AMM的问题和DEX设计的下一步方案

Markus Schmitt
媒体专栏
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交易量和做市商还没有完全转移到链上是有充分理由的: 价格没有竞争力,用户体验对交易者来说不好,收益率太低,执行不安全。幸运的是,这些问题都已经有了很好的解决方法。它们加在一起,可能足以使大多数交易量上链。

原文标题:The next steps in DEX design

原文作者:Markus Schmitt

原文来源:Notion

编译:Lynn,MarsBit

TLDR

  • 智能合约链是运行交易所的好帮手: 它们使信任商品化,使托管、费用、价格和结算对每个人都透明,并允许任何人成为做市商。
  • 然而,去中心化的交易所仍然落后于CEX的交易量,这是有原因的: 价格没有竞争力;执行容易被滥用(MEV);而且作为一个LP的利润也不够高。
  • 然而,良好的解决方案已经存在,并将使DEX更具吸引力: 用预言机定价;较慢的、批量的和后发的结算;集中的和自动的流动性;以及L2上更便宜的区块空间。我们还给出了一些在这个领域工作的团队的例子,并试图解决我们强调的问题。

简介

去中心化的交易所是智能合约区块链的主要用例之一。人们批评它们是屎币赌场,但为任何资产无限制地创造市场的机制拥有实质性的价值,不管它们是导致投机还是更多的生产活动。

今天,加密货币交易所的格局是由OTC、CLOB(中央限价订单簿)、RFQ和AMM(自动做市商)组成。

AMMs对于在没有足够的需求让专业做市商参与的货币对上创建市场,已经变得特别有用。但是CLOBs仍然是高需求货币对交易量的首选场所(根据Defillama,DEXs只占CEX交易量的~16%,而且>60%的DEX交易量仍然由MEV驱动,包括CEX-DEX套利,见Alastor, page 16)。

DEXs仍然只占加密货币交易量的~15%。但他们的份额正在增长。资料来源:Coingecko 2023年第一季度行业报告

流动性

在这篇文章中,我们确定了什么是好的交换,我们强调了DEX目前缺乏的地方,并提出了一些改进DEX设计的途径。

什么是好的交易所?

作为一个交易员,一个好的交易所应该给我:

  • 信任: 在我的交易前、交易中和交易后,托管风险应该是透明的,并尽可能地减少。
  • 最好的价格: 我希望相信我每次都能在这个交易所得到最好的价格,或足够接近这个价格——这样我就不需要担心在其他地方找到更好的价格。
  • 公平性: 我不希望我的订单被滥用。而且,如果没有充分的理由,其他人不应该得到更好的价格或支付比我更低的费用。
  • 速度和可用性: 等待交易通过或交易所开放并不有趣。
  • 信息:交易所帮助我做出明智的选择并监控我的订单。我可以看到我的交易可能结算的价格,并获得良好的限价单价格和滑点建议。我还可以看到开放的、已结算的或已取消的订单。
  • 深度的流动性和广泛的资产覆盖: 看到许多资产对的流动性可以让我更有信心,我将在这个交易所获得一个好的价格。

而流动性提供者和做市商(MMs)关心的是:

  • 产量: 能够证明资本的风险和机会成本的利润。

最佳的风险调整收益率对MM来说是最重要的;其他指标只是达到这一目的的手段。大批量、低竞争、高价位、好回扣、小毒流、最后看、加速器、较低的监管风险--都可以帮助提高风险调整后的收益率。

区块链是运行交易所的好地方,已经给了交易者和做市商很多他们想要的东西: 去中心化、开源结算机制和开放的交易所历史是信任、安全、透明和公平的非常强大的基础。

但去中心化的交易所仍然在挣扎:

  • 要提供可靠的好价格;
  • 为LP提供良好的收益率;
  • 防止MEV,它破坏了公平执行的承诺。

为什么AMMs如此广泛?

