DeFi 經濟學的數學原理

買賣虛擬貨幣

撰文 | banach

時間 | 2021.01.14

出品 | nest愛好者(nestfans.com)獲作者授權釋出


一、區塊鏈的價值


“鏈上要幹什麼?能幹什麼?”這是一個本質且核心、卻往往被淡化的問題。


假設區塊鏈的正反饋結構不變,那麼鏈上發生的每個行為,其邊際成本相對於法幣應該是遞增的,這是一個基本的約束條件。反之,如果相對於法幣遞減,就會進入大家常說的負迴圈,這與傳統世界有很大的差異。


一般的服務,之所以要集中起來完成,是因為其邊際成本是遞減的,否則不應該中心化去解決,或者說並無優勢。這裡的成本不僅僅包含顯性的,也包含隱性的,比如風險。當然,成本也可以在一個預期的基礎上保持不變。


區塊鏈系統的價格要達到長期穩定(比如法幣的長期通脹率與eth的通脹率保持相同),這是幾乎不可能的。除非法幣按照friedman的固定增長率發行,否則吻合是個小概率事件。法幣的增長速度必然超過eth,或者說其需求的增長速度需要超過eth的發行速度。這裡的需求不僅僅指鏈上,也包括金融化需求,比如二級、抵押借貸這些。這跟效能沒有關係,是由區塊鏈的機制所決定,而這種機制創造了更多的確定性。本質上來說,區塊鏈的確定性比法幣要高,這種確定性甚至以一種相對通縮的方式存在。效能是技術基礎決定的,通脹是經濟基礎決定的,確定性是博弈基礎決定的。前面兩個決定程度,最後一個決定本質。這種博弈結構,決定了均衡狀態下某些效能的確定性,比如資料不可篡改或者篡改的成本等等。可以說為了這種確定性,人們願意支付更高的成本。但應該是反過來的。這種確定性支付的單位成本比任何中心化都要高,這樣的機制自動形成了這個結構,這就是博弈均衡的魅力。參與者並不是為了這個結果,但最終卻實現了這個結果,而參與者並不知曉。這個博弈結構,就像在用一個函式去無限逼近一個絕對的確定性。鏈上資料是有限的,單位資料的成本越來越貴,這讓改變幾乎不可能。中心化的核心是其規模效應,單位成本不斷增加,也是內在價值的不斷增加。


均衡的實現是一個動態的過程。這裡有個值得思考的問題,為什麼有人願意在二級市場買? 如果沒有二級市場,那麼btc也是閉環的。每個礦工對btc都有個內在價值的判斷,然後選擇一個算力跟大家一起博弈。這裡的博弈並不是下棋那種,而是指每個人的行為互相影響。其中最重要的一個因子,就是一個稱為隨機運算元的東西。如果沒有這個隨機運算元,博弈是很難展開的。因為資料的不可篡改,除了礦工本身覺得btc有一定價值外,購買者也會基於這個效能(包括容易儲存和轉讓)來選擇btc。於此之外,都需要一個確定性的價值錨,即二級市場中定價之間的博弈。


假設購買者是基於價值的確定性去購買btc,這個需求可以直接推高btc的價格,隨之源源不斷的人進入,btc就進入了正迴圈,進而強化了其內在價值。這種形式是以前未曾出現過的,不是簡單的所謂指數級的東西。以前很多價值結構都是線性的,而這是一個非線性結構。所以我認為btc是和市場機制同一個級別的東西,而不是和企業同一個級別的東西。目前還找不到對應物,可能更像是鏈式反應而博弈論的大部分研究,都是圍繞市場機制進行拆分。隨機運算元並不難,但組合在一起形成有意義的東西就比較難,很容易變成賭博,故價值在於區塊鏈,不在於隨機運算元。隨機運算元可以生成一個賭博,但賭博沒有價值,不能吸引風險規避者。區塊鏈的思想是有意義的,將資料進行演算法處理,保證了資料之間的耦合性(透過hash保證了資料與資料之間的吻合),從而讓篡改的成本隨著博弈的深度而增加。


在過去,資料是很難自動確權,也很容易被複制。只有控制資料的使用環境,才能保證資料不被複制,而非對稱加密又保證了資料的去中心化確權(攻擊成本越高,其價值越高)。btc解決了很多問題,這些問題也是透過這個去中心化game來實現的。btc構建了這樣的基礎,eth在此基礎上,提供了更開放的資料結構,智慧合約讓轉賬變成了狀態函式。


在eth已經實現的功能和均衡之上,我們還能做些什麼?

