圣路易斯联储万字科普DeFi：金融业的范式转变

注：原文作者Fabian Schär是巴塞尔大学分布式账本技术和金融科技教授，文章发表在美国圣路易斯联储官网，在这篇文章中，Fabian Schär介绍了去中心化金融（DeFi）系统的基础组成部分，并客观分析了相关机遇和潜在风险。作者认为，如果DeFi的潜在问题能够得到解决，它可能会导致金融业的范式转变，并可能有助于建立一个更加健全、开放和透明的金融基础设施。

术语去中心化金融（DeFi）是指建立在以太坊区块链之上的一种替代类金融基础设施。DeFi使用了智能合约创建协议，以更开放、互操作和透明的方式复制了现有金融服务。本文重点介绍了DeFi生态系统的机遇和潜在风险。

个人提出了一种多层次的框架来分析隐含的架构以及各种DeFi构建块，包括代币标准、去中心化交易所、去中心化债务市场、区块链衍生品以及链上资产管理协议。我的结论是，DeFi仍然是一个具有一定风险的利基市场，但它在效率、透明度、可访问性和可组合性方面也具有一些有趣的特性。因此，DeFi可能有助于建立一个更加健全和透明的金融基础设施。

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简介

去中心化金融（DeFi）是一种基于区块链的金融基础设施，其在近期受到了广泛关注。该术语通常指构建在公共智能合约平台（如以太坊区块链）上的开放、无许可和高度互操作的协议栈。DeFi以更加公开和透明的方式复制现有的金融服务。特别是，DeFi不依赖中介机构和中央集权机构，相反，它是基于开放式协议和去中心化应用（DApp）。协议由代码强制执行，交易以安全和可验证的方式执行，并且合法的状态更改在公共区块链上持续存在。因此，这种架构可以创建一个不可更改的、高度互操作的金融系统，其具有前所未有的透明度、平等的访问权限，并且几乎不需要托管人、中央结算所或托管服务，因为其中大多数角色都可以由“智能合约”承担。

DeFi已经提供了广泛的应用，例如，人们可以在去中心化的交易所上购买与美元挂钩的资产（所谓的稳定币），将这些资产转移到一个同样去中心化的借贷平台赚取利息，然后将有息工具添加到去中心化的流动性池或链上投资基金中。

所有DeFi协议和应用的主干是智能合约，智能合约通常指存储在区块链上的小型应用，由一组大型验证器并行执行。在公共区块链的背景下，网络的设计使得每个参与者都可以参与并验证任何操作的正确执行。因此，与传统的中心化计算相比，智能合约的效率有些低下。然而，它们的优势是高度的安全性：智能合约将始终按照指定的方式执行，并允许任何人独立地验证结果状态更改。在安全实施时，智能合约具有高度的透明度，并将操纵和任意干预的风险降至最低。

要理解智能合约的新颖性，我们首先必须了解常规基于服务器的web应用。当用户与这样的应用程序交互时，他们无法观察应用的内部逻辑。此外，用户无法控制执行环境。任何一个（或两者）都可能被操纵。因此，用户必须信任应用程序服务提供商。而智能合约可以缓解这两个问题，并确保应用程序按预期运行。合约代码存储在底层区块链上，因此可以公开审查。合约的行为是确定性的，函数调用（以事务的形式）由数千个网络参与者并行处理，这确保了执行的合法性。当执行导致状态变化时（例如账户余额的变化），这些变化受区块链网络共识规则的约束，并将反映在区块链的状态树中并受其保护。

智能合约可以访问丰富的指令集，因此是非常灵活的。此外，它们可以存储加密资产，从而承担托管人的角色，完全可以定制如何、何时以及向谁释放这些资产的标准。这使得各种各样的新应用和蓬勃发展的生态系统成为了可能。

智能合约的最初概念，是由尼克.萨博（Nick Szabo）在1994年提出的，萨博在1997年用自动售货机的例子进一步描述了这个想法，并认为许多协议可以“嵌入到我们处理的硬件和软件中，2013年，Vitalik Buterin提出了一个基于去中心化区块链的智能合约平台，以解决与执行环境有关的任何信任问题，并实现安全的全局状态。此外，该平台允许合约相互交互并构建在彼此之上（可组合性）。2015年，Gavin Wood进一步规范了这一概念，并将其命名为以太坊（Ethereum）。尽管有许多替代方案，但以太坊在市值、可用应用及开发活动方面，都是最大的智能合约平台。

DeFi仍然是一个利基市场，相关数据仍然较低，但这些数字正在迅速增长。与DeFi相关的智能合约中锁定的资产最近超过了100亿美元。有必要了解的是，这些不是交易量或市值，价值指的是以各种方式使用的智能合约中锁定的储备资金，这将在本文过程中解释。图1显示了DeFi应用中锁定的ETH和USD价值。

图1：DeFi合约中锁定的总价值 (USD and ETH)

这些资产的惊人增长以及一些真正创新的协议表明，DeFi可能在更广泛的背景下变得相关，并引发了决策者、研究人员和金融机构的兴趣。本文以这些组织中具有经济学或法律背景的个人为对象，以调查和介绍该主题。特别是，其识别到的机会与风险，应被视为进一步研究的基础。