AMMs占据了>95%的DEX交易量,并主导了市场。以下是AMM至今领先于传统限价订单簿或RFQ等替代设计的最重要原因:

  • 低流动性要求: AMMs(Univ2风格)总是提供一个价格,即使流动性很小。
  • 被动的流动性: 你的流动性在AMM中为你管理。因此,它很容易成为LP,任何人,不仅仅是做市商,都可以赚取费用。
  • 简单性: AMMs需要的计算和存储比订单交易所少,所以它们消耗的气体更少;
  • 没有看门人:做市商和交易所的上市费用可能高得令人望而却步,而且中心化交易所可以在任何时候取消代币的上市。AMMs使任何项目都能轻松上市,并自行提供或激励流动性。

DEX的交易量在2020年底才急剧回升,也就是Uniswap推出两年后。源于此: Dune

流动性

当第一批去中心化交易所启动时,流动性很小,做市商很少,交易很少,而且气体成本很高。在这些条件下运行CLOB是不可能的,所以AMMs是一个很好的选择。它们是相当直接的,所以构建、模拟和审计都比较简单。

但现在defi看起来不同了。订单量正在回升,专业做市商对各种资产进行报价,L2上的 gas 要便宜得多,而且每个人都更了解CFMM的弱点(即今天大多数AMM)。

对于某些市场(如长尾币),AMM仍然是你最好的选择。但它们在关键领域落后于中心化交易所。

AMMs的问题

高额的gas费用

链上交易仍然很昂贵。AMM资金池费用(0.01-0.3%)与CEX点差相当,但在小规模交易(<1000美元)中,fas费用很容易让你损失1-10%,甚至在L2上也是如此!

陈旧的价格

AMMs通常不会给你最好的价格。AMM上的价格只通过交易移动。所以你需要依靠套利交易者来确保AMM价格与当前市场价格同步。然而,套利交易者除了持有风险外,还受到资金池费用和gas的限制。因此,流动性较低的AMM池很容易与其他交易所的最佳报价有1-5%的偏差。

流动性

在随后的几项分析中,Uniswap LPs被证明是相当无利可图的,因为有毒流的LVR的后果。请看这里,CrocSwap的优秀总结

AMM是被动的,所以如果资产的价格在其他地方决定(例如,在Binance上),AMM上的价格将始终落后。如果价格上涨(在Binance上),那么AMM将把代币卖给套利者,价格太便宜。如果价格下跌,AMM将以过高的价格从套利者那里购买代币。

随着时间的推移,AMM,特别是其LPs,将继续积累损失。这是LPs支付给套利者的价格,以使价格回到市场价格。

相比之下,限价订单簿上活跃的做市商,每当价格发生变化时,就会试图立即移动他们的报价。然后按市场价格重新平衡他们的投资组合。因此被称为“损失-对再平衡”。这是被动的LPs因以错误的价格卖给套利者而遭受的损失,而不是以当前的市场价格重新平衡他们的资产。

本主题来自Ankit,给出了一个很好的LVR的例子。

  • LVR是永久性的: 如果价格恢复到以前的水平,LVR的损失是无法恢复的,与之相反的是无常的损失,或损失与持有的关系。
  • LVR随波动性增加: 价格跳动越大,LP的损失就越大。事实上,损失与波动率成四倍比例。
  • LVR取决于价格被发现的地方: 重要的是你卖给套利交易者的价格比当前加权平均市场价格差多少。

由于你作为LP也从每笔交易中赚取费用,如果你的资金池在市场上有足够大的比重,这对你有利。只要LVR<费用,这些交易实际上使你盈利而不是亏损。在市场上权重较小的资金池将经历较高的LVR,他们将倾向于支付大资金池中LPs所赚取的利润。

可提取的价值

交易员和LPs容易受到AMMs价值提取的影响:

  • 交易员: 搜索者可以先发制人,夹击或阻止你的交易,并使你的价格恶化。
  • 被动的LPs: 更为复杂和活跃的LPs可以提供及时的流动性,以获取你的大部分交易费用。

碎片化的流动性

在CFMMs上,相同的代币经常与多个不同的代币配对(例如,USDC-WBTC、DAI-WBTC、ETH-WBTC),甚至同一配对的多个费用层级。这将流动性(在这种情况下,WBTC)分散在多个池子里,导致LPs的费用减少,而交易者的深度降低,价格变差。大部分流动性没有被用于交易(例如,在Univ2设计中),甚至在范围订单AMMs上,价格经常远离流动性集中的地方。

在中心化交易所,通常只有单一的报价资产(如美元),做市商积极地将大部分流动性保持在当前市场价格附近。这导致资金池数量大大减少,订单簿更深,做市商的回报更好,而对交易者来说,深度更大,价格影响更小。

进一步的问题

上述弱点也给CFMMs带来了更多的弊端:

