IOSG深度研究：後流動性挖礦時代AMM協議的潛在風險損失

本文於2020年11月21日發表於IOSG公眾號

Building a new world, the bridge of the time.

引言

本文我們將主要研究 AMM 協議中的流動性提供者（LP），尤其是在後流動性挖礦時代，作為一個LP 可能面對的潛在損失。Uniswap v2 大部分的TVL(約23億美金)集中在四個為流動性挖礦搭建的資金池中，這些池在整個平台上占比很大。目前 Uniswap 的 LP 不太關心損失，因為他們得到了有價值的 token 和不可小覷的交易費用的補償。但是隨著挖礦停止，作為 LP 的潛在損失將成為大家更關注的問題。

一、後流動性挖礦時代的選擇 - AMM？

流動性挖礦已被證明是冷啟動協議的有效激勵機制，近期，我們注意到一個在 DeFi 並不漫長的歷史上最為瘋狂的流動性挖礦事件之一：Uniswap 在幾個成功的分叉(如Sushiswap)之後，推出了自己的治理 token。每個曾經調用Uniswap v1或 v2合約的地址都有資格獲得400個UNI token，這其中還包括超過12,000 個已提交失敗轉帳的地址。

此外，Uniswap 的流動性挖礦已在11月17日停止，將UNI token分配給四個池：USDC/ETH、ETH/USDT、DAI/ETH 和 WBTC/ETH。社區給出了極為熱情的反應，TVL（Total Value Locked，鎖倉總價值）被推至 30 億美金！

Uniswap v2的歷史TVL

基於 UNI token 挖礦的炒作，再加上Uniswap被大眾認為是 DeFi 生態系統支柱的印象，共吸引了投資人數十億美元的資金。有了巨額資金量的助攻，Uniswap 提供了在大額交易中最具競爭力的價格。例如，如果你出售1,000 個ETH ，Uniswap 會是提供最優價格的交易所之一。

另一方面，新的自動做市商(AMM)解決方案正在進一步推動這一領域的發展。值得一提的是在Uniswap上，ETH/USDC流動性超過5.6億美元。然而對於同一交易組合，擁有約860 萬美元流動性的DODO ，卻可以提供與Uniswap一樣有競爭力的價格。例如，如果你用1000 ETH換USDT，COFIX 會提供和 Uniswap 類似的價格，儘管流動性比 Uniswap 小好幾倍。

資料來源：DeBank

由上可以看出，與 Uniswap v2 相比，新的 AMM 模型的資本效率更高。Uniswap v2 若要保持競爭力，它必須保持相對於競爭對手更高的資本金。然而，一旦流動資金挖礦停止，Uniswap v2 還能繼續保持現狀嗎？社區是否會在未來作出抉擇？

二、Uniswap v2、DODO、COFIX

對 AMM 流動性提供者的無常損失的定義框架

Uniswap 的LP 究竟遭受了什麼樣的損失？用來描述這類損失的廣泛使用的術語是：無常損失。它是"無常的"，因為理論上它將消失(不會經常發生)，以防提供的 token之間的相對價格恢復。無常損失通常是指因提供流動資金而損失的價值------假設用戶在池外持有 token與將這些 token質押到池中的實際價值的區別。

更詳細地說，價格發現往往發生在外部市場，而Uniswap 依靠套利將 AMM 價格與市場價格相收斂。然而，套利利潤是以流動性提供者的利益為代價的，除非特定資產對的外部價格返回到與LP 進入池時相同的比率，否則他將無法從這一損失中恢復過來。

例 1：

假設初始餘額為10 XYT和1,000 USDC的XYT/USDC 對(價格1XYT=100 USDC)。同時，假設個人投資者持有10 XYT和1,000 USDC的錢包。

如果XYT市場價格飆升到110 USDC，會發生什麼？

該池將提供一個套利機會，因為交易員可以從池中提取被低估的XYT，直到價格與市場價格趨同。具體來說，交易員將從池中提取大約0.47 XYT，從而使每個XYT token的價格達到110 USDC。請注意，將價格移動到特定水平所需的金額是由池使用的公式(曲線)決定的。池中的新餘額約為1048.81 USDC和9.53 XYT token，考慮到新價格XYT=110 USDC，總價值約為2,097 美元。另一方面，在他/她的錢包中持有10 XYT和1,000 USDC的個人投資者，其投資組合價值將等於2,100 美元，這意味著無常的損失約為3 美元。