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DeFi构建块

DeFi使用了一种多层架构，其中每一层都有不同的目的。这些层彼此之间相互依附，并创建一个开放的、高度可组合的基础结构，允许每个人构建、重构或使用堆栈的其他部分。

理解这些层是按等级划分的也是至关重要的：它们只与下面的层一样安全。例如，如果结算层区块链出现了问题，则所有后续层都将变得不安全。同样地，如果我们使用许可账本作为基础层，则任何下面层的努力都将是无效的。

本节内容提出了一个分析这些层，并更详细地研究代币和协议层的概念框架。它区分了5个层，如图2所示，包括：结算层、资产层、协议层、应用层和聚合层。

1. 结算层（第1层）由区块链及其原生协议资产组成（例如，比特币区块链上的BTC以及以太坊区块链的ETH）。它允许网络安全地存储所有权信息，并确保任何状态更改都符合其规则集。区块链可以看作是无信任执行的基础，其充当了结算和争端解决层。

2. 资产层（第2层）由结算层顶部发行的所有资产组成。这包括原生协议资产以及在此区块链上发行的任何其他资产（通常称为代币）。

3. 协议层（第3层）为具体的用例提供了标准，比如去中心化的交易所、债务市场、衍生品和链上资产管理。这些标准通常作为一组智能合约来实现，任何用户（或DeFi应用程序）都可以访问这些标准。因此，这些协议具有高度的互操作性。

4. 应用层（第4层）创建连接到各个协议的面向用户的应用。智能合约交互，通常由基于web浏览器的前端抽象化，这使得协议更易于使用。

5. 聚合层（第5层）是应用层的扩展。聚合器创建以用户为中心的平台，连接到多个应用程序和协议。它们通常提供工具来比较和评价服务，允许用户通过同时连接到多个协议来执行其他复杂的任务，并以清晰简洁的方式组合相关信息。现在我们已经理解了概念模型，让我们更仔细地看看代币化和协议层。在简要介绍了资产代币化之后，我们将研究去中心化的交易协议、去中心化的借贷平台、去中心化的衍生品和链上资产管理协议。这使得我们能为我们分析DEFI的潜在风险提供必要的基础。

2、1 资产代币化

公共区块链是一种数据库，它允许参与者建立一个共享的、不可更变的所有权记录——账本。通常，账本会用于跟踪各个区块链的原生协议资产。然而，当公共区块链技术变得越来越流行时，在这些账本上提供额外资产的想法也变得越来越流行。向区块链添加新资产的过程，我们将其称为代币化，一项资产的区块链化表示，也被称为代币（token）。

代币化的总体思想是使资产更易访问，事务更高效。特别是，代币化资产可以很容易地在几秒钟内从世界上任何人转移到世界上任何人。它们可以用于许多去中心化的应用，并存储在智能合约中。因此，这些代币是DeFi生态系统的重要组成部分。

从技术角度来看，创建公共区块链代币的方式是多种多样的（参见Roth、Schär和Schöpfer，2019）。然而，这些选项中的大多数，我们都可以忽略，因为绝大多数代币都是通过称为ERC-20代币标准的智能合约模板在以太坊区块链上发行的。这些令牌是可互操作的，几乎可以在所有DeFi应用中使用。截至2021年1月，以太坊上部署了超过35万个ERC-20代币合约。表1显示了交易所上市的代币数量以及每个区块链的累计代币市值（美元）。我们可以看到，在上市的代币当中，有接近90%的代币是在以太坊区块链上发行的。

从经济学的角度来看，我对资产的性质比对用于实现资产数字表示的底层技术标准更感兴趣。在链上添加额外资产的主要动机是添加稳定币。虽然可以使用上述协议资产（BTC或ETH），但许多金融合约需要的是低波动性资产。代币化可支持创建这些资产。

然而，代币化资产的主要问题之一就是发行方风险。原生地数字代币（BTC和ETH）没有这方面的问题，相比之下，当有人推出带有承诺的代币时（例如利息支付、分红或货物或服务的交付），相应代币的价值将取决于该claim的可信度。如果发行方不愿意或者无法交付，代币就可能会变得一文不值或以大幅折扣进行交易，这个逻辑也适用于稳定币。

一般来说，基于承诺的代币有三种背书模式：「链外抵押品」、「链内抵押品」和「无抵押品」。链外抵押品是指标的资产通过第三方托管服务存储，例如商业银行。链上抵押品，意味着资产是锁定在区块链上，通常是在智能合约内。

而没有抵押品时，交易对手风险是最高的，在这种情况下，承诺是完全基于信任的。Berentsen和Schär（2019）就稳定币的情况分析了这三个类别。

链上抵押品有几个优点，首先，它是高度透明的，并且可以通过智能合约来保护索赔，从而允许以半自动的方式执行流程。而链上抵押品的一个缺点是，该抵押品通常以原生协议资产（或其衍生品）持有，故而会经历价格波动。以Dai稳定币为例，它主要使用ETH作为其链上抵押品，以创建一个去中心化、无需信任的价值为1美元的Dai代币。由于以太坊上没有原生美元锚定币，Dai代币必须由另一项资产作为支撑。每当有人想要发行新的Dai代币时，他们首先需要在Maker协议提供的智能合约中锁定足够的ETH作为基础抵押品。由于美元/ETH汇率不固定，因此需要超额抵押。如果基础ETH抵押品的价值在任何时时候低于未偿Dai价值150%的最低阈值，智能合约将拍卖抵押品以取消Dai中的债务。

