· Bancor子模式。這種子模式可以基於部分資產儲備發行Token憑證,Token憑證與資產之間的兌換比率根據Bancor演算法調整(圖1)。比如,EOS RAM屬於這種子模式。需要看到的是,100%資產儲備可以視為Bancor演算法的一個特例。
第二,Token憑證代表未來現金流。比如,MakerDAO中的MKR屬於這種模式。一方面,全體MKR持有者透過穩定費渠道有正的現金流收入。在Dai贖回時,發行人將Dai和用MKR支付的穩定費傳送到抵押債倉智慧合約。另一方面,如果MakerDAO系統出現虧損,MKR會被增發,透過稀釋全體MKR持有者來吸收虧損。3月19日,MakerDAO首次啟動MKR拍賣,透過新發行MKR以回購市場上的Dai,償還MakerDAO在3月12日市場大跌中遭受的損失。
4. 債權合約與權益合約的組合
DeFi作為去中心化協議,本質上都是債權合約和權益合約的組合。接下來重點以MakerDAO和Compound為例說明。
(一)MakerDAO
MakerDAO核心目標是讓不同債權合約的Dai相互等價,是兩類合約的組合:一是抵押債倉層面的債權合約Dai;二是系統層面的權益合約MKR。
MakerDAO中的抵押債倉可以視為一個SPV(特殊目的實體),由Dai的發行人(理論上可以是任何人)基於抵押資產(此處以ETH為例說明),並按照MakerDAO的規則設立(圖2)。Dai的發行和贖回過程是:
· 發行人創設抵押債倉智慧合約(開設SPV)。
· 發行人將抵押資產傳送到一個特殊的智慧合約(SPV資產方),並且所有發行人的ETH抵押資產被混合存放。
· 發行人從抵押債倉智慧合約處獲得Dai(SPV負債方)。
· Dai贖回時,發行人將Dai和用MKR支付的穩定費傳送到抵押債倉智慧合約,解鎖抵押資產,同時退回的Dai退出流通。
Dai是抵押債倉層面的債權合約。所有抵押債倉適用統一的超額抵押率要求。如果抵押品市值下跌,發行人需要補充抵押品或退回部分Dai,以維護抵押率。如果抵押率低於清算率,就會觸發抵押債倉清算,類似於股權質押融資中的平倉機制。
如果抵押品處置不足以覆蓋債務缺口,那麼MKR將增發並透過拍賣以獲得Dai,相當於由MKR持有者作為最後的損失承擔者。因此,MKR可以視為MakerDAO層面的權益合約。以上措施保證了不同抵押債倉的Dai相互等價。
(二)Compound
Compound 作為一個去中心化借貸專案,是兩類債權合約的組合,分別在存幣者與 Compound 智慧合約之間,以及借幣者與Compound 智慧合約之間。對 Compound 的分析,有助於理解如下問題:第一,如何對 DeFi 專案進行資產負債表分析;第二,Token存貸利率如何形成;第三,去中心化借貸與商業銀行存貸業務有哪些本質差異。
在Compound中,存幣者可以將自己擁有的Token轉入Compound 智慧合約(存幣),並在未來時刻將存的Token從Compound 智慧合約轉回自己的地址(取幣)。借幣者可以將存入的Token作為抵押品從 Compound 借幣。借幣者借到的 Token 可以與自己存入的 Token 在數量和型別上不一致,但要滿足超額抵押率要求。如果借幣者的抵押品不夠,Compound 協議會強制清算抵押品。
對存幣者、借幣者以及 Compound 智慧合約,Compound 協議定義了四個會計科目:一是Cash,指地址中的Token數量;二是Borrow,指借幣者向 Compound 借幣的數量;三是Supply,指存幣者向 Compound 智慧合約存幣的數量;四是Equity,代表所有者權益。對任一Token,以及任一地址(不管是存幣者,借幣者,還是 Compound 智慧合約),會計恆等式都成立:
Cash+Borrow=Supply+Equity
圖3顯示了Compound中不同活動對有關地址的資產負債表的影響。資產負債表的四個科目中,只有Cash對應地址中Token數量,其餘都是會計概念,因此從Cash科目的增減可以看出Token的流動過程。
對任一Token,Compound協議設定的存幣和借幣利率如下:
U=Borrow/(Cash+Borrow)
