文|王也编辑|郝方舟出品|Odaily星球日报
从销毁平台币到跟风IEO，过去几年，“长尾”交易所们一直在复刻头部交易所的展业路线。这两个月，风向变了。DeFi火热，DEX吸金，资本热钱纷纷押注去中心化交易所赛道，“三大”在内的CEX也纷纷投身DeFi，成立专项基金，寻找下一个爆火良机。从前“做下一个币安”的愿景已不太可能实现，“做超越Uniswap的DEX”则看上去更加可行。毕竟Uniswap自身也有许多备受诟病的问题，如果DeFi热潮持续，新的DEX崛起可期。7月27日，中心化衍生品交易平台FTX宣布推出基于Solana公链的DEX——Serum。8月4日，HakkaFinance发布去中心化稳定币闪兑工具BlackHoleSwap白皮书，BlackHoleSwap对标目前大火的去中心化稳定币兑换平台Curve。8月8日，DeFiLabs创始人代世超在2020以太坊技术及应用大会上宣布去中心化交易所DODO将上线ETH/USDC交易对。8月11日，链上聚合交易平台1inch推出自动做市商Mooniswap，支持用户以去中心化和非托管的方式在代币之间切换。头部跨链协议Cosmos也入局了，8月14日，IRISnet研究总监JeffreyHu在推特上表示，Cosmos即将推出类似Uniswap的平台Coinswap。其它在过去始终未能俘获大众的老牌DEX也纷纷发力。8月1日，BancorV2上线，新增了多项亮眼功能，其提供单个代币流动性的做法，显然也是在解决Uniswap的痛点。8月7日，去中心化交易所IDEX宣布完成250万美元的种子轮融资，由G1Ventures和BorderlessCapital领投，计划下个月发布2.0版本。上述例子都是积极的探索，也为币圈从业者开辟了新的业务方向。流动性挖矿的东风打破了DEX多年的流量困局，AMM通过存入代币在去中心化资金池的方式提高流动性。据TheBlock，DEX在7月的交易量超过40亿美元，创历史新高；同时，DEX与中心化交易所交易量的占比增加至近3.95％，而年初这个数字还是0.1%。从模式进化到数据表现，DEX前景逐渐明朗。但DEX仍处于混战时期，竞争格局不确定，各具特色的新玩家层出不穷，每家都有可能突围而出。本文中，Odaily星球日报将先普及一些关于DEX的入门知识，呈现DEX在撮合方式上的演变路径，最终讨论DEX未来的进化方向。从订单簿到AMM的范式革命
DEX按撮合方式可以分为订单簿、自动做市商和聚合器三种。本文我们主要介绍最常见的订单簿和AMM。在正式介绍之前，我们首先要了解什么是做市商(MarketMaker)。据MakerDAO中国区负责人潘超介绍，做市商不同于普通交易者，他们是风险中性的，一手持有股票，一手持有现金。在订单簿模式下，会同时布上买单和卖单，中间为价差。类似的，柜台模式的做市商会在客户询价时给出有利可图的报价。做市商是流动性的来源，高流动性市场需要做市商，同时也吸引规模化的做市商参与。下面我们分别看看订单簿下和AMM模式下做市商是如何工作的。订单簿币安、火币、OKEx等中心化交易所的撮合都基于订单薄模型。在订单簿中包含了买单和卖单列表，并列出了在每个价格点出价或要价的数量。在订单簿式交易所中，需要做市商通过挂单来提供流动性。如果订单簿交易所没有流动性，会出现想买买不到、想卖卖不出的情况，因此流动性是衡量一个交易所的重要指标，流动性越好，成交越便捷。在DEX中，订单簿又可分为链上订单簿和链下订单簿。链上订单簿链上订单簿模式，指所有的买卖挂单都存储在区块链上，订单簿中的订单会根据设定的买卖盘条件进行订单撮合和交易结算。早期的基于以太坊的去中心化交易所EtherDelta采用的这种模式，用户的充值、挂单、交易结算、提现等全部由智能合约来完成。由于没有订单自动撮合的机制，其上的每笔交易均需要在链上确认。其订单模式如下图所示：
Maker填写订单请求，并用私钥签名后提交到区块链上锁定，Taker从链上订单簿中选择希望交易的订单，并发起一笔交易，然后由智能合约对Maker和Taker的交易需求进行匹配，交易成功后在链上进行结算。链上订单模式的优点是直接通过钱包交易，透明度和安全性较高，但其交易流程都在链上，交易速度较慢，确认时间较长，影响用户体验。同时订单交易深度较差，并且交易费用较高，也可能因为链上的一些拥堵、Gas等原因导致交易失败等情形的发生。链下订单簿与链上订单簿相比，链下订单簿模式最大的特点是：链下订单撮合+链上结算。0x、IDEX1.0等属于此种模式。0x是一个可以在以太坊区块链上进行ERC20代币对等交易的开放式协议。该协议在技术上引入了Relayer的概念。Relayer负责在链下收集用户订单、初步撮合后提交到链上进行结算。0x的订单流程如下图：