二、defi的本質


我之前覺得一般的程式設計師得到一個基本idea就能做出btc,現在看並不可能,只有非常深入的思考,才能找到這些組成部分。後面各種改動,不知道價值有多大,但是在中本聰這個架構下,這個基礎並不容易得到。實現簡單的計算功能之外,是一種新的資料結構。我更願意把btc看成儲存技術的進步,ai和量子計算是計算技術的進步,5g這些目前感覺理論不行,故確實要發展量子通訊。計算、儲存和通訊,大概是宇宙的基本要素吧。


收斂到defi,區塊鏈金融,到底在幹什麼?金融本質上是基礎證券組合的線性變換。這裡要達到兩個目標:1)基礎證券的線性變換;2)形成更多基礎證券。如果基礎證券已經確定,非線性變換就會變得無意義。這裡要開始用數學來描述了。


先解釋幾個名詞,基礎證券:代表一個給定收益空間的基本風險,每一種基本風險對應一個基礎證券,有風險就有對應的收益。準確來說,每一個基礎的風險收益,構成一個基礎證券,我們只是按照風險來劃分而不是按照收益來劃分。一個給定收益空間裡收益只有幾種,對應的風險也會有幾種,那麼一個二維的矩陣就此形成,這個矩陣就是基礎證券的矩陣。如果用一個點來描述一個基礎證券,那麼這個矩陣的所有元素就構成一個向量。



比如這有12個元素,代表基礎證券,構成一個基礎證券向量s,金融服務就是stp=y,或者把s改成x,x是你交易的向量;x=sk ,k是係數矩陣。任意x都可以表示成sk,這叫完全市場。t是一個線性變換,p是一個價格向量。每一種風險收益組合代表一種基礎證券,有多少種風險收益的可能性,就能組合出多少種收益結構。真實世界是無窮維的,這裡簡化處理。在無窮維裡,一般用運算元來描述,t是一個運算元。x=sk,任意向量都可以表示成向量空間基的線性組合。線性代數一般研究線性變換,到了抽象的線性空間,就開始研究運算元,因為維數可能是無窮大的,無窮維空間無法簡單的用矩陣表示,一般稱之為運算元。簡單的說,怎樣把一個無窮維的東西壓縮到有限維,然後不損失大量資訊,這有些類似線代裡面的特徵向量特徵值,這個在運算元代數里叫做譜理論。因為有很多表示,就像光譜一樣。


最重要的問題是y和t的問題。準確的應該是sktp(k就是任意證券表示成基礎證券的係數矩陣)。因為你做交易的,不一定是基礎證券,可能是任意證券,任意證券表示成基礎證券,交易或者金融服務,不一定從基礎證券觸發。但是最終等價於基礎證券和係數矩陣的組合。而且這個組合是線性的,這裡面假設p是有效定價的,或者叫做均衡價格。假設有效定價了,那麼t為什麼是線性的?如果非線性的話 y叫做什麼,其實道理很簡單。


一個股票按照價格賣成錢,xtp=y。其中x是股票,t是交易運算元,p是價格,y就是錢。在有效定價的情況下,t必須是線性的,否則就會出現1+1大於或者小於2的情況。如果交易可逆,就是t是一個可逆矩陣,不管大於還是小於,就會出現:無風險套利。這就是線性定價法則。如果t是非線性的,那麼y就叫做不可定價資產。舉個簡單例子,打一個eth得到一個weth ,然後打一個weth換回一個eth,這就是一個最簡單的線性變換,weth一定是可定價的,就是等於1eth。如果打一個eth得到1個eth,打2個得到4個,平方生產(非線性定價),那麼這個weth就是不可定價的。所有的衍生品,都是線性定價的,否則就是不可能定價資產。線性運算元的含義,a*t+b*t=(a+b)*t。非線性不能定價,線性定價是一個專有名詞,非線性一定存在套利。