图3显示了Dai稳定币的一些关键指标，包括价格、流通中的总Dai数量以及稳定费，即任何创建新Dai的人必须支付的利率（见第2.3节）。

图3

还有几个链外抵押稳定币的例子，目前最受欢迎的是USDT和USDC，两者都是由美元支撑的稳定币，它们也是以太坊区块链上的ERC-20代币。DGX是一种由黄金作为支撑的ERC-20稳定币，WBTC是比特币的代币化版本，其使得比特币可以在以太坊区块链上使用。链外抵押代币可以降低汇率风险，因为抵押品可能等同于代币化债权（例如由实际美元支持的美元债权）。然而，链外抵押代币引入了交易对手风险和外部依赖性，使用链外抵押品的代币，需要定期审计和预防措施，以确保基础抵押品随时可用。这一过程成本高昂，而且在许多情况下，对代币持有人来说并不完全透明。

虽然我不赞同无抵押稳定币的任何功能设计，即不使用任何形式的抵押品来维持锚定汇率的稳定币，但一些组织正在研究这一想法。请注意，诸如Ampleforth或YAM之类的弹性代币不符合稳定币的标准，它们仅提供稳定的会计单位，但仍以动态代币数量的形式使持有人承受波动。

尽管稳定币在DeFi生态系统中起着至关重要的作用，但将代币化的讨论仅限于这些资产，并不能解决代币化的问题。各种各样的代币都有多种用途，包括去中心化自治组织（DAO）的治理代币，允许持有人在智能合约中执行特定操作的代币，类似于股票或债券的代币，甚至是可跟踪任何真实世界资产价格的合成代币。

另一个不同的类别是所谓的非同质代币（NFT），NFT是代表独特资产（即收藏品）的代币。它们既可以是实物（如艺术品）的数字表示，使其承受通常的交易对手风险，也可以是具有独特特征的数字原生价值单位。在任何情况下，代币的不可替代性属性都确保可以单独跟踪每项资产的所有权，并准确识别资产。NFT通常是建立在ERC-721代币标准上（Entriken等人，2018）。

以下各节内容会讨论协议层，并研究如何使用去中心化交易所交易代币（第2.2节），如何将代币用作贷款抵押品（第2.3节）和创建去中心化衍生品（第2.4节），以及如何将代币纳入链上投资基金（第2.5节）。

2、2 去中心化交易所协议

截至2020年9月，有超过7,092项加密资产在交易所上市，虽然它们当中的大多数在经济上是无关紧要的（即市值和交易量都微不足道），但人们需要一个市场，在那里人们可以交易一些更受欢迎的资产。这将使这些资产的所有者能够根据自己的偏好和风险状况重新平衡风险敞口，并调整投资组合配置。

在大多数情况下，加密资产交易都是通过中心化交易所进行的。中心化交易所是相对有效的，但它们有一个严重的问题，为了能够在中心化的交易所进行交易，交易者必须首先将资产存入交易所。因此，他们丧失了对其资产的直接访问权，需要信任交易所经营者。而不诚实或者不专业的交易所经营者，可能会没收或丢失用户的资产。此外，中心化交易所还存在单点攻击风险，并面临不断成为恶意第三方攻击目标的威胁。相对较低的监管审查加剧了这两个问题，许多交易所不得不在短时间内完成大规模扩张。因此，一些中心化的加密资产交易所丢失客户资金也就不足为奇了。

去中心化交易所协议试图通过消除信任需求来缓解这些问题。用户不必再将资金存放在中心化交易所，取而代之的是，在交易完成之前，他们仍然对自己的资产拥有控制权。

交易执行通过智能合约进行原子化，这意味着交易双方在一笔不可分割的交易中执行，从而降低了交易对手的信用风险。根据具体的实施情况，智能合约可能承担额外的角色，有效地使许多中介机构（例如托管服务和中央对手方清算所（CCPs））过时。

早期的去中心化交易所（如EtherDelta）被设置为围墙花园，不同实现之间没有交互。交易所没有共享的流动性，导致交易量相对较低，买卖价差较大。高昂的网络费用，以及在这些去中心化交易所之间转移资金的繁琐和缓慢的过程，使得所谓的套利机会变得毫无用处。

而在最近，DEX开始朝着开放式交易协议的方向发展。这些项目试图通过提供有关如何进行资产交换的标准，并允许任何建立在协议之上的交易所使用共享流动性池和其他协议功能，来简化去中心化交易所的架构。然而，最重要的是，其他DeFi协议可以使用这些市场，并在需要时交换或清算代币。

在下面的小节中，我比较了各种类型的去中心化交易所协议，其中一些协议并不是狭义的交易所，但已包含在分析中，因为它们具有相同的用途。结果总结在表2当中。

去中心化订单簿交易所：去中心化订单簿交易所可以通过多种方式实现，它们都使用智能合约进行交易结算，但它们在托管订单簿的方式上存在显著差异，我们必须要区分链上订单簿和链下订单簿。

链上订单簿具有完全去中心化的优势，每个订单都存储在智能合约中。因此，不需要额外的基础设施或第三方，但这种方法的缺点是每一个动作都需要一笔区块链交易，因此，这是一个代价高昂且缓慢的过程，即使是宣布交易意向也会导致网络费用。考虑到动荡的市场将需要频繁取消订单，这一劣势将变得更加昂贵。

