去中心化金融：基于区块链和智能合约的金融市场

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DeFi仍然是一个相对较小的利基市场，但是这些数字正在快速增长。最近，与DeFi相关的智能合约锁定的资金价值超过100亿美元。必须了解这些不是交易量或市值；该值指的是锁定在智能合约中的储备金，以各种方式使用，本文将对此进行说明。图1显示了DeFi应用程序中锁定的资产的以太币（ETH，以太坊的本地加密资产）和USD值。

这些资产的惊人增长以及一些真正创新的协议表明，DeFi可能在更广泛的范围内变得重要起来，并引起了决策者，研究人员和金融机构的兴趣。本文针对具有经济或法律背景的这些组织的个人，并作为该主题的调查和简介。特别是，它确定了机会和风险，应被视为进一步研究的基础。

DeFi使用多层架构。每层都有不同的目的。这些层相互构建，并创建一个开放且高度可组合的基础结构，使每个人都可以在堆栈中进行构建，重新哈希处理或使用堆栈的其他部分。同样重要的是要了解这些层是分层的：它们仅与下面的层一样安全。例如，如果结算层中的区块链遭到破坏，则所有后续层都不安全。同样，如果我们使用许可的分类帐作为基础，那么在后续层进行的任何分散操作都将无效。

本节提出了一个概念框架，用于分析这些层并更详细地研究令牌和协议层。 1它分为五个层，如图2所示：结算，资产，协议，应用程序和聚合层。

结算层（第1层）由区块链及其本机协议资产（例如，比特币区块链上的比特币[BTC]和以太坊区块链上的ETH）组成。它允许网络安全地存储所有权信息，并确保任何状态更改都遵循其规则集。区块链可以看作是不信任执行的基础，并且可以作为解决和争议解决层。

资产层（第2层）由在结算层顶部发行的所有资产组成。这包括本机协议资产以及在此区块链上发行的任何其他资产（通常称为令牌）。

协议层（第3层）为特定用例提供了标准，例如去中心化交易所，债务市场，衍生产品和链上资产管理。这些标准通常实现为一组智能合约，并且可以由任何用户（或DeFi应用程序）访问。这样，这些协议是高度可互操作的。

应用程序层（第4层）创建连接到各个协议的面向用户的应用程序。智能合约交互通常由基于Web浏览器的前端抽象，使协议更易于使用。

聚合层（第5层）是应用程序层的扩展。聚合器创建以用户为中心的平台，该平台连接到多个应用程序和协议。它们通常提供工具来对服务进行比较和评级，允许用户通过同时连接到多个协议来执行其他复杂的任务，并以简洁明了的方式组合相关信息。

既然我们已经了解了概念模型，那么让我们仔细看一下令牌化和协议层。在简短介绍资产令牌化之后，我们将研究去中心化交易所协议，去中心化借贷平台，去中心化衍生工具以及链上资产管理。这使我们能够为分析DeFi的潜力和风险奠定基础。 2

公共区块链是允许参与者建立所有权的共享且不变的记录（分类账）的数据库。通常，分类帐用于跟踪相应区块链的本机协议资产。但是，当公共区块链技术变得越来越流行时，在这些分类账上提供更多资产的想法也随之而来。将新资产添加到区块链的过程称为令牌化，资产的区块链表示形式称为令牌。

令牌化的总体思路是使资产更易于访问，交易效率更高。特别是，令牌化的资产可以轻松地在几秒钟之内从世界上任何人之间转移。它们可以用于许多分散的应用程序中，并存储在智能合约中。因此，这些令牌是DeFi生态系统的重要组成部分。

从技术角度来看，可以使用多种方法来创建公共区块链令牌（请参阅Roth，Schär和Schöpfer，2019年）。但是，这些选项中的大多数都可以忽略不计，因为绝大多数代币是通过称为ERC-20代币标准的智能合约模板在以太坊区块链上发行的（Vogelsteller and Buterin，2015）。这些令牌可以互操作，并且可以在几乎所有DeFi应用程序中使用。截至2021年1月，以太坊上部署了超过350,000个ERC-20代币合约。 3表1显示了交易所列出的代币数量以及每个区块链以美元为单位的总代币市值。所有列出的代币中几乎有90％是在以太坊区块链上发行的。市值方面的细微偏差源于以下事实：USDT稳定币中相当大的一部分已在Omni上发行。

从经济角度来看，我对资产的性质比对用于实施资产数字表示的基本技术标准更感兴趣。在链上添加其他资产的主要动机是添加稳定币。虽然可以使用上述协议资产（BTC或ETH），但许多金融合同要求使用低波动性资产。令牌化可以创建这些资产。

但是，代币化资产的主要担忧之一是发行人的风险。在这方面，本地数字令牌（例如BTC和ETH）没有问题。相反，当有人引入带有承诺的代币时，例如，利息支付，股息或商品或服务的交付，相应代币的价值将取决于该索赔的可信度。如果发行者不愿或无法交付，则代币可能变得一文不值或以很大的折扣交易。此逻辑也适用于稳定币。

一般而言，基于承诺的代币有三种支持模型：链下抵押，链上抵押和无抵押。链下抵押品意味着基础资产与托管服务（例如商业银行）一起存储。链上抵押品意味着资产通常被锁定在智能合约中的区块链上。 4没有抵押品时，交易对手风险最高。在这种情况下，承诺完全基于信任。 Berentsen和Schär（2019）在稳定币的背景下分析了这三类。

