在業內具有一定知名度。歐科云鏈集團是全球領先的區塊鏈產業集團,總部設在中國北京,在美國、歐洲、韓國、日本等?10余個國家和地區設有分公司或辦公室,旗下的歐科云鏈已在港交所上市。
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鏈聞消息,加密貨幣交易所Gemini宣布與面向專業財富管理人員的數字資產投資平臺Blockchange建立合作伙伴關系,雙方將合作提供購買、出售和存儲數字資產的一站式服務.
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