BorrowingInterstRate=10%+U*30%
SupplyInterestRate=BorrowingInterestRate*U*(1-S)
U反映了借幣需求高低。借幣需求越高,存幣和借幣利率都會上升。Compound將借幣利率設定在始終高於存幣利率的水平,這樣能保障Compound協議的利差收入。Compound的設計非常精巧,對存幣和借幣利率的設定符合經濟學邏輯,但在具體公式設定上則有一定的隨意性(ad hoc)。
比較Compound去中心化借貸與商業銀行存貸業務,對理解DeFi很有意義。
第一,商業銀行的一個核心功能是,評估貸款申請者的信用狀況,決定是否放貸以及貸款金額和利率,並搭配使用不同策略來管理信用風險。而在去中心化借貸中,信用風險透過超額抵押來管理,不存在信用評估,也不存在利率的風險定價機制。
第二,商業銀行對個人和企業放貸時,資產方增加一筆貸款,負債方同時增加一筆存款。因此,商業銀行放貸伴隨著貨幣創造。而借幣時,Token從智慧合約轉到借幣者的地址,Token總量不變。換言之,基於Token的存貸活動不會有貨幣創造。需要看到的是,MakerDAO透過抵押債倉創造出穩定幣Dai,是另一種意義上的貨幣創造。
第三,商業銀行有期限轉化功能,體現為貸款期限比存款期限長(“借短貸長”),並因資產與負債之間的期限錯配而承擔流動性風險。為此,商業銀行要受流動性監管,中央銀行會為商業銀行提供最後貸款人支援。如果去中心化借貸協議對存幣和借幣都是靈活期限,會因期限錯配而承擔流動性風險。
比如,如果借幣期限明顯超過存幣期限,就可能出現去中心化借貸協議的智慧合約中的Token不足以應對取幣需求的情況。
對去中心化借貸中的期限錯配問題,有兩個解決思路。一是走向點對點借貸模式,讓存幣和借幣期限匹配,比如早期的ETHLend。但這會限制借貸活動規模,存幣者和借幣者的匹配成本高。二是透過演算法來動態管理存幣和借幣的期限。受資產和負債兩邊流動性衝擊的影響,去中心化借貸中期限錯配有很多難以透過量化模型預測的因素,很難透過演算法來管理。有些去中心化借貸協議透過設定利率曲線的水平和走勢等來影響存幣者和借幣者的經濟激勵,以控制期限錯配問題,但效果還是有待觀察。
5. DeFi中的套利機制
DeFi參與者追求自身利益最大化,不會放過套利機會。DeFi會透過套利機制,有意引導參與者的行為。套利機制對理解DeFi中的資金流動和定價機制也非常重要。接下來舉幾個套利機制的例子。
(一)基於單一資產儲備發行Token憑證
套利機制會使Token憑證的價格與資產價值掛鉤。如果Token憑證的價格高於資產價值,套利者會用資產生成新的Token憑證,以賺取差價(Token憑證的價格-資產價值)。在這個過程中,Token憑證供給增加,Token憑證的價格下跌。
反之,如果Token憑證的價格低於資產價值,套利者會贖回Token憑證並獲得資產,以賺取差價(資產價值-Token憑證的價格)。在這個過程中,Token憑證供給減少,Token憑證的價格下跌。這是以Libra為代表的基於100%法幣儲備的穩定幣的價格穩定機制。
(二)MakerDAO的抵押品清算機制
如果MakerDAO抵押債倉的抵押率低於清算率,就會觸發抵押品清算。根據 MakerDAO 的系統設定,參與拍賣的清算人持續叫價,起拍價為 0 Dai,最終獲勝者至少可以獲得 3% 的折扣,為清算人提供了套利機會,以吸引清算人參與拍賣。
這個抵押品清算機制存在缺陷。起拍價為 0 Dai隱含假設了,有足夠數量的清算人參與拍賣。在3月12日的密碼貨幣(注:原文為加密貨幣)市場大跌中,以太坊鏈上交易擁堵,Gas費急劇上升,普通清算人沒有動力參與抵押品拍賣,而清算機器人因為沒有及時調整Gas上限 , 競拍交易遲遲不被確認。最終出現了按0 Dai價格成交的情況,MakerDAO系統損失400萬美元。
(三)Uniswap作為預言機的功能
Uniswap在智慧合約中放入兩種一定數量的Token(“流動性池”),基於自動做市商演算法自動計算兩種Token之間的交易價格。如果不考慮手續費,不管使用者怎麼與智慧合約交易,都得保證恆定乘積——x*y=k,x和y是流動性池中兩種Token的數量,k是常數。