我們簡化一下,就說stp=y。這裡有意思的地方在於p怎麼保證是去中心化的預言機,這就是nest做的事情。其次t如果是線性的,怎麼避免被複制?要麼在鏈上有一個完美的定價運算元生成p,要麼有一個去中心化的預言機。第一個是不存在的,因為區塊鏈的特性決定,定價權一定在鏈下。這裡的定價是指有效定價,不存在套利或者資訊優勢,市場不完備等等問題。這個預言機,可以產生一個新的資產,這個資產可能不能由原來假設的證券空間的基礎證券線性合成。也就是nest創造出了一個新的基礎證券。我們在借貸的時候,也就是nest1.0試圖將借貸資產化,最後必須製造一個非線性結構,刻意進行收斂壓縮(刻意將交易量和出礦之間的關係  壓縮成一個非線性結構)。因為線性的話,就馬上等於eth的線性關係了。就是當時的那些衰減係數,你繳納的手續費和出礦跟300個區塊的出礦量相關。這種刻意形成的非線性是有問題的,因為這個運算元是線性的。簡單的說,無法將線性運算元game化。因為只有game化,才能讓線性運算元等價於一個資產,這個資產不是基礎證券的組合,這個資產是不存在的,會被複制的,沒有收益。


鏈上在幹什麼?不是在完成基礎證券的線性變換,而是在尋找一個新的運算元,將其資產化,並構成新的基礎證券,創造新的原生資產。因為線性變換可以簡單被複制,因此沒有任何獨特性,不能捕獲價值,因此沒有收益結構。線性變換是不能生成新的資產的,線性變換可以是一個有意義的通用協議。現實世界,運算元是不作為資產的,而且是由中介保證運算元的可行性,從而收取費用。鏈上運算元是完全公開的可信的,隨時被複制,所以不能捕獲價值。stp=y,其實還有些結構,比如 so=y,就是不用均衡價格,從而也就不需要一定是線性變換。o是一個非線性運算元,直接用原始證券和一個非線性運算元組合。so=y有壁壘,因為原則上:so=y,這個y是一個不可定價資產,一定會被套利。但是如果考慮無窮小的區域性,o可能會接近線性了,這就是uniswap 的設計思想。其實不需要考慮xy=k,而是要看到大部分簡單函式,在無窮小的區域性,是接近線性的。這個無窮小,就是相對的。所以,池子越大,區域性小額交易越接近線性定價,這樣就構成一個競爭優勢了。也就是非線性運算元,自動具備game結構(通俗化的說法:1、自由進出 2、策略和別人相關 3、可累加形成均衡特性),原因竟然是區域性的線性化。如果用運算元的思維   xy=k可以最佳化的多了去了。非線性運算元構成一個內部相關性後,規模越大,區域性交易的線性特性越強,線性特性越強,價值越高,吸引人越多。這種非線性運算元一定要自動做市構成池子,讓交易和池子具有相關性。


再說compound,抵押運算元是一個線性運算元,但是compound能形成game的原因, 是因為缺少利率預言機, 所以它一定用了利率的非線性運算元。如果compound要形成一個資產,一定不是跟抵押相關,而是跟利率相關。但是大家對利率不敏感,所以很難從compound裡找到一個好的資產結構。利率和規模相關,而利率應該是由預言機生成,不能跟規模相關。就跟uniswap一樣,價格應該是由外部定價機器生成,而不是跟規模相關。


三、總結


defi要做的是去找到更多非線性運算元,並對這些非線性運算元分類,找到基礎結構,也就找到運算元的基礎證券。除了中間過渡型線性運算元(比如交易運算元),線性運算元必不能和非線性運算元組合。


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