由Relayer对外提供订单簿服务，主持和维护一个链下订单。Maker和Relayer以无需信任的方式谈判交易费用、订单，然后由Relayer将订单提交给订单簿，Taker对选中的订单进行填充，并广播至以太坊区块链上，由智能合约完成最后的清算流程。以0x为代表的“链下订单Relayer匹配+链上结算”的混合设计模式，将状态通道的效率与即时结算的链上订单相结合，大大降低了市场交易双方的摩擦成本，结算速度加快，消耗费用降低。今年7月正式上线的Augur2.0版本的预测市场也采用了由0x协议支持的链下订单簿，然而用户对Augur新版本的反响似乎并不热烈。基于Relayer的订单薄技术可以是中心化的也可以是非中心化的，在一定程度上牺牲了部分去中心化特性，但与中心化的交易所相比，用户体验、交易速度上仍偏弱。总得来说，订单簿模式下的DEX寄生于CEX的流动性：无法共享流动性，并且重运营，获取流量成本较高。AMM模式下：套利商赚差价，做市商分红今年6月，去中心化借贷平台Compound创新的流动性挖矿模式让AMM得以大火，目前市面上比较火热的DEX几乎都是用的AMM。AMM交易所不需要提供订单簿来展示买卖双方想要成交的价格，而是将流动性汇集到一起，并根据某种特定数学算法实现做市。以Uniswap为例，其定价曲线数为经典的X*Y=K，恒定常数乘积。X是新币的数量，Y是ETH数量，K是常数。新币的发型方以一定的比例创建交易池，同时也确定了新币的上币价格，即X与Y的比例。由于X与Y是构成恒定乘积的关系，X和Y是此消彼长的关系，有人在该合约中购买新币X，那Y的数量就会增加。
下面我们来举个例子让大家理解x和y此消彼长的关系。投资者小明想为Uniswap中的ETH/DAI交易对提供流动性，假设1ETH=400DAI，Uniswap的公式就是1*400=400。如果小明想要购买价值50DAI的ETH，在ETH/DAI池子里面注入50DAI的流入量，同时减少ETH，那么为了保证乘积还是常数400，池子里面还留下的ETH的数量=400/=0.89，最后小明能拿到的ETH数量=1-0.89=0.11。通过小明为Uniswap中ETH/DAI交易对提供流动性的例子，我们可以看到为了维持X*Y的乘积固定，随着注入的DAI的不断增多，池子中剩余的ETH减少。DODOCMO代世超向Odaily星球日报表示，X*Y=K定价机制决定了买入哪一边的数量多，与之相应的币种价格就会上升。所以，在这个池子中，只要有人买入新币X，就会推动它的价格一直上涨。如果小明想要再买50DAI的ETH，他又需要继续向池子中注入50DAI的流入量。注意，此时ETH/DAI池子里剩下0.89ETH和450DAI，小明再次向池子中注入50DAI之后，为了保证K值维持在400，这时候池子里还留下的ETH数量=400/=0.8，这次小明能拿到的ETH数量=0.89-0.8=0.09。我们可以清晰地看到，同样是购买50DAI的ETH，小明第二次拿到的ETH明显变少了，也就是说DAI的单价变贵了，这就是用函数来定价的一个特点：X被买走的越多，X越贵；X被卖的越多，X越便宜。这样的滑点也会引来套利者的注意。小明第二次以0.09ETH的价格卖出了50DAI，按照X*Y=K的关系，如果这时候套利者买入50DAI，就只需要花费0.09ETH，这就与第一次买入50DAI的价格形成了价差。潘超将Uniswap比作一个特殊的自动售卖机，只要有人买走商品，该商品的价格就会提高，且取的越多，价格飙升越快，直到做市商和套利商补货。在订单簿模式下，做市商赚交易费和价格差这两个部分的钱；在AMM中，做市商，或者说流动性提供者只赚交易费这一个部分的钱，而套利者则赚价格差这一部分的钱，即AMM模式下套利商赚差价，做市商分红。因此，DEX采用AMM模式，是DeFi从0到1的创新，降低了普通用户成为做市商的门槛，开辟了“人人皆可做市”的时代。AMM模式的缺陷在哪里？
