作者：王也
來源：星球日報
從銷燬平臺幣到跟風 ieo，過去幾年，“長尾”交易所們一直在復刻頭部交易所的展業路線。
這兩個月，風向變了。defi 火熱，dex 吸金，資本熱錢紛紛押注去中心化交易所賽道，“三大”在內的 cex 也紛紛投身 defi，成立專項基金，尋找下一個爆火良機。
從前“做下一個幣安”的願景已不太可能實現，“做超越 uniswap 的 dex”則看上去更加可行。畢竟 uniswap 自身也有許多備受詬病的問題，如果 defi 熱潮持續，新的 dex 崛起可期。
7 月 27 日，中心化衍生品交易平臺 ftx 宣佈推出基於 solana 公鏈的 dex——serum。
8 月 4 日，hakka finance 釋出去中心化穩定幣閃兌工具 blackholeswap 白皮書，blackholeswap 對標目前大火的去中心化穩定幣兌換平臺 curve。
8 月 8 日，defi labs 創始人代世超在 2020 以太坊技術及應用大會上宣佈去中心化交易所 dodo 將上線 eth/usdc 交易對。
8 月 11 日，鏈上聚合交易平臺 1inch 推出自動做市商（amm）mooniswap，支援使用者以去中心化和非託管的方式在代幣之間切換。
頭部跨鏈協議 cosmos 也入局了，8 月 14 日，irisnet 研究總監 jeffrey hu 在推特上表示，cosmos 即將推出類似 uniswap 的平臺 coinswap。
其它在過去始終未能俘獲大眾的老牌 dex 也紛紛發力。8 月 1 日，bancor v2 上線，新增了多項亮眼功能，其提供單個代幣流動性的做法，顯然也是在解決 uniswap 的痛點。8 月 7 日，去中心化交易所 idex 宣佈完成 250 萬美元的種子輪融資，由 g1 ventures 和 borderless capital 領投，計劃下個月釋出 2.0 版本。
上述例子都是積極的探索，也為幣圈從業者開闢了新的業務方向。
流動性挖礦的東風打破了 dex 多年的流量困局，amm（自動做市商）透過存入代幣在去中心化資金池的方式提高流動性。據 the block，dex 在 7 月的交易量超過 40 億美元，創歷史新高；同時，dex 與中心化交易所交易量的佔比增加至近 3.95％，而年初這個數字還是 0.1%。
從模式進化到資料表現，dex 前景逐漸明朗。
但 dex 仍處於混戰時期，競爭格局不確定，各具特色的新玩家層出不窮，每家都有可能突圍而出。
本文中，odaily星球日報將先普及一些關於 dex的入門知識（有基礎的讀者可以跳過），呈現 dex 在撮合方式上的演變路徑，最終討論 dex 未來的進化方向。
從訂單簿到amm的正規化革命
dex 按撮合方式可以分為訂單簿（order book）、自動做市商（amm，automated market maker）和聚合器（aggregator）三種。本文我們主要介紹最常見的訂單簿和 amm。
在正式介紹之前，我們首先要了解什麼是做市商 (market maker)。
據 makerdao 中國區負責人潘超介紹，做市商不同於普通交易者，他們是風險中性的，一手持有股票，一手持有現金。在訂單簿模式下，會同時布上買單和賣單，中間為價差。類似的，櫃檯模式的做市商會在客戶詢價時給出有利可圖的報價。
做市商是流動性的來源，高流動性市場需要做市商，同時也吸引規模化的做市商參與。
下面我們分別看看訂單簿下和 amm 模式下做市商是如何工作的。
訂單簿
幣安、火幣、okex 等中心化交易所的撮合都基於訂單薄模型。在訂單簿中包含了買單（出價）和賣單（要價）列表，並列出了在每個價格點出價或要價的數量。
在訂單簿式交易所中，需要做市商透過掛單來提供流動性。如果訂單簿交易所沒有流動性，會出現想買買不到、想賣賣不出的情況，因此流動性是衡量一個交易所的重要指標，流動性越好，成交越便捷。
在 dex 中，訂單簿又可分為鏈上訂單簿和鏈下訂單簿。
- 鏈上訂單簿