因此，许多去中心化交易所协议依赖于链下订单簿，仅将区块链用作结算层。链下订单簿由中心化的第三方托管和更新，通常我们称其为中继，它们为taker提供选择他们想要匹配的订单所需的信息。虽然这种方法确实为系统引入了一些中心化组件和依赖关系，但中继者的作用是有限的，其无法控制资金，既不匹配也不执行订单。它们只是提供带有报价的有序列表，并可能为此服务收取费用。协议的开放性保证了中继层之间的竞争，降低了潜在的依赖性。

使用这种方法的主要协议称为0x，协议对交易采用三步流程：首先，maker将预先签署的订单发送给中继方，以便将其包含在订单簿中。第二，潜在的taker查询中继层并选择其中一个订单。第三，taker签署并向智能合约提交订单，触发加密资产的原子交换。

恒定函数做市商（CFMM）是一个智能合约流动性池，其持有（至少）两种储备加密资产，允许任何人存放一种类型的代币，从而提取另一种类型的代币。为了确定汇率，基于智能合约的流动性池使用了恒定函数模型，其中相对价格是智能合约的代币准备金率的函数。我所知道的最早的实现，是由Hertzog、Benartzi在2017年提出的，Adams在2018年简化了了模型，Zhang、Chen以及Park在2018年提供了概念的形式化证明，Martinelli和Mushegian在2019年将该概念推广到具有两个以上代币和动态代币权重的情况，Egorov在2019年则优化了稳定币交换的想法。

图4

最简单的形式恒定函数模型，可以表示为x*y = k，其中x和y对应于智能合约的代币储备，而k是常数。考虑到这个方程必须成立，当有人进行交易时，我们得到 (x + Δx) * (y + Δy) = k，然后可以很容易地看出Δy=（k / x +Δx）– y。因此，对于任何Δx> 0，Δy将取负值。实际上，任何交易都对应于凸代币储备曲线上的移动，如图4A所示。使用此模型的流动资金池无法耗尽，因为代币的储备越低，成本越高。当两种代币中任何一种的代币供应量接近零时，其相对价格就会无限上升。

必须要指出的是，基于智能合约的流动性池并不依赖于外部喂价（所谓预言机）。每当资产的市场价格发生变化时，任何人都可以利用套利机会和智能合约交易代币，直到流动性池价格收敛到当前市场价格。恒定函数模型的隐含买/卖价差（加上少量交易费用）可能导致积累更多资金。向池中提供流动性的任何人，都会收到池子份额代币，这些代币允许他们参与该累积，并将这些代币兑换为他们在潜在增长的流动性池中的份额。流动性准备金导致k增长，如图4B所示。

基于智能合约的流动性池协议的突出例子有UniSwap、Balancer、Curve以及Bancor。

基于智能合约的储备聚合：另一种方法是通过智能合约整合流动性储备，该合约允许大型流动性提供者（LP）连接并公布特定交易对的价格。想要将代币x交换为代币y的用户可以向智能合约发送交易请求，智能合约将比较所有流动性提供者的价格，代表用户接受最佳报价，并执行交易。它充当用户和流动性提供者之间的网关，确保最佳执行和原子结算。

与基于智能合约的流动性池不同，基于智能合约的储备金聚合，其价格不在智能合约内确定，而是由流动性提供者决定。如果有一个相对广泛的流动性提供者基础，这种方法可以很好地工作。然而，如果某一特定的交易对存在有限的竞争或没有竞争，这种方法可能会导致串通风险，甚至垄断定价。作为一种对策，储备聚合协议通常具有一些（中心化的）控制机制，例如最高价格或最小数量的流动性提供者。

在某些情况下，流动性提供者只能在完成背景调查（包括KYC）后才能参与。

这一概念最著名的实现是Kyber Network ，它是各种DeFi应用的主干协议。

P2P协议：传统交易所或流动性池模型的一种替代方案是P2P协议，也称为场外交易（OTC）协议，它们大多采用两步方法，参与者可以在网络上查询想要交易给定加密资产对的交易对手，然后进行双边汇率谈判。一旦双方就价格达成一致，交易将通过智能合约在链上执行。与其他协议不同，要约只能由参与谈判的当事方接受。特别是，第三方不可能通过观察未确认交易池（mempool）来预先安排某人接受要约。

为了提高效率，这个过程通常是自动化的。此外，还可以使用链外索引器进行对等方发现。这些索引器承担着目录的角色，人们可以在其中公布他们进行特定交易的意图。请注意，这些索引器仅用于建立连接，价格仍是P2P协商达成的。

AirSwap是最流行的去中心化P2P协议实现，其由Oved和Mosites在2017年首次提出。

2、3 去中心化借贷平台

借贷是DeFi生态系统的重要组成部分。有各种各样的协议允许人们借出和借用加密资产，去中心化借贷平台的独特之处在于，它们既不要求借款人也不要求贷款人表明自己的身份。所有人都可以使用这些平台，并可能借钱或提供流动性以赚取利息。因此，DeFi借贷是完全无需许可的，其也不依赖于信任关系。

