去中心化交易所的自動化做市商（下文簡稱amm）是defi領域最具影響力的創新之一。在這種模式下，各種型別的通證資產都可以在鏈上公開進行交易。
amm從根本上改變了加密貨幣的交易方式。交易雙方無須採用傳統的買賣訂單簿模式，而是可以先由鏈上資金池墊付資金。鏈上資金池可以讓使用者以完全去中心化的方式繞開中間方直接在鏈上交易通證。資金提供方基於他們對資金池的貢獻比例賺取交易費。
本文將探討amm背後的運作機制、存在的問題以及解決這些關鍵問題的方案。以下是本文中提煉的重點：
· amm的型別包括恆定總和做市商（csmm）、恆定平均值做市商（cmmm）以及更高階的混合常數函式做市商（cfmm）。
· amm必須解決的問題是暫時性虧損、強制性多幣種持倉以及資金效率低下。
· bancor、uniswap以及curve等專案在這個領域取得了創新進展，提升了資金效率、降低了波動風險並創新了資金配置模式，因此可為amm吸引到更大規模的資金提供方。
· bancor整合chainlink預言機，有望在即將釋出的v2版本中率先解決由於通證波動導致的暫時性虧損問題。
我們希望對該領域進行全面的梳理和分析，以便defi使用者能更好地理解amm所面臨的挑戰和取得的創新，並使去中心化的資金能夠得到充分利用，成為defi和傳統金融行業發展的奠基石。
自動化做市商（amm）背景介紹
做市商的工作是作為交易所買方或賣方的交易對手方，以維持交易所的流動性。做市商透過自己的賬戶買賣資產，其目的是盈利。他們在交易所進行交易，為其他交易者創造了流動性，並降低了大單交易的交易滑點。
自動化做市商（amm）則在defi等虛擬市場中使用“money robots”演算法模仿傳統做市商的交易行為。雖然目前存在許多不同模式的去中心化交易所，但是採用amm模式的去中心化交易所一直都保持著最高的流動性和日平均交易量。
恆定函式做市商（cfmm）是最常見的一類amm，通常在去中心化的數字資產交易所中應用。這類amm交易所採用恆定函式，即交易對的資產儲備總和必須保持不變。在非託管amm模式下，資金都放在一份智慧合約中，任何交易者都可以與其進行通證交易。因此，使用者實際上是在與這份智慧合約進行交易，而不是像訂單簿模式的交易所那樣與對手方直接交易。
自從2017年以來主要出現了三種恆定函式做市商模式。
第一種是乘積常數做市商（下文簡稱cpmm），這種模式在bancor和uniswap等首批amm去中心化交易所中很常見。cpmm的函式是x*y=k，該函式根據通證流動性確定交易對中兩種通證的價格。當通證x的供應量上升時，通證y的供應量肯定會下降，反之亦然，這樣才能維持乘積常數k不變。該函式圖是雙曲線，流動性永遠可以得到保障，但隨著價格不斷升高，兩端會接近無窮大。
乘積常數做市商函式圖；資料來源：dmitriy berenzon
第二種是恆定總和做市商（下文簡稱csmm），這種模式可以完美規避交易滑點，但無法提供無限的流動性。csmm的函式是x+y=k，在座標軸上是一條直線。然而，如果某一交易對中兩種通證的鏈下參考價格不是1:1的話，那麼套利交易者就會將其中一種通證的儲備榨乾。這種情況下，資金池的一邊會被榨乾，而流動性提供方將不得不自行承擔損失，並停止向交易者提供資金。因此，csmm應用範圍並不廣泛。
恆定總和做市商函式圖；資料來源：dmitriy berenzon
第三種是恆定平均值做市商（cmmm），這種模式下的amm可以交易兩種以上的通證，而且權重可以超出標準的50/50分配範圍。另外，每種儲備的加權幾何平均數是常數。假設資金池中有三種資產，那麼公式為：(x*y*z)^(?)=k。這種模式可以允許資金池中同時存在不同種類和比例的資產，並且資產之間可以互相兌換。
隨著amm模式不斷髮展，出現了一種更加高階的混合cfmm模式，該模式綜合了多個函式和引數，以實現具體目的，比如為流動性提供方調整風險水平，或為交易者減少交易滑點。
舉個例子，curve的amm綜合了cpmm和csmm模式，提高了流動性，並在一定程度上降低了交易滑點。該函式在座標軸上是雙曲線（下圖藍色的線），向多數交易返回線性的匯率，只有大額交易才會返回指數價格。
curve白皮書
接下來我們將重點討論amm的不同模式，旨在解決amm目前面臨的關鍵挑戰。雖然defi領域的第一代amm資金池在過去兩年中經歷了大幅增長，但仍存在一些問題阻礙著amm模式的廣泛應用，其中包括暫時性虧損、資金效率底下以及多幣種持倉。
阻礙amm模式進一步發展的內在問題
暫時性虧損
向amm資金池提供資金的使用者通常會面臨一個最大且最常見的未知風險，那就是暫時性虧損。在同一段時間內，使用者存放在amm中的通證和存放在錢包裡的通證價值可能會出現偏差。如果存放在amm中的通證的市場價格出現任何偏差，那麼就會造成暫時性虧損。由於amm不會自動調整匯率，套利交易者可以低價買入資產或高價賣出資產，直到amm的價格與外部市場價格一致為止。而套利交易者的盈利往往建立在流動性提供方虧損的基礎上。
上圖顯示了amm的交易對與市場價格不一致時會如何造成暫時性虧損
上述例子中，其他交易所的交易行為導致了以太幣市場價格出現變動，因此導致了amm出現暫時性虧損。amm應對外部價格變動的方式是重新調整資金池的匯率，與外部市場的匯率保持同步。在重新平衡以太幣對bnt匯率的過程中，amm資金池的儲備金總額出現了小幅下降。