相较于传统订单簿模式，AMM具有自动化、低成本和高效的优势，但在定价权、无常损失、滑点等方面存在一定的问题。无法独立定价根据欧科云链研究院的分析，AMM因缺少价格发现功能而无法对新币进行独立定价。做市商的收益主要来源于买卖差价，在对市场进行做市时，以收益最大化为目标。这要求做市商必须充分利用市场信息，提出报价。与此同时，投资者根据做市商的报价做出投资决策，并将自己的交易信息及时反馈给做市商，随后做市商再根据手上的资产头寸和价格差异调整报价。因此，在做市商与投资者的共同推动下，市场可以发现真实的交易价格。然而，AMM模式下并没有价格发现的功能。比如在某一资产的交易上，用户A挂出的是5美元/手的买单，用户B挂出的是10美元/手的买单，在竞价制度或做市商制度下，B会先实现交易，但Uniswap平台无法保证B先成交。因为AMM的价格是靠流动性驱动的，交易价格由储备池的资产情况决定，而非订单价格决定，即AMM只能产生交易价格，却不能发现市场价格。为此，AMM不得不引入套利者这一重要角色：一旦AMM平台上的价格与市场公允价格不同，就会出现套利空间，并将价格拉回正轨。欧科云链研究院认为金融市场交易制度的核心是发现价格功能，AMM这种无法发现价格的交易制度注定无法成为主流。代世超也认为，AMM模式下，新币的发行价格过度受制于项目方自己。“在新发行的场景下，不同于已有的加密资产交易，其分散度是很低的，新币的筹码都集中在项目发行方的手中。这就导致DEX的流动性池子几乎只能由项目方自身注入，缺乏普遍参与的流动性提供者。同时，多市场套利的机制可能就失效了，项目方向流动性池子中注入代币的数量和时机都会直接影响价格。”代世超告诉Odaily星球日报。首先来说注入的数量问题，由于DEX定价曲线的特征，注入代币的数量越多，其交易滑点越低，也就是说买入单位新币的价格变化就越小，所以，代币池的总量和比例直接决定了价格。所以，当注入池子中的币很少的时候，往往要注意。同时，由于Uniswap的定价曲线理论上希望提供无限的流动性，那么当某个币在池子中被买的只剩很少的时候，其边际价格会变动非常的大。其次是注入时机的问题。如果要多次注入，那么每一次注入代币对整体价格影响都是非常大的。无常损失：挖款收益没有跑赢持币收益无常损失是AMM池当前对于流动性提供商最不利的地方，也是DEX发展的最大阻力之一。首先我们要明白什么是无常损失：相较于只是简单地持有代币，向AMM提供流动性的用户可能会看到其质押的代币在损失价值，这种风险被称为“无常损失”。简单来说，假设你为ETH/DAI代币池提供流动性，但如果ETH涨得很快，为了维持K乘积的固定值，那么你持有的DAI就会变多，ETH的数量变少，你手中原本低价买入的ETH被套利者用DAI悄悄换走了，那么你为代币池提供流动性获得的收益，可能还不如直接持有ETH带来的收益。我们曾在一次流动性挖矿中切身体会到无常损失，因为质押的代币价格在流动性挖矿期间翻了三倍，导致挖矿收益没有跑赢持币收益，最后我们索性退出质押挖矿，直接持有代币。从本质上来说，无常损失实际上来源于套利行为。AMM的交易价格与市场公允价格是脱轨的，为此需要套利者进来购买被低估的资产或卖出高估的资产，直到AMM提供的价格跟外部市场匹配。因此，套利者的利润实际上来自于流动性提供者。如果无常损失超过了流动性收益，那么流动性提供者将不再提供流动性。因此无常损失的大小是决定AMM类DEX能否正常运营的关键。下图展示了代币价格变化和无常损失之间的关系：
图片来源于：机械钟以三个点为例子：黄线与蓝线的交叉点是当外部价格没有发生变化时，无常损失为零；绿线与蓝线的交叉点分别是当价格跌了50%后，以及价格涨了100%后，无常损失都为-5.7%，不难发现无常损失与价格变化的幅度有关，与代币涨跌方向无关。滑点太高，AMM类DEX只适用于日常小额兑换经常有用户抱怨在Uniswap中的交易滑点太高，不划算。确实如此，除了少数流动性池的流动性比较可观之外，多数代币的流动性池并不适合较大额度的交易。滑点过高的问题也是阻碍机构投资者和新用户进入AMM类DEX的一大原因。在文章第一部分我们已经举例解释了滑点出现的背后逻辑，滑点是DEX用函数来定价的一大缺点，也引来了套利者的进场，而套利行为又带来了无常损失的出现。有趣的是，滑点和无常损失间存在一些互斥关系，减少滑点追逐的是一种价格的稳定，减少无常损失追逐的是一种价格的变化，优化一边可能会损失另一边。所以从某种程度上来说，对于AMM类DEX来说，无常损失和滑点也可以看作自动做市商身体的一部分，只能调整和改善节奏，而不可强行驱逐。“无滑点”和“消除无常损失”的说法至少在目前看来都是不可信的，因为滑点的降低和无常损失的减少必然都是以对方的增加为代价的。谁会成为下一个Uniswap？