为了保护贷款人以及阻止借款人携款潜逃，有两种不同的方法：第一，贷款必须以原子方式偿还的条件下提供信贷，这意味着借款人在同一区块链交易中接收、使用和偿还资金。

假设借款人在交易执行周期结束时没有归还资金（加上利息），那么在这种情况下，交易就会无效，其任何结果（包括贷款本身）将会恢复。这些所谓的闪电贷是一个令人兴奋但仍具有高度实验性的应用。虽然闪电贷只能用于以原子方式和完全链上方式结算的应用程序，但它们是套利和投资组合重组的有效新工具。因此，它们有望成为DeFi借贷的重要组成部分。

第二，贷款可以用抵押物完全担保。抵押品被锁定在一个智能合约中，只有在债务偿还后才被释放。抵押贷款平台存在三种变体：抵押债务头寸、池子抵押债务市场和P2P抵押债务市场。债务抵押头寸是使用新创建代币的贷款，而债务市场使用现有的代币，并要求借款方和出借方匹配。下面讨论这三种变化。

债务抵押头寸：一些DeFi应用允许用户创建债务抵押头寸，从而发行由抵押品支持的新代币。为了能够创建这些代币，用户必须在智能合约中锁定加密资产。可创建的代币数量取决于生成的代币的目标价格、用作抵押品的加密资产的价值以及目标抵押品比率。新创建的代币基本上是完全抵押贷款，不需要交易对手，允许用户获得流动资产，同时通过抵押品保持市场敞口。该贷款可用于消费，使个人能够克服暂时的流动性紧缩，或获得额外的加密资产进行杠杆风险敞口。

为了说明这个概念，让我们以MakerDAO为例，这是一个去中心化的，用于发行锚定美元的稳定币Dai的协议。首先，用户将ETH存入分类为债务抵押头寸（CDP）（或保险库）的智能合约中。随后，它们调用合约函数来创建和提取一定数量的Dai，从而锁定抵押品。这一过程目前要求最低抵押比率为150%，这意味着对于合约中锁定的的任何100美元的ETH，用户最多可创建66.66 Dai。

任何未偿付的Dai都要缴纳稳定费，理论上应与Dai债务市场的最高利率相对应，这个费率是由社区（即MKR代币持有者）设置的。如图3所示，MakerDAO的稳定费用在0%到20%之间波动。

而要关闭一个CDP，持有者必须将未付的Dai加上累计利息发送到合约当中。智能合约将允许所有者在债务偿还后收回抵押品。如果借款人未能偿还债务，或者如果抵押品的价值低于150%的阈值，那么贷款的全部抵押品就有风险，智能合约将开始以潜在的折扣清算抵押品。

利息支付和清算费用部分用于“燃烧”MKR，从而减少MKR的总供应。作为交换，MKR持有人承担ETH价格极端负冲击的剩余风险，这可能导致抵押品不足，无法维持稳定币锚定的局面。在这种情况下，将创建新的MKR并以折扣出售，因此，在游戏中，MKR持有者维护一个健康的系统应该符合他们的最大利益。

值得一提的是，MakerDAO系统要比这里描述的要复杂得多。

尽管系统大部分是去中心化的，但它依赖于价格预言机，这引入了一些依赖性，正如第3.2节所述。

MakerDAO最近转向了一个多抵押品系统，其目标是通过允许多种加密资产用作抵押品，以使协议更具可扩展性。

债务抵押市场：相比创建新的代币，还可以从其他人那里借用现有的加密资产。出于显而易见的原因，这种方法需要一个偏好相反的交易对手。换言之：如果有人想要借ETH，就必须有另外一个人愿意出借ETH。为了降低交易对手风险并保护贷款人，贷款必须完全抵押，并且抵押物被锁定在智能合同中，就像我们前面的示例一样。

贷款人与借款人的匹配，可通过多种方式实现，目前主要的分类是P2P和池匹配。P2P匹配是指提供流动性的人将加密资产将加密资产借给特定的借款人。因此，贷款人只有在有匹配的情况下才开始赚取利息。这种方法的优点是，双方商定一个时间段，并以固定利率运作。

资产池借贷利率是受供求关系影响的，所有借款人的资金都集中在一个基于智能合约的单一借贷池中，贷款人在将资金存入该池时就开始赚取利息。然而，利率是资金池利用率的函数。当流动性随时可用时，贷款将是廉价的。而当需求旺盛时，贷款将变得更加昂贵。借贷池还有一个额外的优势，即它们可以执行到期和规模转换，同时为单个贷款人保持相对较高的流动性。

图5

借贷协议种类繁多，其中最受欢迎的有Aave、Compound以及dYdX，图5显示了Dai和ETH的资产加权借贷利率，对于Dai而言，这个数字还包括MakerDAO稳定费，这应该系统中最高的费率。令人惊讶的是，情况并非总是如此，这意味着一些人在二级市场上付出了价格溢价，截至2020年9月份，Dai占DeFi生态系统所有贷款的近75%。

2、4 去中心化衍生品

去中心化衍生品是从标的资产的表现、事件的结果或任何其他可观察变量的发展中获得其价值的代币。它们通常需要一个预言机来跟踪这些变量，因此引入了一些依赖关系和中心化组件。当衍生品合约使用多个独立的数据来源时，就可以减少相依性。

我们区分基于资产和基于事件的衍生品代币，当其价格是标的资产表现的函数时，我们称之为衍生代币资产。当衍生产品的价格是一个函数的任何可观察的变量，而不是一个资产的表现，我们称其为基于事件的衍生产品。这两个类别将在以下章节中讨论。