Uniswap儘管能實現兩種Token之間的交易,但沒有建立訂單簿以進行交易執行和訂單撮合,沒有價格發現功能。使用者在與Uniswap流動性池交易時,會參考中心化交易所上的價格。套利機制使得Uniswap上的交易價格趨近於中心化交易所上的價格。因此,Uniswap可以把中心化交易所上的價格資訊寫入區塊鏈,是一個去中心化的、不依賴於投票機制的預言機。但因為流動性池的存在,透過Uniswap進行交易和實現預言機功能的成本並不低。還需看到,流動性池越大,Uniswap的交易手續費越低。
(四)Token存貸利率的形成
存貸利率的形成在主流金融領域和DeFi領域都是非常重要的問題。Token存貸利率的形成離不開套利機制。一方面,假設不同存幣渠道在風險和服務等方面完全等價,並且使用者可以在不同存幣渠道之間自由切換,那麼不同存幣渠道應該提供相同的存幣利率。如果某一存幣渠道提供的利率低於主流水平,那麼使用者將從該渠道提幣並存入其他渠道,該渠道將不得不提高利率。
另一方面,假設不同借幣渠道在風險和服務等方面完全等價,並且使用者可以在不同借幣渠道之間自由切換,那麼不同借幣渠道應該收取相同的借幣利率。如果某一個借幣渠道收取的利率高於主流水平,那麼使用者將不從該渠道借幣,從而迫使該渠道降低利率。
最後,不同存幣和借幣渠道在風險和服務等方面的差異,將以風險溢價的方式影響它們的存幣和借幣利率。從理論上分析,Token存貸利率的形成主要有兩類情況。
第一,Token自帶Staking屬性。比如,PoS型公鏈的Token。Nervos儘管是PoW型公鏈,但因為有二級增發和Nervos DAO,也自帶Staking屬性。此時,Staking構成風險最低的存幣渠道。(Token本位而非發幣本位,下同)。PoS公鏈中即使針對驗證節點失誤或作惡的“罰沒”機制(Slashing),Staking也應屬於所在生態中風險最低的存幣渠道。Staking平均收益率將成為存幣和借幣利率的基準。如果這類Token作為去中心化借貸的抵押品,那麼借貸利率與Staking平均收益率之間也應存在動態套利平衡關係。如果將Token比照成貨幣,那麼Staking平均收益率就相當於國債或央行票據的利率(基準利率),市場中其他利率等於基準利率加上風險溢價。附件一將對Staking平均收益率做定量分析。對兩個PoS型Token,還有一個非常有意思的問題:它們之間是否存在利率平價關係?附件二將討論這個問題。
第二,Token沒有自帶Staking屬性。比如,大部分PoW型公鏈的Token。此時,不存在風險最低的存幣渠道,市場中流動性最好的存幣和借幣渠道(很可能是中心化平臺)將提供Token存貸利率的基準。
目前,不同的存幣和借幣渠道之間的套利機制不健全。對同樣的Token,不同渠道的存貸利率有很大差異。
6. DeFi專案之間的相互關聯
DeFi專案之間存在多維度的相互關聯(Interconnenctedness),形成了複雜的風險傳導機制。
第一,相互關聯的資產和負債。比如,Dai是MakerDAO系統中的債權合約,但在Compound中作為資產進行存貸。
第二,資訊上的相互關聯。比如,Uniswap作為預言機,給其他DeFi專案提供價格資訊。
如果把DeFi專案視為“點”,把DeFi專案之間的多維度聯絡視為“線”,那麼這提供了研究DeFi的拓撲結構的另一個視角。
DeFi專案之間的相互關聯有利有弊。有利的方面是,按功能模組開發DeFi專案,拼裝起來可以得到一個DeFi生態,這個“由點及面”模式有助於DeF領域的發展。
弊端則體現在以下方面:
第一,DeFi專案之間的相互關聯也是風險傳導渠道,風險可以由此從一個DeFi專案傳導到另一個專案。
第二,DeFi生態中越具基礎地位的專案,越有可能與更多專案相關聯。這形成了基礎地位專案的“護城河”,但也會放大基礎地位專案的風險,從而在一個去中心化生態中引入單點失敗風險。一些基礎地位專案(比如MakerDAO)在DeFi領域已具備系統重要性,這在3月12日已有體現。