XYT/USDC-假設池

無常損失簡介：

Ø 定義：被動持有token與向池提供流動性之間的差值

Ø 原因：套利調整資金池幣價

DODO和COFIX代表了一種新型AMM，它不依賴套利調整資產池中的資產比率，而是直接從預言機那裡獲取價格。為了保持一致，讓我們看如果將上面的示例放在DODO/COFIX會發生什麼。

例 2

假設XYT/USDC 一對初始餘額為10 XYT和1,000 USDC(價格1 XYT=100 USDC)。同時，假設個人投資者持有10 XYT和1,000 USDC的錢包。

如果XYT市場價格飆升到110 USDC，會發生什麼？

資金池不會提供套利機會，因為預言機會調整價格，LP的收支平衡不會因為有外部價格變動而改變。token持有者對於向池提供流動資金和僅僅在錢包中持有token之間的偏好是無差的(忽略交易費用)。

因此，新的AMM模型不容易出現無常損失，但這並不意味著我們為新的AMM模型提供流動性沒有損失。

三、新型AMM模型的損耗特性-COFIX示例

例 3

為了舉例說明，假設XYT token值100 USDC的另一個例子。由於COFIX不依賴於池中 token的比率來確定價格，因此讓我們進一步假設 token餘額等於10 XYT和500 USDC，並且假定資金池價值為1,500美元。

如果Alice多存5 XYT，池價值將躍升到2,000美元，她將收到25%的所有權。既然Alice是資金池擁有者，由於COFIX機制的特殊性她需要承擔與池中兩個 token相關的風險。

再次假設XYT token價格上漲至110 USDC，池價值將變成：

15 XYT*110 USDC+500 USDC=2,150美元

Alice擁有資金池的25%，現在擁有：

0.25*2,150美元=537.5美元

然而，如果她有一個單一token敞口，她就可以用550美元退出資金池。另一方面，如果XYT token價格暴跌，她將有一定的保護，因為她暴露在XYT和USDC之間的混合池中，而不僅僅是XYT token。

例 4

此外，COFIX機制的一個特點是沒有聯合曲線(bonding curve)，而且大額交易不會受到懲罰。因此，在交易商在價格上漲之前完全耗尽XYT供應的情況下極端情況可能發生。再次假設初始價格XYT=100USDC，以及希望獲得XYT token敞口的特定交易員Bob。Bob可以用1500美元購買所有的XYT token，將池留給0XYT和2,000 USDC。之後，如果XYT的價格躍升到110 USDC，Alice將對這一上漲的風險敞口為零。

COFIX風險摘要：

Ø COFIX確實解決了Uniswap無常損耗問題

Ø 然而，在COFIX上提供流動性的風險暴露在資金池中，而不是單一的 token。

Ø 類似的，資金池可以從其中一個 token的上漲中完全耗盡，因為COFIX不區分大額交易(即沒有聯合曲線)。

四、新型AMM模型的損耗特性-DODO示例

DODO LP不需要擔心上述風險，因為DODO允許單個 token敞口，而不是池所有權。

但是，需要注意的是，由於交易活動的數量和頻率，在任何時間點的token數量可能與最初存放到池中的 token數量不同。

為了再平衡資金池，DODO的機制激勵交易者將通過將價格提升至超過市場價，來向資金池賣出供給不夠的token。

如WBTC/USDC池示例所示，該機制能很好地為池的兩邊的流動性提供者保留本金，並允許wbtc或usdc LP被動地賺取市場利潤。

WBTC/USDC池，LP所有權

資料來源：https://DODO-pool-tracker.vercel.app/

然而，看看YFI/USDC池就會發現，並不是所有事情都是完美的。理論上，如果資金池的一邊低於1，另一邊應該在1以上。YFI/USDC池的兩邊都大大低於1，這意味著兩個池的流動性提供者都遭受了損失。