基于资产的衍生代币：基于资产的衍生代币是第2.3节中描述的CDP模型的扩展。锁定发行的抵押品不仅可以限制与美元挂钩的稳定币的发行，还可以用于发行跟随各种资产价格变动的合成代币。例子包括股票，贵重金属和其他加密资产的代币化版本。而基础资产的波动率越高，跌落到给定抵押率以下的风险就越大。

一种流行的衍生代币平台称为Synthetix，实施该计划的目的是使所有参与者的总债务池根据所有未偿还合成资产的总价增加或减少。这确保了具有相同底层资产的代币保持可互换性，也就是说赎回不取决于发行方。这种设计的另一面是，用户铸造资产时会承担额外的风险，因为他们的债务状况也会受到其他所有人资产配置的影响。

基于资产的衍生代币的一种特殊类型是反向代币，这种情况下，价格由给定价格范围内基础资产的表现的反函数确定，这些反向代币使得用户可以做空相应的加密资产。

基于事件的衍生代币：基于事件的衍生代币可以基于任何具有已知潜在结果集、指定观察时间和解析源的客观可观察变量。任何人都可以通过在智能合约中锁定1 ETH为给定事件购买全套子代币。一个完整的子代币集由每个潜在输出的1个子代币组成。

这些子代币可以单独交易，当市场结算时，智能合约的加密资产将在获胜输出的子代币所有者之间分配。因此，在没有市场扭曲的情况下，每个子代币的ETH价格应与潜在结果的概率相对应。

在某些情况下，这些预测市场可能成为未来结果可能性的去中心化预言机。然而，市场分辨率（以及价格）在很大程度上取决于分辨率来源的可信度。这样，基于事件的衍生代币会引入外部依赖性，并且可能会受到恶意报告者的单方面影响。潜在的攻击向量包括有缺陷的或误导性的问题说明、不完整的结果集（可能使事件无法解决）以及选择不可靠或欺诈性的解决源。

目前最流行的实现称为Augur，它使用了一个多阶段的解决方案和争议处理程序，该程序应尽可能减少对单个报告源的依赖性。如果代币持有者不同意指定的报告者，则他们可能会引发争议，最终应会导致正确的结果。

2、5 链上资产管理协议

与传统投资基金一样，链上基金主要用于投资组合多元化，它们允许用户投资一篮子加密资产，并采用各种策略，而无需单独处理代币。与传统基金不同，链上基金不需要托管方，相反，加密资产被锁定在一个智能合约中，投资者永远不会失去对其资金的控制，他们可提取或清算资金，并且可随时观察智能合约的代币余额。

设置智能合约的方式应使其遵循多种简单策略，包括使用移动平均线对投资组合权重和趋势交易进行半自动重平衡。或者，可以选择一个或多个基金经理来主动管理基金。在这种情况下，智能合约可以确保资产管理人遵守预定义的策略，并以投资者的最佳利益为出发点。特别是，资产管理人仅限于根据基金规则集和智能合约中规定的风险状况采取行动。智能合约可以缓解许多形式的委托代理问题，并通过在链上实施来纳入监管要求。因此，链上资产管理协议可以降低基金设立成本和审计成本。

每当有人投资链上基金时，相应的智能合约就会发行基金代币并将其转移到投资者的账户。这些代币代表了基金的部分所有权，允许代币持有人赎回或清算其资产份额。例如，如果投资者拥有1%的基金代币，则其将有权获得1%的锁定加密资产。当投资者决定结束投资时，基金代币就会被销毁，而标的资产则在去中心化交易所进行出售，然后投资者获得相应的资产。

链上基金协议有几种实现方式，包括Set Protocol、Enzyme Finance（原Melon协议）、Yearn机枪池以及Betoken。所有这些实现都限于ERC-20代币和ETH，此外，它们严重依赖于价格预言机和第三方协议，因此，它们存在严重的依赖性，这将在3.2节中进行详细讨论。

Enzyme Finance 和Set Protocol都允许任何人创建新的投资基金，Enzyme Finance专注于建立去中心化基金的基础架构，使用基于智能合约的规则集来确保基金经理遵守基金的策略。这些智能合约会强制执行交易限制参数，例如最大集中度、价格容忍度和最大持仓量，以及用户和资产白名单和黑名单，这些是由智能合约强制执行的。基金的收费设置也是如此，Set Protocol主要设计用于半自动策略，通过预先确定的阈值和时间锁触发确定性的投资组合再平衡，但该协议也用于主动管理。Betoken作为单一基金运作，由资产管理者社区通过精英体制管理，个人基金经理越成功，其未来对集体资源配置的影响就越大。UniSwap的流动资金池（见第2.2节）也具有链上投资基金的一些特征，恒定函数模型为投资组合权重的半自动再平衡创造了激励，而交易费用为投资者创造了被动收益。

Yearn机枪池是一种资产池类型的投资基金，其旨在最大限度地提高给定资产的收益率，策略是多种多样的，但通常涉及多个步骤和主动管理。在许多情况下，对于较小的金额，这些操作会过于昂贵（就交易费用而言），此外，它们还要求投资者保持警惕和知情。而Yearn机枪池通过利用大众的知识和集体行动，在所有参与者中按比例分摊网络费用来缓解这些问题。然而，协议的深度集成也引入了严重的依赖性。