  • 价格和包容的不确定性: 交易经常失败,或者有来自交易的滑点,使市场对他们不利。
  • 固定点差:AMMs对订单收取固定点差。这使他们在高度波动的市场中容易受到影响,而在波动较小的市场中竞争力较弱。
  • 难以吸引流动资金: 损失与再平衡和流动性分散使得在AMMs上的LPing利润降低,吸引流动性更加困难。因此,协议通常需要用挖掘流动性的激励措施来补贴LP,以吸引足够的流动性。
  • 分散的流动性:在DEXs上,一个代币往往有多个配对,甚至同一配对有多个收费层级。大部分流动性没有用于交易(例如,在Univ2设计中),甚至在范围订单AMMs上,价格经常远离流动性集中的地方。这导致LPs的费用减少,而交易者的深度降低,价格更差。

但所有这些问题并不意味着AMMs是注定要失败的。研究和区块链技术已经取得了重大进展,并启用了新的构建模块,可以修复这些缺点。

更好的链上交易所的基石

为了解决坏价格、MEV、损失vs再平衡和流动性碎片化的问题,已经开发或提出了一些方法。让我们总结一下最重要的方法,同时也提出一些新的方法。

修复高额gas费

更便宜的区块空间

L2的成本便宜了一到两个数量级。因此,Tx成本现在不再是一个瓶颈。这意味着更多的计算密集型协议设计,如订单书,开始成为可能。但是,为了在小型交换中与CEXs竞争,gas成本可能需要再降低一个数量级。

CoWs

三个交易者之间的需求重合(CoW)交易的例子。每个人都进行他们想要的互换,为对方提供流动性——无需通过DEX路由或支付DEX费用。

流动性

想要的巧合(CoWs)基本上是在同时交易互补对的交易者之间进行的P2P资产交换。这提高了价格,因为交易者不需要支付AMM交换费,而且支付的gas较少(只是转移)。然而,要使它们发挥作用,你需要有良好的当前最佳出价和报价的预言机。

CowSwap完全支持重合想(全部、部分和多方环形交易)——结算许多不需要支付DEX费用的交易。

计算在链外;验证在链上

如果你把计算密集型的部分放在链外,而只用链来进行保管、结算和验证,就可以实现更复杂的功能。例如,在链外跟踪和匹配限价订单,但在链上保管资金和结算交易。

修复陈旧的价格

询价(RFQ)

通过RFQ,你可以直接从做市商那里买入。由于做市商可以在所有场所(链外和其他链)进行交易,通过他们,你也可以获得这些场所的价格和流动性,即使你只留在一条链上。RFQ订单也更省gas(只需转账和签名验证,而不是通过资金池路由)。

Hashflow和Airswap提供了方便的链上访问RFQs。

及时(JIT)的流动性

为了补偿有毒流动的风险,做市商不会像在交易所那样紧缩和深入报价。实际上,正常用户向做市商支付税款以补贴有毒流量(套利者)。

然而,如果你把它转过来,让做市商在用户提交交易设定价格,那么做市商可以报出更好的价格,因为他们承担的风险更小。这给普通用户提供了更好的价格,并使套利者的生活更加艰难。

这个想法来自于ChainFlip的JIT AMM模型的设计。

较低的DEX费用

费用高的一个原因是为了保护LPs免受LVR的影响。然而,如果一个DEX能够保护自己免受LVR的影响(见下文),那么它也可以设定较低的费用。较低的费用使一个池子通过套利更接近其他池子。

保持最新价格,同时防止无利可图的套利的一个方法是用预言机设置价格。

修复LVR

基于预言机的定价

只要AMM被动地设定价格,它们就可能容易受到毒流的影响。避免这种情况的方法之一是主动更新AMM上的价格——在套利交易员进来之前。

预言机需要足够快和准确,以便不留下有毒的套利机会。只要从交易中获得的费用小于市场价格的价格差,套利就无利可图(有毒)。因此,为了避免有毒流量,预言机价格的准确性需要小于池的交换费用。

AMM甚至可以在用户签署交易设定价格。这就更能保护LPs不提供过时的价格——从而避免套利的风险。

Swaap使用oracle-guided pricing来大幅降低LP的LVR。

激励性的延迟

如果AMM能够区分知情(可能非常无利可图)和不知情(平均有利可图)的订单流,并且只保留不知情的订单流,那么许多问题就会得到解决。

动态费用和交易延迟可以帮助AMMs区分有毒和零售流量。

流动性

交易信号衰减得很快,因此,对神谕的长负延迟将使知情的交易者更难让AMM措手不及。这就是它的运作方式:

  • 快速结算很便宜: 如果你能等待5分钟进行交易结算,那么交换是很便宜的(例如,0.1%的费用)。交易以5分钟后预言机的价格结算。不了解情况的交易者不会介意这个选项,因为他们可以节省费用,而且等待5分钟的费用不高。
  • 快速结算是昂贵的: 以当前的甲骨文价格结算很贵(例如0.4%)。较大的费用可以减少知情交易者的信号优势大到对AMM无利可图的机会。而且,这仍然给那些愿意付费的用户提供了一个快速结算的选择。

延迟允许DEX区分有毒和无毒的流量,并相应地调整护栏(费用),或者DEX可以简单地完全禁止快速结算。为了有效阻止有毒订单流,快速结算费用必须考虑到交易对的市场波动性。

这个方向的一个令人兴奋的例子是最近的这次投票,Balancer决定对来自CowSwap的所有订单流减少50-75%的交换费用。CowSwap运行的是批量拍卖,而批量拍卖引入了一个延迟,使其对有毒流量没有吸引力,所以Balancer可以安全地减少对它的费用,增加它的LP的利润。

积极的流动性管理

集中流动性头寸(Uni v3)允许LPs在特定的价格范围内引导其流动性。这使得LPs或第三方有可能将流动性保持在当前市场价格附近,并大幅提高LPs的资本效率。

积极的流动性管理甚至可以保护LPs免受一些LVR的影响。

有了可靠的预言机,AMM甚至可以围绕当前预言机价格自行设定流动性,因此不需要主动的LP管理。

Maverick正在成功地使用这一策略,为它的LPs大幅提高资本效率。

动态价差和波动率预言机

由于AMM的损失取决于套利者信号优势的大小,因此在波动较大的货币对上更容易出现有毒的订单流。在传统的订单簿中,当市场波动较大时,做市商会增加其价差。AMMs也可以这样做,并根据当前的市场波动性动态地调整他们的费用。

Uniswap v3已经有了一个粗略的版本,为同一配对提供不同的费用层级,让LP选择适合配对价格波动的费用层级。

做市商也会调整他们的价差,以重新平衡他们的头寸,达到他们的目标库存——AMMs可以为他们的LPs做类似的事情。

修复脆弱的结算(MEV)

私人提交

绕过公共mempool的隐私RPC是有效保护txs免受抢先交易和三明治攻击的一种方法。

批量拍卖

批量拍卖是一种使价格公平的好方法: 你在一段时间内批量下单,同一货币对的所有交易以相同的价格执行。这减少了你的交易被前置或夹在中间的机会。批量拍卖也增加了一个延迟,不鼓励有毒的订单流。虽然,像负延迟的预言机一样,批量拍卖的可组合性较差。

它们也大大改善了定价、可用的流动性和掉期的路线。这主要是消除了反跑的机会。

如前所述,CowSwap已经运行批量拍卖,为交易者带来更公平、更安全的结算。

动态滑移量容忍度

设置滑点并不容易。如果货币对的价格是波动的,太少的滑点会使你的交易失败,而太多的滑点又使你容易受到三明治攻击的影响。因此,为了避免失败的txs,DEX通常有很高的默认滑点容忍度。

然而,有了波动率和深度预言机,DEX UIs可以做得更好,预测每笔交易的正确滑点。 这有助于用户避免遭受三明治攻击或交易失败。

1inch已经运行逻辑来动态设置滑移

使所有的LPs成为JIT LPs

还有一种方法,你可以减轻准时制(JIT)流动性攻击: 如同上面对LPs的“最后看”一样,如果你改变模型,在用户签署txs之后确定价格,那么你就可以让每个人都提交他们的JIT报价,使竞争环境更加公平。然而,这只适用于愿意执行积极战略并能对每笔交易作出单独回应的LP。

从结构上看,批量拍卖也是及时的流动性交换——因为求解器在用户提交tx后会找到流动性和价格。

总结

虽然链是交易所的优秀基础设施,但DEX还不能处理大多数交易所的交易量。然而,交易量和做市商还没有完全转移到链上是有充分理由的: 价格没有竞争力,用户体验对交易者来说不好,收益率太低,执行不安全。幸运的是,这些问题都已经有了很好的解决方法。它们加在一起,可能足以使大多数交易量上链。

非常感谢@ankitchiplunkar@thegostep@orbmis@paul_burlage@senken_io提供的有益意见和深入反馈。

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