虽然滑点和无常损失是不可消除的，但是可以在可控范围内提前调控。前文我们提到了滑点与DEX选择的定价函数有关，以Uniswap为代表的AMM为例，从模型上看，由于其采用恒定乘积模型，导致其滑点过高。那么什么样的模型可以降低滑点呢？——恒定总和模型。还是以小明为ETH/DAI池子中注入流动性为例，假设池子里最初有50ETH和50DAI，那么K就恒定在100，小第一次拿5ETH可以换得5DAI，第二次依旧可以用5ETH换得5DAI，K始终维持在100。但是该函数有一个致命的缺点，就是很容易耗尽储备池的资产。假如在这个市场外1ETH买不到1DAI，，就会有另一种套利者来该市场买走所有的DAI，让交易池里只剩下100ETH。因此，一种理想的方式是构建一种混合函数，如果两种资产的价格相对稳定，就可以降低函数中的滑点值；当储备池中的资产流动性不足时，则迅速提高价格，实现理论上的无线流动性。Curve就为此构建了一个复杂的函数，恒定函数模型StableSwap：
x是每种资产的储备量，n是资产的种类，D是一个不变量，代表储备中的价值，A是“放大系数”，即一个可调的常数，提供一种类似杠杆的作用，影响资产价格的范围，并影响流动性提供者的利润空间。当投资组合比较均衡时，这个函数作为一个恒定总和函数而发挥作用，当投资组合变得更不均衡时，它转换为一个恒定乘积函数，由此实现了滑点与流动性的兼顾。BancorV2通过使用预言机引入外部世界的价格，从而降低交易池与外部世界价格不一致的风险，减少无常损失。BancorV2采用预言机喂价，来调整代币两边的权重，也就是X代币数量*X价格不必等于Y代币数量*Y价格，把套利机会用预言机给磨平了。而对于如何降低滑点，BancorV2则是通过放大流动性来降低滑点，此举BancorV2借鉴了Curve，引入stablecurve机制。BancorV2的曲线介于Curve和Uniswap之间，代数公式上介于X*Y=K和X+Y=K之间。利用更平滑的曲线，去减少滑点。简单理解就是比Uniswap同样流动性下放大了20倍。
拥有100,000美元储备的AMM将在10,000美元交易中产生10％的滑点。但是，如果引入BancorV，流动性就被放大20倍，则同一笔交易的滑点将减少到1％。除了这些老牌DEX在降低滑点和减少无常风险上不断摸索，新兴的DEX也提出了一些解决方案。比如对标Curve的稳定币兑换平台BlackHoleSwap。虽然Curve的混合函数模型在?部分情况下提供很好的稳定币交易深度，但是?旦单边的储备接近耗尽时，仍会出现巨大的滑点。对此，BlackHoleSwap设计了一个新系统，允许系统拥有负数的存货，通过整合借贷协议的方式，抵押量多的币，借出不足的币，可以处理远超过储备的成交量。BlackHoleSwap将储备货币存入借贷平台，当交易对中其中种货币的存货耗尽，而市场仍有需求时，BlackHoleSwap会以另?种货币做为抵押，从借贷平台中借出需求货币以完成交易。因此，BlackHoleSwap不会受限于的存货量，可以在保持低滑价的同时无须担心存货耗尽。1inch.Exchange推出的Mooniswap是具有虚拟余额的自动做市商，流动性提供商能够获取套利者原本可以获取的利润。借助Mooniswap，1inch计划通过引入5分钟延迟来降低套利者的利润率，从而降低流动性提供商的短期损失。通过延迟价格更新，做市商将为套利者创造一个高度竞争的环境，迫使他们以利润较低的价格进行交易，这反过来将增加流动性提供者的价值。1inch预计Mooniswap为流动性提供商带来的收入将比UniswapV2高出50-200%。还有文章开篇我们提到的基于主动做市商算法的去中心化交易所DODO。DODO借鉴了BancorV2，通过Oracle引入市场中间价，将大部分资金聚集在市场中间价附近。DODO可以在资金池规模与Uniswap类似的情况下，流动性超过Uniswap十倍》李画：《以逻辑为工具轻松看懂DeFi：DEX篇》蓝狐笔记：《为什么自动做市商可能会亏钱？》林明：《BancorV2技术深度讲解—林明FirstPool》
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