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机遇与风险

在本节中，我们将分析DeFi生态系统的机遇和风险，这也为第4节的讨论奠定了基础。

3、1 机会

DeFi可以提高金融基础设施的效率、透明度和可访问性。此外，系统的可组合性允许任何人组合多个应用和协议，从而创建新的和令人兴奋的服务。我们将在以下小节中讨论这些方面。

效率：传统金融系统都是基于信任并依赖于中心化机构，而DeFi却用智能合约取代了其中的一些信任要求。合约可以承担托管方、托管代理人以及中央对手方清算所（CCP）的角色。例如，如果两方希望以代币形式交换数字资产，则无需获得CCP的担保。相反，这两个事务可以原子结算，这意味着要么两个传输都执行，要么两个传输都不执行。这大大降低了交易对手的信用风险，使金融交易更加有效。较低的信任要求可能会带来额外的好处，这可以减少监管压力，减少对第三方审计的需求。几乎金融基础设施的每个领域都可能获得类似的效率提升。

此外，代币转账比传统金融体系中的任何转账都要快得多。

使用Layer 2解决方案（如侧链或状态和支付通道网络）可以进一步提高传输速度和事务吞吐量。

透明度：DeFi应用是透明的，所有交易都是公开可见的，智能合约代码可以在链上进行分析。可观察性和确定性的执行，至少在理论上允许前所未有的透明度。

财务数据是公开的，研究人员和用户都可能会使用它们。在发生危机的情况下，历史（和当前）数据的可用性是对传统金融系统的极大改进，在传统金融系统中，许多信息分散在大量专有数据库中，或者根本不可用。这样，DeFi应用的透明性可以减少不良事件的发生，并帮助他们更快地了解它们的来源和出现时的潜在后果。

可访问性：默认情况下，任何人都可以使用DeFi协议，因此，DeFi可能会创造一个真正开放和可访问的金融体系。特别是，对基础设施的要求相对较低，由于缺乏身份，几乎不存在歧视的风险。

如果监管要求访问限制（例如，针对证券代币），则可以在代币合约中实现此类限制，而不会损害结算层的完整性和去中心化属性。

可组合性：DeFi协议经常被比作乐高积木，共享结算层允许这些协议和应用相互连接。例如，链上基金协议可以利用去中心化交易协议或通过借贷协议实现杠杆头寸。

任何两个或两个以上的DeFi协议部分可以整合、分叉，或重新创造一些全新的东西，以前创建的任何内容都可以由个人或其他智能合约使用。这种灵活性使得对开放金融工程的可能性不断扩大，并且兴趣空前。

3、2 风险

DeFi也有一定的风险，即智能合约执行风险、操作安全性以及对其他协议和外部数据的依赖性风险。我们将在以下小节中讨论这些方面。

智能合约执行风险：尽管智能合约的确定性和去中心化执行确实有其优势，但也存在出问题的风险。如果存在编码错误，这些错误可能会创建漏洞，使攻击者能够耗尽智能合约的资金、造成混乱或使协议无法使用。用户必须意识到，协议的安全性仅与它背后的智能合约一样。不幸的是，普通用户没有能力读取合约代码，更不用说评估其安全性。虽然审计、保险服务和形式化验证是解决这一问题的部分办法，但仍存在一定程度的不确定性。

合约执行中也存在类似的风险。大多数用户不了解他们作为交易的一部分被要求签名的数据有效负载，并且可能被泄露的前端误导。不幸的是，可用性和安全性之间似乎存在着固有的权衡。例如，一些去中心化的区块链应用通常会请求权限，代表用户转移无限数量的代币，以使未来的交易更加方便和高效。然而，这种许可会使用户的资金处于风险当中。

操作安全：许多def协议和应用使用了管理密钥，这些密钥允许预定义的个人组（通常是项目的核心团队）升级合约并执行紧急停机机制。虽然可以理解，一些项目希望实施这些预防措施，并保持一定的灵活性，但这些关键点的存在可能是一个潜在的问题。如果密钥持有者不安全地创建或存储密钥，恶意第三方可能会获得这些密钥并危害智能合约。另外，核心团队成员本身也可能是恶意的，或者会受到重大的金钱激励。

大多数项目都试图通过多重签名或时间锁（timelock）来降低这种风险，多重签名需要M-of-N个密钥来执行智能合约的任何管理功能，时间锁（timelock）则指定可（成功）确认交易的最早时间。

另一种选择是，一些项目依赖于投票机制，其中相应的治理代币授予其所有者对协议的未来进行投票的权利。然而，在许多情况下，大多数治理代币是由一小群人持有，有效地导致了与管理密钥类似的结果。一些项目试图通过奖励满足特定标准的早期采用者和用户来缓解投票权集中的问题，这些标准包括从简单的协议使用，到积极参与投票过程和第三方代币锁定（即流动性挖矿）。尽管这种分配方式被认为是相对“公平的”，但实际的分配往往仍然是高度集中的。

治理代币可能会导致不良后果：事实上，当这些权利被代币化时，权力的高度集中可能更成问题。在没有行权期的情况下，恶意的创始人可以通过将他们持有的全部代币在CFMM上砸盘来实现盈利，造成巨大的供应冲击，损害项目的信誉。此外，流动性挖矿可能会导致集中化蔓延，这可能会创建大型元协议，其代币持有者实质上控制着DeFi基础设施的相当一部分。

