稳定币 - crvUSD
稳定币一直被投资者称为“CRYPTO圣杯”,特别是在DeFi Summer以后,链上流动性市场开始繁荣,稳定币这块战场成为了兵家必争之地。
在2020-2021,DeFi最活跃的这几年,去中心化稳定币,抵押稳定币,算法稳定币层出不穷,更有每条链都要发行一个稳定币的趋势。
在今年各大头部协议也开始依靠自身的市场资源,纷纷进入稳定币战场,比如Curve的crvUSD,Aave的GHO。
究其原因有以下几点:
稳定币是链上的价值尺度和支付手段,应用场景的刚需,不管是手续费还是铸币税,其带来的真实业务收入非常可观。
成为链上美联储,吸收大量TVL,控制巨额的流动性。
为协议本身的业务扩展提供最具便利性,成本最低的基础设施。
稳定机制
Curve Finance 的稳定币设计属于超额抵押型稳定币。这种稳定币是通过使用其他资产(如 ETH)作为抵押来铸造(或借用)的,基于特定的利率和抵押品的价值。这种类型最著名的协议是 MakerDAO 的 DAI。
在这种模型下,协议通常会设置一个最低保证金率,当用户的保证金率到达此阈值之后,清算者可以来清算掉用户的部分资产,以保证稳定币的稳定和协议健康。
上图中假设Bob作为稳定币用户,Lucy作为清算人的一种场景。当用户的仓位触及清算线时,通常系统会鼓励清算人的介入来偿还债务。
最终清算人获取利润,被清算的用户面临罚金,系统清除了债务。
这套机制里存在一个待优化的 清算问题。
上面这种类型的稳定币架构总是有一个清算机制。清算是指当抵押品的价值下跌到某个价格时,导致抵押品的价值不再支持借用的稳定币,此时,抵押品(部分或全部)将以有利的价格被拍卖,以填补借用稳定币的缺口。然而,这种清算模型存在几个问题:
当大额资产被清算时,许多抵押品将流入市场,导致市场波动。
在大多数情况下,清算者会出售被清算的抵押品以获利,导致抵押品的价格再次下跌,从而导致另一波清算,形成连环清算。
在某种特殊情况下,如果资产价格持续急速下跌,清算人没有充足动力入场,或者外部流动性不足以支持清算量,清算不能及时完成,协议将会面临坏账的风险。
清算过程不可逆,被清算的用户将遭受永久性损失。即使抵押品的价格反弹,已经被清算的抵押品也无法恢复。
鉴于这些问题,Curve 希望通过以下方式改进稳定币设计中的清算问题:
不依赖外部 DEX,因为 DEX 流动性是不可控的。
在清算发生时尽量减少用户的损失。
逐渐清算用户的抵押品,并在价格反弹时将其转换回来。
稳定币架构
核心功能区域
Controller 和 LLAMMA 主要负责与抵押品清算相关的工作 (蓝色框部分)。
Monetary Policy、PegKeeper 和 Stable Pool 主要负责将稳定币锚定到 1 美元相关的工作(绿色框部分)。
核心合约互动
稳定币用户通过与Controller合约互动来管理仓位,比如: - 创建仓位 create_loan - 添加抵押品 add_collateral - 移除抵押品 remove_collateral - borrow_more, repay, liquidate….
Controller合约控制用户资产与LLAMMA交互。
套利者通过套利交易与LLAMMA交互协助清算。
Monetary Policy获取当前利率,以调控利率。
抵押品与清算
1. LLAMMA
LLAMMA是crvUSD特有的借贷清算AMM算法,它的特点是在抵押品的价格低于特定价格时,池中的抵押品将逐渐变为 crvUSD。相反,当价格高于特定价格时,crvUSD 将逐渐变为抵押品。
通过LLAMMA完成清算,也被市场上称之为“软清算”,它相比较传统的抵押清算算法,最大的特点是当抵押品价格回归时,用户可以回收抵押品。
下图以 ETH 做为抵押品为例,对LLAMMA的工作原理进行解释。
P_Oracle(横轴):外部价格。
P_AMM(纵轴):内部价格。
蓝色线为一个斜率为 1 的直线,表示 P_Oracle 外部价格的变化。
红色线表示 P_AMM 内部价格的变化。
P_CU 和 P_CD 分别表示某个 band 范围内的上下限价格(内部价格)。
P_UP 和 P_DOWN 分别表示外部价格坐标中选定的两个参考边界价格(外部价格)。
价格变化:
当 ETH 价格高于 P_UP(黄色范围)时,该band范围内的所有资产将转换为 ETH。
当 ETH 价格低于 P_DOWN(绿色范围)时,该band范围内的所有资产将转换为 crvUSD。
当价格位于 P_UP 和 P_DOWN 之间(白色范围)时,资产将处于部分 ETH 和部分 crvUSD 的状态,ETH 和 crvUSD 的比例由价格变化决定。
套利清算:
那么crvUSD和抵押品 ETH 之间的转换是谁来完成的?