鏈上訂單簿模式，指所有的買賣掛單都儲存在區塊鏈上，訂單簿中的訂單會根據設定的買賣盤條件進行訂單撮合和交易結算。
早期的基於以太坊的去中心化交易所 etherdelta 採用的這種模式，使用者的充值、掛單、交易結算、提現等全部由智慧合約來完成。由於沒有訂單自動撮合的機制，其上的每筆交易均需要在鏈上確認。其訂單模式如下圖所示：
maker 填寫訂單請求，並用私鑰簽名後提交到區塊鏈上鎖定，taker 從鏈上訂單簿中選擇希望交易的訂單，併發起一筆交易，然後由智慧合約對 maker 和 taker 的交易需求進行匹配，交易成功後在鏈上進行結算。
鏈上訂單模式的優點是直接透過錢包交易，透明度和安全性較高，但其交易流程都在鏈上，交易速度較慢，確認時間較長，影響使用者體驗。同時訂單交易深度較差，並且交易費用較高，也可能因為鏈上的一些擁堵、gas 等原因導致交易失敗等情形的發生。
- 鏈下訂單簿
與鏈上訂單簿相比，鏈下訂單簿模式最大的特點是：鏈下訂單撮合 + 鏈上結算。0x、idex1.0 等屬於此種模式。
0x 是一個可以在以太坊區塊鏈上進行 erc20 代幣對等交易的開放式協議。該協議在技術上引入了 relayer（訂單中繼）的概念。relayer 負責在鏈下收集使用者（maker/taker）訂單、初步撮合後提交到鏈上進行結算。0x 的訂單流程如下圖：
由 relayer 對外提供訂單簿服務，主持和維護一個鏈下訂單。maker 和 relayer 以無需信任的方式談判交易費用、訂單，然後由 relayer 將訂單提交給訂單簿，taker 對選中的訂單進行填充，並廣播至以太坊區塊鏈上，由智慧合約完成最後的清算流程。
以 0x 為代表的“鏈下訂單 relayer 匹配+ 鏈上結算”的混合設計模式，將狀態通道的效率與即時結算的鏈上訂單相結合，大大降低了市場交易雙方的摩擦成本，結算速度加快，消耗費用降低。
今年 7 月正式上線的 augur 2.0 版本的預測市場也採用了由 0x 協議支援的鏈下訂單簿，然而使用者對 augur 新版本的反響似乎並不熱烈。
基於 relayer 的訂單薄技術可以是中心化的也可以是非中心化的，在一定程度上犧牲了部分去中心化特性，但與中心化的交易所相比，使用者體驗、交易速度上仍偏弱。
總得來說，訂單簿模式下的 dex 寄生於 cex 的流動性：無法共享流動性，並且重運營，獲取流量成本較高。
amm模式下：套利商賺差價，做市商分紅
今年 6 月，去中心化借貸平臺 compound 創新的流動性挖礦模式（也被稱為 yield farming）讓 amm 得以大火，目前市面上比較火熱的 dex（uniswap，bancor，kyber）幾乎都是用的 amm。
amm 交易所不需要提供訂單簿來展示買賣雙方想要成交的價格，而是將流動性彙集到一起，並根據某種特定數學演算法實現做市。
以 uniswap 為例，其定價曲線數為經典的 x*y=k，恆定常數乘積。x 是新幣的數量，y 是 eth 數量，k 是常數。新幣的髮型方以一定的比例建立交易池，同時也確定了新幣的上幣價格，即 x 與 y 的比例。由於 x 與 y 是構成恆定乘積的關係，x 和 y 是此消彼長的關係，有人在該合約中購買新幣 x，那 y 的數量就會增加。
下面我們來舉個例子讓大家理解 x 和 y 此消彼長的關係。
投資者小明想為 uniswap 中的 eth/dai 交易對提供流動性，假設 1eth=400dai，uniswap 的公式就是 1（eth）*400（dai）=400（固定的常數）。如果小明想要購買價值 50dai 的 eth，在 eth/dai 池子裡面注入 50dai 的流入量，同時減少 eth，那麼為了保證乘積還是常數 400，池子裡面還留下的 eth 的數量=400/（400+50）=0.89，最後小明能拿到的 eth 數量=1-0.89=0.11。
透過小明為 uniswap 中 eth/dai 交易對提供流動性的例子，我們可以看到為了維持 x*y 的乘積固定，隨著注入的 dai 的不斷增多，池子中剩餘的 eth 減少。