依赖关系风险：如第3.1节所述，DeFi生态系统的一些最有前途的功能，是其开放性和可组合性。这些功能允许各种智能合约和去中心化区块链应用程序相互交互，并基于现有合约的组合提供新服务。另一方面，这些交互会引入严重的依赖性。如果一个智能合约存在问题，则可能对整个DeFi生态系统中的多个应用产生广泛影响。此外，Dai稳定币的问题或严重的以太坊价格冲击，可能会在整个DeFi生态系统中引起连锁反应。

用一个例子来说明这个问题就很明显了。让我们假设一个人在MakerDAO合约中锁定ETH作为抵押品来发行Dai稳定币，让我们进一步假设Dai稳定币被锁定在一个compound借贷智能合约中，以发行计息衍生代币，称为cDai，cDai代币随后和一些ETH一起被转移到UniSwap ETH/cDai流动性池，允许个人提取代表流动性池份额的UNI-cDai代币。每增加一个智能合约，漏洞的潜在风险就会增加，如果序列中的任何合约发生了失败，则UNI-cDai代币就可能变得一文不值。这些一层套一层的代币，可以使项目纠缠在一起，从而使理论透明性与实际透明性不对应。

外部数据风险：值得一提的另一点是，许多智能合约都依赖于外部数据。每当智能合约无法依赖链上可用数据时，则数据就必须由外部数据源提供。这些所谓的预言机引入了依赖关系，在某些情况下，可能导致高度集中的合约执行。为了降低这种风险，许多项目依赖于去中心化的预言机网络和各种各样的数据提供方案。

非法活动风险：监管机构普遍担心的一个问题是，想要避免记录和监控的个人可能会使用加密资产。虽然DeFi固有的透明性对这个用例是一种威慑，但是网络的假名特性可能提供了一些隐私。然而，这未必是坏事，而且情况比乍一看似乎更复杂。一方面，假名特性可能被意图不实的行为者滥用。另一方面，隐私可能是一些合法金融应用的理想属性。相应地，监管者应该谨慎行事，努力找到合理的解决方案，让他们在必要时介入，而不至于扼杀创新。此外，人们必须意识到，监管去中心化的网络可能是不可行的。

尽管监管机构是否能够（或应该）监管去中心化的基础设施存在着疑问，但有两个领域是值得特别关注的，即法币进出口和去中心化领域。

法币进出口是与传统金融体系的接口。无论何时，人们想要将资产从银行账户转移到基于区块链的系统或其他方式，他们都必须通过金融服务提供商。这些金融服务提供者受到监管，可能需要对资金来源进行背景调查。

同样，区分合法的去中心化协议和只声称去中心化，但实际上由一个组织或少数个人控制的项目也是很重要的。前者可能提供令人兴奋的新可能性，并消除一些依赖性，而后者可能会引入两个世界中最糟糕的情况，即事实上依赖于有限监管的中心化运营商。请牢记这一点，监管机构应密切注意并仔细分析给定的DeFi协议是否确实是去中心化的，或者DeFi标签是否只是为了逃避监管。

可扩展性：区块链面临着去中心化、安全性和可扩展性之间的最终权衡。尽管以太坊区块链通常被认为是相对去中心化和安全的，但它很难跟上对区块空间的巨大需求。不断上涨的gas价格（交易费用）和较长的确认时间对DeFi生态系统产生了不利影响，并有利于能够进行大宗交易的富裕个人。

此问题的潜在解决方案包括基础层分片，以及各种Layer 2解决方案，例如状态通道、ZK (零知识) rollup和optimistic rollup。然而，在许多情况下，可扩展性的努力削弱了DeFi最突出的两个特性：可组合性和一般事务原子性。另一方面，将DeFi转移到一个更中心化的基础层，似乎也不是一个合理的方法，因为这将从本质上削弱其主要价值主张。因此，是否会有一个真正去中心化的区块链网络能够跟上需求，并为开放、透明和不可变的金融基础设施提供基础，还需我们拭目以待。

结论

DeFi提供了令人兴奋的机会，并有可能创造一个真正开放、透明和不可更改的金融基础设施。由于DeFi由许多高度互操作的协议和应用组成，因此每个人都可以验证所有交易和数据，以便用户和研究人员随时进行分析。

DeFi掀起了创新浪潮，一方面，开发人员正在使用智能合约和去中心化结算层来创建传统金融工具的无需信任的版本，另一方面，他们正在创造全新的金融工具，如果没有底层的公共区块链，就无法实现。原子互换、自主流动性池、去中心化稳定币以及闪电贷，只是展示这一生态系统巨大潜力的众多例子中的冰山一角。

尽管这项技术潜力巨大，但也存在一定的风险，智能合约可能存在允许意外使用的安全问题，可扩展性问题限制了用户数量。此外，“去中心化”一词在某些情况下具有欺骗性，许多协议和应用使用外部数据源和特殊的管理密钥来管理系统、执行智能合约升级，甚至执行紧急关停。虽然这不一定构成问题，但用户应该意识到，在许多情况下，DeFi仍然涉及到很多信任。然而，如果这些问题能够得到解决，DeFi可能会导致金融业的范式转变，并可能有助于建立一个更加健全、开放和透明的金融基础设施。