這種情況被稱為“暫時性”虧損，原因是amm中通證的相對價格一旦回到原有水平，虧損就會消失，而流動性提供方收取的交易費用將算作利潤。然而，這種情況非常罕見，也就是說多數情況下，流動性提供商都會承擔永久性虧損（即虧損額度超過收取的交易費）。下圖顯示了eth-dai amm資金池的流動性提供方承擔的暫時性虧損，該虧損未計算交易費用。
以太幣價格變動導致的暫時性虧損，起點是1eth=100美元
多幣種持倉
amm通常會要求流動性提供方持有兩種不同的通證資產，向交易雙方提供同等水平的流動性。因此，流動性提供方無法長期持有一種通證資產，而是需要分散持倉。如果一個團隊大量持有某一種通證資產，或者個人投資者希望為資金池提供流動性，那麼他們將不得不再買入另一種通證資產，這樣一來就會稀釋他們對資金池基礎通證的持倉量。
資金效率低下
amm要求大單必須保持與訂單簿交易所同樣的交易滑點，因此而備受批評。這是因為amm大部分資金只有在價格曲線開始呈指數關係時才能使用。因此，由於交易滑點過大，理性投資者永遠都沒機會觸碰到amm中的大部分資金。
amm的流動性提供方無法控制交易者拿到什麼價格點，因此有人把amm叫做“惰性資金”，這些資金的利用率非常低而且分配也很不合理。相比之下，訂單簿交易所的做市商可以精準控制他們買賣的價格點。因此它們的資金效率可以維持在很高的水平，但是這個模式不僅需要有積極參與而且還要對資金分配進行監督。
完善amm功能的最新解決方案
許多專案正在創新amm設計模式，以解決第一代amm存在的諸多問題。
提高資金利用率，降低滑點
正如前文所述，混合型cfmm建立了幾乎是線性的匯率，只有資金池快要接近極限時才會出現雙曲線，因此可以將價格滑點維持在極低的水平。流動性提供方雖然每筆交易的交易費降低了，但交易費總額卻升高了，其中原因就是資金效率提高了。而資金池重新平衡時套利交易者仍可以從中獲利。
在這個模式下，匯率相對穩定在1:1的通證，價格滑點非常小。也就是說這個模式主要是針對穩定幣設計的，不過最近也釋出了renbtc和wbtc等穩定匯率的通證。
bancor v2會以同樣的方式將這種低滑點模式擴充套件至波動性較大的資產，動態更新資金池的儲備權重，將匯率維持在1:1的水平。同一價格區域內的流動性可以得到提升，同時也能讓套利交易者有足夠的激勵去重新平衡資金池。
bancor v2流動性提升
降低暫時性虧損
bancor希望能在即將釋出的v2版本中率先解決通證資產波動造成的暫時性虧損問題。bancor v2將採用固定匯率資金儲備模式降低暫時性虧損，該模式維持amm儲備資金相對價值不變。最近，bancor專門針對匯率固定在1:1的映象資產交易對採用了這個方案。然而，bancor v2將整合chainlink預言機，將這個模式擴充套件至可變匯率資產。這個方案將降低流動性提供方的風險，因此可以在amm中使用非穩定幣資產，並實現重大突破。
接入chainlink預言機後，即使在外部市場價格變動導致通證價格出現偏差時，bancor v2的資金池也能維持準確的匯率。這種模式下無須套利交易者來調整匯率，預言機可以提供價格更新，調整amm的權重，讓內部匯率與外部市場價格保持同步。這樣做的好處是套利交易者不會導致流動性提供方承受損失。
bancor v2的市場價格變動圖示，以及如何利用chainlink預言機消除暫時性虧損
相反，套利交易者只需要平衡amm資金池中的通證分配即可。bancor v2本質上鼓勵資金池重新回到平衡狀態，因為流動性提供方所提供的資金儲備在資金池中的權重越小則投資回報率越高，因此權重自然會重新回到50/50。總的來說，使用者和通證團隊都會對他們在資金池的回報率更有信心，並相信這些資產不會相較市場價格貶值。
多幣種持倉
uniswap v2允許任何erc20通證與其他erc20通證放在同一資金池中，並取消了對流動性提供方持有以太幣的要求。這樣一來，流動性提供方就可以更加靈活地持有多元化的erc20通證組合，並搭配出更加豐富的資產交易對，充分實現流動性。
bancor v2在此基礎上又更進了一步，允許流動性提供方只持有一種通證資產，取消了兩邊持倉的要求。使用者透過chainlink預言機緊盯資金儲備，可以在amm中任意持有通證資產，比如100%持有任意一種erc20通證資產、100%持有bnt抑或兩種資產各持有任意比例。這個模式可以讓投資者完全按照自身意願配置資產，而且還可以降低暫時性虧損。因此可以吸引到希望向amm提供資金但又不願意承擔高風險或買入其他通證資產的通證團隊和投資基金。
amm的未來創新趨勢
從bancor到uniswap再到curve，許多團隊都在創新amm技術，致力於為所有數字資產提供實時的流動性。amm不僅能像傳統做市商一樣提高市場流動性，還具有安全可靠、沒有地域限制和無須託管的特性。
雖然amm領域已經實現了迅猛增長，但必須解決資金效率底下、多幣種持倉和暫時性虧損問題，才能建立所需的基礎架構，吸引來自傳統行業的大規模流動性提供方。一旦資金的定製化水平和利用率得到提升，並且下行風險有效得到控制，defi領域的資金規模一定會出現爆發性增長。我們很榮幸能夠與bancor共同解決amm領域最棘手的問題，並期待在未來繼續推動創新。
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