dodo cmo 代世超向 odaily星球日報表示， x*y=k 定價機制決定了買入哪一邊的數量多，與之相應的幣種價格就會上升。所以，在這個池子中，只要有人買入新幣x，就會推動它的價格一直上漲。
如果小明想要再買 50dai 的 eth，他又需要繼續向池子中注入 50dai 的流入量。注意，此時 eth/dai 池子裡剩下 0.89eth 和 450dai，小明再次向池子中注入 50dai 之後，為了保證 k 值維持在 400，這時候池子裡還留下的 eth 數量=400/（450+50）=0.8，這次小明能拿到的 eth 數量=0.89-0.8=0.09。
我們可以清晰地看到，同樣是購買 50dai 的 eth，小明第二次拿到的 eth 明顯變少了，也就是說 dai 的單價變貴了，這就是用函式來定價的一個特點：x 被買走的越多，x 越貴；x 被賣的越多，x 越便宜。
這樣的滑點也會引來套利者的注意。小明第二次以 0.09eth 的價格賣出了 50dai，按照 x*y =k 的關係，如果這時候套利者買入 50dai，就只需要花費 0.09eth，這就與第一次買入 50dai 的價格（0.11eth）形成了價差。
潘超將 uniswap 比作一個特殊的自動售賣機，只要有人買走商品，該商品的價格就會提高，且取的越多，價格飆升越快，直到做市商和套利商補貨。
在訂單簿模式下，做市商賺交易費和價格差這兩個部分的錢；在 amm 中，做市商，或者說流動性提供者只賺交易費這一個部分的錢，而套利者則賺價格差這一部分的錢，即 amm 模式下套利商賺差價，做市商分紅。
因此，dex 採用 amm 模式，是 defi 從 0 到 1 的創新，降低了普通使用者成為做市商的門檻，開闢了“人人皆可做市”的時代。
amm模式的缺陷在哪裡？
相較於傳統訂單簿模式，amm 具有自動化、低成本和高效的優勢，但在定價權、無常損失、滑點等方面存在一定的問題。
- 無法獨立定價
根據歐科雲鏈研究院的分析，amm 因缺少價格發現功能而無法對新幣進行獨立定價。
做市商的收益主要來源於買賣差價，在對市場進行做市時，以收益最大化為目標。這要求做市商必須充分利用市場資訊，提出報價。與此同時，投資者根據做市商的報價做出投資決策，並將自己的交易資訊及時反饋給做市商，隨後做市商再根據手上的資產頭寸和價格差異調整報價。因此，在做市商與投資者的共同推動下，市場可以發現真實的交易價格。
然而，amm 模式下並沒有價格發現的功能。
比如在某一資產的交易上，使用者 a（做市商 a）掛出的是 5 美元/手的買單，使用者 b（做市商 b）掛出的是 10 美元/手的買單，在競價制度或做市商制度下，b 會先實現交易，但 uniswap 平臺無法保證 b 先成交。因為 amm 的價格是靠流動性驅動的，交易價格由儲備池的資產情況決定，而非訂單價格決定，即 amm 只能產生交易價格，卻不能發現市場價格。為此，amm 不得不引入套利者這一重要角色：一旦 amm 平臺上的價格與市場公允價格不同，就會出現套利空間，並將價格拉回正軌。
歐科雲鏈研究院認為金融市場交易制度的核心是發現價格功能，amm 這種無法發現價格的交易制度註定無法成為主流。
代世超也認為，amm 模式下，新幣的發行價格過度受制於專案方自己。
“在新發行的場景下，不同於已有的加密資產交易，其分散度是很低的，新幣的籌碼都集中在專案發行方的手中。這就導致 dex 的流動性池子幾乎只能由專案方自身注入，缺乏普遍參與的流動性提供者。同時，多市場套利的機制可能就失效了，專案方向流動性池子中注入代幣的數量和時機都會直接影響價格。”代世超告訴 odaily星球日報。
首先來說注入的數量問題，由於 dex 定價曲線的特徵，注入代幣的數量越多，其交易滑點越低，也就是說買入單位新幣的價格變化就越小，所以，代幣池的總量和比例直接決定了價格。
所以，當注入池子中的幣很少的時候，往往要注意。
同時，由於 uniswap 的定價曲線理論上希望提供無限的流動性，那麼當某個幣在池子中被買的只剩很少的時候，其邊際價格會變動非常的大。