YFI/USDC池，LP所有權

資料來源：https://DODO-pool-tracker.vercel.app/

造成這些損失的主要原因是DODOs無法及時重新平衡池中供不應求的部分。為了讓DODO的機制像預期的那樣運作，對DODO提供的激勵(即快速再平衡)的迅速反應是至關重要的，尤其是價格波動劇烈的代幣。因為token失衡的時間越長，市場價格發生重大變化的機會就越大。如下文所示，市場價格在這些時期的變化可能損害LP價值。

例 5

再次假設有10 XYT和500 USDC在資金池中，1 XYT值為100 USDC。如果XYT token目前的餘額降至9 XYT，DODO的目標是將XYT的供應再平衡到10，這樣做的方法是將XYT的價格提高到高於市場價格的水平，以鼓勵交易員將XYT token賣回池中。

然而，如果XYT在進行再平衡之前升值到110美元，如果不從USDC LP中提取價值，就不可能將XYT的初始供應量提高到10美元。

1. 初始餘額：10 XYT\&500 USDC

2. 第一次交易後的餘額：9 XYT\&600 USDC

XYT的價格在重新平衡之前躍升到110美元。此時，DODO沒有足夠的資源來重新平衡池的XYT端，因此，只有犧牲池的usdc側，才有可能將XYT的總量增加到10。

3. 假設交易者攜帶1 XYT到池將導致一個新的餘額10 XYT\&488 USDC；在這種情況下， USDC LP將累積損失~12 USDC。(簡化計算)

而通常發生的情況是，再平衡發生在價格升值之前。這將使池的兩邊接近10 XYT和500 USDC的初始餘額。另一方面，在重新平衡之前，XYT價格下跌將為上述場景中的LP帶來利潤，因為DODO將能夠在花費不足100 USDC的情況下恢復XYT側的池，從而產生10 XYT和>500 USDC的餘額。

當池中某個token 供應不足時，DODO 的頭寸實質上是該token 中的空頭頭寸，因為它會隨著價格的上漲而造成損失，而隨著價格的貶值而產生收益。

例 6

此外,在以下情況下，XYT LP可能會遭受損失：

1. 初始餘額：10 XYT\&500 USDC

2. 第一次交易後的餘額：11 XYT\&400 USDC

如前所述，在池中有一個供應不足的USDC側類似於在USDC中有一個空頭位置。因此，XYT的價格下降到90 USDC將意味著相對較強的USDC和同時損失的資金池。

XYT=90 美元，DODO沒有足夠的資源來重新平衡池的USDC側，因此，只有犧牲池的XYT側，才有可能將USDC的總數達到500。

3. 假設交易者將100USDC帶到池中，將產生新的餘額。：~9.86 XYT和500 USDC，LP損失為~0.14 XYT(簡化計算)

同理，再平衡之前，XYT的價格上漲會在上述情況下為LP帶來利潤，因為它意味著USDC的相對疲軟。

如上文示例所示，有效的再平衡對於保護LP的值和最小化風險至關重要。否則，DODO本身就是在池的一側有空頭頭寸，並且基於市場波動可能會產生利潤/虧損。相比之下，當池處於平衡狀態時，DODO是市場中立的。

回到YFI/USDC池，造成損失的原因是無法維持市場中性的頭寸，因此對YFI token的大幅波動的風險敞口過大。

YFI/USDC對損失的另一個潛在原因是易受預言機超前交易的漏洞影響。由於DODO依賴Chainlink 喂價，交易員可以觀察到，特定 token的在預言機價格將在下一個塊中上漲，並從池中提取大量token，但在更新立即出售。這一行為將給交易者帶來套利，給DODO LP帶來損失。