第三,DeFi的“由點及面”模式容易缺乏整體規劃,形成“疊床架屋”局面,使得DeFi專案之間存在不完美的風險轉移(比如多層槓桿巢狀,類似主流金融領域的CDO的平方),並最終積累風險。
7. 總結
本文提煉了DeFi的基礎模組並提出DeFi的風險分析框架,主要結論如下。
如果把DeFi的參與者視為“點”,把這些參與者之間的聯絡視為“線”,那麼DeFi存在豐富的拓撲結構。不管DeFi參與者承擔何種角色,本質上都是區塊鏈內地址。區塊鏈內是一個去信任環境,地址不能作為信用主體。DeFi參與者之間透過由區塊鏈內可程式設計指令碼編寫的債權合約和權益合約聯絡在一起。DeFi活動最終體現為Token轉移。Token轉移既有資金流通的含義,更有風險轉移的含義。DeFi涉及的主要風險包括市場風險、信用風險、流動性風險和技術風險。
債權合約是理解DeFi中借貸、衍生品以及槓桿活動等的基礎。DeFi中的信用風險管理,高度依賴於超額抵押。超額抵押鎖定了流動性。但如果抵押用的是與債權合約不一樣的Token,超額抵押不能完全消除信用風險。如果區塊鏈的物理效能使得還款交易或抵押品處置不能被第一時間處理,技術風險也可以轉化為信用風險。超額抵押還使得DeFi中不存在針對信用風險的定價。債權合約有放大風險敞口的槓桿效應,而槓桿天然具有順週期性。
在DeFi中,權益合約有兩種主要模式。一是基於資產儲備對外發行Token憑證,並且Token憑證與資產之間有確定的雙向兌換關係。二是Token憑證代表未來現金流。
DeFi作為去中心化協議,本質上都是債權合約和權益合約的組合。本文以MakerDAO和Compound為例說明,並發現:一是資產負債表分析是一個重要的DeFi分析工具;二是DeFi借貸不會有貨幣創造,會因期限錯配而承擔流動性風險,但僅依靠演算法很難管理好流動性風險。
DeFi會透過套利機制引導參與者的行為。套利機制對理解DeFi中的資金流動和定價機制也非常重要。Token存貸利率的形成離不開套利機制。如果Token屬於PoS型公鏈,那麼Staking平均收益率將成為存幣和借幣利率的基準。如果將Token比照成貨幣,把Staking平均收益率比照成國債或央行票據的利率(基準利率),傳統貨幣市場和外匯市場的很多術語、產品和策略,可以遷移到DeFi中。
DeFi專案之間存在多維度的相互聯絡,包括相互關聯的資產和負債,以及資訊上的相互關聯。DeFi的可拼裝性有利於“由點及面”發展DeFi生態,但容易缺乏整體規劃,DeFi專案之間不完美的風險轉移可能積累風險。DeFi生態中越具基礎地位的專案,儘管越具“護城河”效應,但可能引入單點失敗風險。
本文的研究表明,不管金融活動採取何種技術,針對的是法幣還是Token,是中心化還是去中心化的,以及是有許可的還是開放的,以下關鍵點是不變的。
第一,基本的金融功能不變。DeFi 也具備Boddie和Merton提出的6個基本的金融功能:支付清算,資金融通和股權細化,為實現經濟資源的轉移提供渠道,風險管理,資訊提供,以及解決激勵問題。
第二,金融合約的內涵不變。DeFi的基礎是基於智慧合約構建的債權合約和權益合約。
第三,金融風險的內涵和型別不變。在DeFi中,信用風險、市場風險、流動性風險和技術風險等儘管在表現形式上不同於主流金融領域,但概念和分析方法依然適用。因此,DeFi也是在經營風險,需要審慎地管理好風險。
--附件一--流動性成本測量
超額抵押構成DeFi中債權合約的價值基礎。MakerDAO和Compound等頭部DeFi專案都離不開超額抵押,Uniswap的核心是流動性池,參與PoS型公鏈Staking需要質押Token。Token不管是作為抵押品,放在流動性池,還是參與Staking,本質上都是放棄了可自由出售Token的權利。因此,流動性成本是DeFi中一個隱性但非常重要的成本。
假設在某一時期內,投資者放棄了Token的流動性,否則他們可以在任何時候賣掉手中的代幣。假設投資者有完美的市場擇時能力,並可以在Token價格達到最高值S_max時賣出。那麼,最高價格S_max與鎖定期末Token價格S_T之間的差值,就反映了投資者因放棄Token流動性而承擔的成本(圖4)。這相當於一個具有浮動行權價的回溯看跌期權,有顯示錶達式。流動性成本是一個關於Token價格波動率和鎖定期長度的遞增函式。如果將高波動的Token鎖定較長時間,投資者就要承擔較高成本。