其次是注入時機的問題。如果要多次注入，那麼每一次注入代幣對整體價格影響都是非常大的。
- 無常損失：挖款收益沒有跑贏持幣收益
無常損失是 amm 池當前對於流動性提供商最不利的地方，也是 dex 發展的最大阻力之一。
首先我們要明白什麼是無常損失：相較於只是簡單地持有代幣，向 amm 提供流動性的使用者可能會看到其質押的代幣在損失價值，這種風險被稱為“無常損失”。
簡單來說，假設你為 eth/dai 代幣池提供流動性，但如果 eth 漲得很快，為了維持 k 乘積的固定值，那麼你持有的 dai 就會變多，eth 的數量變少，你手中原本低價買入的 eth 被套利者用 dai 悄悄換走了，那麼你為代幣池提供流動性獲得的收益，可能還不如直接持有 eth 帶來的收益。
我們曾在一次流動性挖礦中切身體會到無常損失，因為質押的代幣價格在流動性挖礦期間翻了三倍，導致挖礦收益沒有跑贏持幣收益，最後我們索性退出質押挖礦，直接持有代幣。
從本質上來說，無常損失實際上來源於套利行為。amm 的交易價格與市場公允價格是脫軌的，為此需要套利者進來購買被低估的資產或賣出高估的資產，直到 amm 提供的價格跟外部市場匹配。因此，套利者的利潤實際上來自於流動性提供者。
如果無常損失超過了流動性收益，那麼流動性提供者將不再提供流動性。因此無常損失的大小是決定 amm 類 dex 能否正常運營的關鍵。
下圖展示了代幣價格變化和無常損失之間的關係：
圖片來源於：機械鐘
以三個點為例子：黃線與藍線的交叉點是當外部價格沒有發生變化時，無常損失為零；綠線與藍線的交叉點分別是當價格跌了 50% 後，以及價格漲了 100% 後，無常損失都為 -5.7%，不難發現無常損失與價格變化的幅度有關，與代幣漲跌方向無關。
- 滑點太高，amm 類 dex 只適用於日常小額兌換
經常有使用者抱怨在 uniswap 中的交易滑點太高，不划算。確實如此，除了少數流動性池的流動性比較可觀之外，多數代幣的流動性池並不適合較大額度的交易。
滑點過高的問題也是阻礙機構投資者和新使用者進入 amm 類 dex 的一大原因。
在文章第一部分我們已經舉例解釋了滑點出現的背後邏輯，滑點是 dex 用函式來定價的一大缺點，也引來了套利者的進場，而套利行為又帶來了無常損失的出現。
有趣的是，滑點和無常損失間存在一些互斥關係，減少滑點追逐的是一種價格的穩定，減少無常損失追逐的是一種價格的變化，最佳化一邊可能會損失另一邊。
所以從某種程度上來說，對於 amm 類 dex 來說，無常損失和滑點也可以看作自動做市商身體的一部分，只能調整和改善節奏，而不可強行驅逐。“無滑點”和“消除無常損失”的說法至少在目前看來都是不可信的，因為滑點的降低和無常損失的減少必然都是以對方的增加為代價的。
誰會成為下一個uniswap？
雖然滑點和無常損失是不可消除的，但是可以在可控範圍內提前調控。
前文我們提到了滑點與 dex 選擇的定價函式有關，以 uniswap 為代表的 amm 為例，從模型上看，由於其採用恆定乘積模型（x*y=k），導致其滑點過高。
那麼什麼樣的模型可以降低滑點呢？——恆定總和模型（x+y = k）。
還是以小明為 eth/dai 池子中注入流動性為例，假設池子裡最初有 50eth 和 50dai，那麼 k 就恆定在 100，小第一次拿 5eth 可以換得 5dai，第二次依舊可以用 5eth 換得 5dai，k 始終維持在 100。
但是該函式有一個致命的缺點，就是很容易耗盡儲備池的資產。假如在這個市場外 1eth 買不到 1dai，（而 eth/dai 的池子永遠是 1eth=1dai），就會有另一種套利者來該市場買走所有的 dai，讓交易池裡只剩下 100eth。
因此，一種理想的方式是構建一種混合函式，如果兩種資產的價格相對穩定，就可以降低函式中的滑點值；當儲備池中的資產流動性不足時，則迅速提高價格，實現理論上的無線流動性。curve 就為此構建了一個複雜的函式，恆定函式模型 stableswap：