例 7

1. 初步餘額：10 XYT\&500 USDC

XYT的價格將在下一個區塊上漲到110 美元。

2. 交易員在預言機超前交易，從池中獲取1 XYT(為了簡單)。

3. 新餘額：9 XYT\&600 USDC

價格正式更新

此時，DODO沒有足夠的資源來重新平衡池的XYT端，因此，只有犧牲池的USDC側，才有可能將XYT的總量增加到10。

4. 交易員在更新鎖定後退出頭寸~12 美元利潤，新餘額：10 XYT\&~488 USDC

USDC LP將失去~12 USDC

雖然示例5 和示例7 的最終結果是相同的，後者對LP 的危害要大得多。示例5 中的交易者很可能被歸類為隨機交易流，沒有能力預測市場方向。因此，作為這類交易商的交易對手是可以接受的。相反，示例7 中的交易員是信息交易者(套利者)，肯定會給流動性提供者造成損失。YFI/USDC池兩側明顯低於1，可能意味著原因是信息交易者(套利者)，而非隨機交易流。

儘管如此，DODO 確實提供單一的token 敞口，LP 必須注意到另一個token 池的特性。。例如，從理論上講，由於單一token 敞口，如果您是USDC LP，您將不關心池中的其他 token 是WBTC 還是YFI。然而，在實踐中，這種差異是巨大的。池中的其他 token越不穩定，風險敞口就越大。

DODO風險摘要：

Ø DODO解決了Uniswap 的無常損失特性，並且它不容易受到COFIX 一樣的損失，因為它提供了單一的 token敞口。

Ø 然而，當DODO不能有效地重新平衡 token供應時，LP就會間接地暴露在池的另一邊。在這種情況下，DODO LP可能會根據市場價格變動賺取利潤/蒙受損失。

Ø 最後，DODO LP肯定會在套利者成功以喂價超前交易的情況下遭受損失。

上述COFIX 和DODO LP 的損失從本質上來看就是是無常的，因為如果價格變動有利於做市商，它們可能消失，甚至不一定存在。但是，我們不能按照前面討論的定義將它們歸類為無常損失，而是可以將它們定義為每個協議特定的的做市風險。

下面我們總結了上述每個平台的風險特徵。

四、風險對沖-AMM協議的可持續發展的關鍵點

做市不是一種無風險的活動，無論是使用訂單模型還是AMM協議模型。無論怎樣，LP都需注意在不利情形下潛在的損失。如果不了解風險，LP就無法準確確定挖礦資金的預期回報率，也無法適當對沖其頭寸。

在套期保值方面，去中心化期權市場的增長可以為AMM LP提供更多的必要工具，以對沖其風險。例如，AMMS可以通過特定的 token導數或高度相關資產的導數自動抵消頭寸。在例5中，第二步交易之後(在價格上漲之前)，DODO LP可能會自動在XYT token上做一個看漲期權，以抵消風險敞口。類似地，COFIX LP可能希望在例4中購買XYT token上的看漲期權，以獲得 token的正向敞口。另一方面，套期保值可能代價高昂，因此套期保值可能不必要地擠壓利潤率。

這裡要考慮的因素包括風險偏好，近期交易規模，交易對手和標的資產的特性。顯然，在DODO 示例場景中，池中的 token消耗越多，就越需要對沖 token上行的風險。同樣，交易流是否隨機或信息量足夠大也會影響套期保值的需求。目前，AMM還無法對交易流進行分類，但是將來引入機器學習來分析來自特定地址的歷史訂單流可能會使AMM獲得這些信息。最後，如果標的資產相對穩定，則風險較小，需要抵消定向頭寸的需求也更小。

COFIX是第一家為LP提供套期保值選擇的公司：https://github.com/Computable-Finance/CoFiX-hedger

五、結語

設計簡單、易於理解是Uniswap 的關鍵優勢，也因此吸引了大量的LP 和資本。而另一方面，新興AMM 解決方案由於試圖提高資本效率，不可避免地變得越來越複雜。儘管如此，在這些AMM 解決方案中，我們相信任何做市活動都會帶來潛在的損失。LP必須注意這些損失，並根據自身風險偏好來分析和對沖他們的風險。

在這樣一個快節奏的領域中，創新總是先行一步。隨著流動性挖礦激勵完成其引導協議和吸引早期用戶的初始使命後，真正的遊戲才剛剛開始。對於AMM 協議，我們需要更多專業的分析和對沖框架和工具，以推動其可持續性的廣泛應用。

免責聲明：DODO、1inch、Kyber 是 IOSG 的 Portfolio。