「套利者」
当外部价格 P_Oracle 变大时,P_CD、P_CU 和红色线的斜率高于蓝色1:1线,所以它代表内部价格会以更快的速度变大。同理当外部价格 P_Oracle 变小时,内部价格也会以更快的速度变小。
所以,在LLAMMA的设计中,即使不发生交易,LLAMMA 内部价格也会随着外部价格自动改变,且变化速度更快。
套利者从 LLAMMA 中买入 ETH 的行为其实就是在清算用户的资产,并为LLAMMA注入了crvUSD,而套利者的获利即为买入的价差。假设转换完成后LLAMMA得到的 crvUSD 大于用户的债务,那么协议将不会有坏账风险,并且整个过程不需要传统借贷协议中清算者角色的介入。
📖 下面用图示来详细展示这个过程:
当 P_AMM > P_Oracle 时,套利者将开始存入 ETH 并取出 crvUSD,P_AMM 线(红色)将开始向右移动,直到 P_AMM = P_Oracle 再次平衡。
当 P_AMM < P_Oracle 时,套利者将开始存入 crvUSD 并取出 ETH,P_AMM 线(红色)将开始向左移动,直到 P_AMM = P_Oracle 再次平衡。
2. Band
首先,LLAMMA 将抵押品价格范围划分为不同的价格段,称为band。当用户存入抵押品时,他们需要提供:
抵押品的数量
存储抵押品的band数量
要铸造多少crvUSD
抵押品将根据要存储的band数量被平均分成小块,并然后根据当前价格和铸造的 crvUSD 存储在由band组成的连续价格范围内。下图显示了在计算后将 10 ETH 存储在 5 个band中的分布情况,每个带状存储 2 ETH 的 5 个小块。
此外,应注意,每个band都有一个上限价格(P_UP)和下限价格(P_DOWN)。前一个band的上限价格也是下一个band的下限价格。
例如,上图中 band0 的上限价格(3000)也是 band−1 的下限价格(3000)。每个band的上下限价格代表该band的清算开始和结束价格。当价格达到上限价格时,存储在该band中的抵押品将开始被清算,直到价格达到下限价格,表示清算结束(意味着该band中的所有抵押品已转换为 crvUSD)。
对比传统的抵押清算模式
LLAMMA自带流动性,不依赖外部的流动性支持,缓解了因外部流动性不足而无法及时清算抵押品的情况。
减少了对清算者角色的依赖,缓解出现清算不及时的情况。
清算是连续性而非阶段性的,每次资产被卖出时比较贴近市场价格,缓解用户损失。
3. Oracle
LLAMMA对Oracle数据进行了EMA处理,以防止剧烈波动对协议造成不必要的损失。具体细节我们在 LLAMMA 中进行了讨论。
锚定机制
第一道防线:PegKeeper调整货币发行量
第二道防线:Monetary Policy调控利率
1. PegKeeper
PegKeeper 也叫做 stabilizer,是一组用来帮助 crvUSD 价格维持锚定的合约,其工作原理是通过铸造和销毁稳定币来调整稳定币的供应量,以此来影响市场价格。这些合约主要用来和 crvUSD 相关的池进行交互。
当 price >1 时,意味着 crvUSD 供给不足,PegKeeper 会在不需要抵押的情况下 mint 出 crvUSD 并添加到 Curve V1 池子中,以增加 crvUSD 的市场供给。
当 price<1 时,意味着 crvUSD 供给过剩,PegKeeper 会将之前添加的流动性从 Curve V1 池子中移除,以减少 crvUSD 的市场供给。
由于添加时 crvUSD 价格高,移除时 crvUSD 价格低,PegKeeper 在偿还债务后会剩余一些 LP token,这些 LP token 就是 PegKeeper 产生的利润。这些利润会在每次外部调用者调用 PegKeeper 合约时将产生利润的 1/1000 分给外部调用者作为 gas 补偿和激励,剩余的利润则会保留作为协议收益。
这个方法会存在一个问题,就是PegKeeper铸造crvUSD能力和销毁能力是完全不对等的。理论上PegKeeper拥有在无抵押的情况下无限铸造crvUSD的能力,但是在销毁crvUSD的时候,它只能回收的上限源于之前铸造了多少crvUSD的量。
也就是说,会出现一种情况,PegKeeper已经回收了全部额外铸造的crvUSD,但仍然无法使其锚定到1。
这种情况下,就需要第二个锚定措施 Monetary Policy。
2. Monetary Policy
一个动态调节借贷利率的组件,用来根据市场供需调节利率,进一步帮助稳定 crvUSD 的价格锚定,主要用于 crvUSD < 1 的情况。
如下图,当价格大于1时,借款利率极小。当价格小于1时,借款利率迅速上升。这将导致铸造 crvUSD 的借款人迅速偿还债务,否则他们的抵押品可能会被清算。
参考文献:
Introduction to the Principles and Architecture of Curve Stablecoin
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