不同人因為持有Token的策略不同,對Token價格波動率的認知不同。可以用本位貨幣來概括投資者的持有策略和風險偏好,本位貨幣是被投資者認為沒有風險的資產。比如,普通投資者用美元作為本位貨幣,而把Token當作有風險的投資。而“堅定持有者”(Hodlers)用Token作為本位貨幣。中間投資者介於兩者之間,Token在他們本位貨幣中的比重介於0至1之間。圖5顯示,同一Token的波動性,在不同投資者看來不一樣。Token在投資者本位貨幣中的比重越高,投資者認為Token的波動性越低,同樣長度的鎖定期對他們造成的流動性成本越低。
流動性成本有很多應用場景,舉兩個例子說明。
第一,PoS型公鏈中Staking比例的決定機制。在PoS公鏈中,節點參與Staking,需要放棄Token的流動性,以獲得區塊獎勵(暫不考慮交易手續費)。節點是否參與Staking,取決於Staking的平均收益率是否超過Staking的成本。Staking平均收益率等於Token增發率除以Staking比例。Staking的成本就是流動性成本,取決於Staking時間長度、Token價格波動性以及節點持有Token的策略。由此可以得到關於Staking比例的方程。一個重要推論是,傾向於長期持有Token的節點更有有動力參與Staking。還需看到的是,PoS型公鏈的Token增發率一般事前由演算法確定,而Staking比例是內生變數,會根據公鏈和市場情況調整,所以Staking平均收益率從事前看是隨機變數。
第二,DeFi中債權合約的信用風險和流動性風險的量化分析。考慮一個簡單的債權合約:本金標準化為1,利率為0,期限為T,抵押用的是與債權合約不一樣的Token,並且初始價值為C_0>1。因為抵押品價值波動,債權合約到期時抵押品價值變為C_T。如果C_T≥1,債權方不會遭受損失;如果C_T<1,債權人的損失為1-C_T。換言之,債權方承擔的信用風險為max(1-C_T,0),這本質上是一個看跌期權。顯然,初始時的超額抵押不能完全消除債權方承擔的信用風險。債務方因提供抵押品而承擔的流動性成本為C_max-C_T,其中C_max表示到期前抵押品的最大價值。
從這個簡單分析可以得出兩點結論:
一是給定債權方承擔的信用風險水平,抵押品的波動性越高,初始抵押率C_0應越高。這是DeFi中超額抵押率設定的核心邏輯。
二是給定其他條件,初始抵押率C_0越高,債權方承擔的信用風險越低,但債務方承擔的流動性成本越高。這是一個Trade-off。
--附件二--PoS型Token之間的利率平價關係
考慮兩種PoS型Token,分別用下標1和2來表示。當前(即0時刻)法幣價格分別是和。如果投資者參與Staking,未來一段時間的收益率(Token本位)分別是和。在t 時刻,兩種Token的法幣價格分別為和。現比較投資者的兩個策略。
策略1:在0時刻投資於第1種Token,參與Staking,並 t 在時刻兌換成第2種Token。
策略2:在0時刻投資於第2種Token,參與Staking。
假設投資者在0時刻有1美元,接下來計算在兩個策略下,它在 t 時刻持有的第2種Token的數量。
當然,與針對法幣的利率平價公式一樣,(1)也不會嚴格成立:
第一,投資者的套利存在“摩擦”,不可能在不同PoS型公鏈之間“無縫切換”。鎖定Token、選舉等都是重要的“摩擦”因素。
第二,Token價格還會受流動性、內在風險等因素影響。鑑於目前密碼貨幣(注:原文為加密貨幣)市場的情況,Token價格中還包含不少噪聲干擾。
第三,如附件一討論的,PoS型Token的Staking收益率取決於Token增發率和Staking比例。套利機制會建立Token價格、Token增發率和Staking比例之間的聯動關係。
(1)更重要的啟示是:如果將PoS型Token的價格類比成匯率,將Staking收益率類比成國債或央行票據的利率(基準利率),那麼傳統貨幣市場和外匯市場的很多術語、產品和策略,可以遷移到DeFi中。