x 是每種資產的儲備量， n 是資產的種類， d 是一個不變數，代表儲備中的價值，a 是“放大係數”，即一個可調的常數，提供一種類似槓桿的作用，影響資產價格的範圍，並影響流動性提供者的利潤空間（即資產的波動性越高，a 也越大） 。
當投資組合比較均衡時，這個函式作為一個恆定總和函式而發揮作用，當投資組合變得更不均衡時，它轉換為一個恆定乘積函式，由此實現了滑點與流動性的兼顧。
bancor v2 透過使用預言機引入外部世界的價格，從而降低交易池與外部世界價格不一致的風險，減少無常損失。
bancor v2 採用預言機喂價，來調整代幣兩邊的權重，也就是x代幣數量*x價格不必等於 y代幣數量*y價格，把套利機會用預言機給磨平了。
而對於如何降低滑點，bancorv2 則是透過放大流動性來降低滑點，此舉 bancor v2 借鑑了 curve，引入 stable curve 機制。bancorv2 的曲線介於 curve 和 uniswap 之間，代數公式上介於 x*y=k和x+y=k 之間。利用更平滑的曲線，去減少滑點。簡單理解就是比 uniswap 同樣流動性下放大了 20 倍。
擁有 100,000 美元儲備的 amm 將在 10,000 美元交易中產生 10％ 的滑點。但是，如果引入 bancorv，流動性就被放大 20 倍，則同一筆交易的滑點將減少到1％。
除了這些老牌 dex 在降低滑點和減少無常風險上不斷摸索，新興的 dex 也提出了一些解決方案。
比如對標 curve 的穩定幣兌換平臺 blackholeswap。雖然 curve 的混合函式模型在?部分情況下提供很好的穩定幣交易深度，但是?旦單邊的儲備接近耗盡時，仍會出現巨大的滑點。
對此，blackholeswap 設計了一個新系統，允許系統擁有負數的存貨，透過整合借貸協議的方式，抵押量多的幣，借出不足的幣，可以處理遠超過儲備的成交量。
blackholeswap 將儲備貨幣存入借貸平臺，當交易對中其中種貨幣的存貨耗盡，而市場仍有需求時，blackholeswap 會以另?種貨幣做為抵押，從借貸平臺中借出需求貨幣以完成交易。因此，blackholeswap 不會受限於的存貨量，可以在保持低滑價的同時無須擔心存貨耗盡 。
1inch.exchange 推出的 mooniswap 是具有虛擬餘額的自動做市商，流動性提供商能夠獲取套利者原本可以獲取的利潤。藉助 mooniswap，1inch 計劃透過引入 5 分鐘延遲來降低套利者的利潤率，從而降低流動性提供商的短期損失。透過延遲價格更新，做市商將為套利者創造一個高度競爭的環境，迫使他們以利潤較低的價格進行交易，這反過來將增加流動性提供者的價值。1inch 預計 mooniswap 為流動性提供商帶來的收入將比 uniswap v2 高出 50-200%。
還有文章開篇我們提到的基於主動做市商演算法的去中心化交易所 dodo。dodo 借鑑了 bancorv2，透過 oracle 引入市場中間價，將大部分資金聚集在市場中間價附近。dodo 可以在資金池規模與uniswap類似的情況下，流動性超過uniswap十倍（滑點為 uniswap 1/10), 或者在資金池為 uniswap 1/10 情況下，達到和 uniswap 類似的流動性。
現在的 dex 市場有點像 2018 年的公鏈市場，正呈現出百花齊放、百家爭鳴的競爭狀態，甚至可以說 2020年是 dex 元年，至於最後誰能跑出來，成為下一個 uniswap，這還需要市場和時間的驗證，以及 defi 熱潮的助推。
參考資料：
tokenclub研究院：《深度 | 去中心化交易所綜述》
歐科雲鏈研究院：《歐科雲鏈研究院：金融市場交易的正規化革命 ---自動做市商制度（amm）》
李畫：《以邏輯為工具輕鬆看懂defi：dex 篇》
藍狐筆記：《為什麼自動做市商可能會虧錢？》
林明：《bancor v2技術深度講解—林明firstpool》