链上抵押品有几个优点。它是高度透明的，并且可以通过智能合约保护索赔，从而允许以半自动方式执行流程。链上抵押品的缺点是，该抵押品通常存放在本机协议资产（或其衍生产品）中，因此会出现价格波动。以Dai稳定币为例，该币主要使用ETH作为其链上抵押品来创建一个去中心化，不信任的Dai代币，其价值为1美元。由于以太坊上没有与美元挂钩的本地代币，因此Dai代币必须由另一资产支持。每当有人要发行新的Dai代币时，他们首先需要锁定足够的ETH作为由Maker Protocol提供的智能合约中的基础抵押品。由于USD / ETH汇率不是固定的，因此需要过度抵押。如果在任何时候标的ETH抵押品的价值低于未偿还Dai金额的150％的最低门槛，智能合约将拍卖掉抵押品以注销Dai中的债务。

图3显示了Dai稳定币的一些关键指标，包括价格，流通中的Dai总数和稳定费，即创建新Dai的任何人必须支付的利率（请参见第2.3节）。

还有一些脱链抵押稳定币的例子。最受欢迎的是USDT和USDC，两者都是美元支持的稳定币。它们都可以在以太坊区块链上作为ERC-20令牌使用。 DGX是基于ERC-20的稳定币，由黄金支持，而WBTC是比特币的代币版本，使比特币可在以太坊区块链上使用。链外抵押代币可以减轻汇率风险，因为抵押品可能等同于代币化的索赔（例如，美元索赔，由实际美元支持）。但是，链下抵押代币会引入交易对手风险和外部依赖性。使用链下抵押品的代币需要定期审核和预防措施，以确保基础抵押品始终可用。该过程成本高昂，而且在许多情况下，对于令牌持有者而言并不完全透明。

虽然我不知道无支持稳定币的任何功能设计，即不使用任何形式的抵押品来维持钉住汇率的稳定币，但一些组织正在研究这一想法。请注意，诸如Ampleforth或YAM之类的变基令牌不符合稳定币的标准。它们仅提供稳定的会计单位，但仍以动态代币数量的形式使持有人承受波动。

尽管稳定币在DeFi生态系统中起着至关重要的作用，但将代币化的讨论仅限于这些资产并不能解决代币化的问题。各种各样的代币都有多种用途，包括去中心化自治组织（DAO）的治理代币，允许持有人在智能合约中执行特定操作的代币，类似于股票或债券的代币，甚至包括可以跟踪任何现实世界资产的价格。

另一个不同的类别是所谓的不可替代令牌（NFT）。 NFT是代表唯一资产（即收藏品）的代币。它们可以是诸如艺术品之类的物理对象的数字表示形式，使它们承受通常的交易对手风险，也可以是具有独特特征的数字原生价值单位。在任何情况下，令牌的不可替代性属性都可以确保分别跟踪每个资产的所有权并精确识别资产。 NFT通常基于ERC-721令牌标准构建（Entriken等，2018）。

以下各节讨论协议层，并检查如何使用去中心化交易所进行令牌交易（第2.2节），如何将其用作贷款的抵押品（第2.3节）以及创建去中心化衍生工具（第2.4节）以及如何使用它们。包括在链上投资基金中（第2.5节）。

截至2020年9月，交易所共有超过7,092个加密资产5上市。尽管其中大多数与经济无关，市值和交易量都可以忽略不计，但仍需要人们可以交易较受欢迎的市场的市场。这将允许此类资产的所有者根据自己的偏好和风险状况重新平衡其敞口，并调整投资组合分配。

在大多数情况下，加密资产交易是通过集中交易所进行的。集中式交换相对有效，但存在一个严重的问题。为了能够在集中式交易所上进行交易，交易者必须首先将资产存入交易所。因此，他们丧失了直接使用其资产的权利，并且必须信任交易所运营商。不诚实或不专业的交易所经营者可能会没收或损失资产。此外，集中式交换创建一个单一的攻击点，并面临不断成为成为恶意第三方目标的威胁。相对较低的监管审查加剧了这两个问题，而且许多此类交易所不得不在短时间内进行大量的扩展工作。因此，某些集中式加密资产交易所损失了客户资金也就不足为奇了。

分散交换协议试图通过消除信任要求来缓解这些问题。用户不再必须通过集中交易所存入资金。取而代之的是，他们在交易执行之前一直保持对资产的专有控制权。交易执行通过智能合约自动进行，这意味着交易的双方都在一项不可分割的交易中进行，从而降低了交易对手的信用风险。根据确切的实施方式，智能合约可能会承担其他角色，从而有效地使许多中介机构（例如托管服务和中央交易对手清算所（CCP））过时了。

早期的分散交换（例如EtherDelta）已被设置为围墙花园，各种实现之间没有交互。这些交易所没有共享的流动性，从而导致相对较低的交易量和较大的买卖差价。高昂的网络费用，以及在这些分散的交易所之间转移资金的繁琐而缓慢的流程，使得所谓的套利机会变得毫无用处。

最近，已经向开放交换协议迈进。这些项目试图通过提供关于如何进行资产交换的标准，并允许建立在协议之上的任何交易所使用共享流动资金池和其他协议功能，来简化分散式交易所的体系结构。但是，最重要的是，其他DeFi协议可以使用这些市场并在需要时交换或清算令牌。

在以下各小节中，我将比较各种类型的分散交换协议，其中一些不是狭义的交换，而是已包含在分析中，因为它们具有相同的目的。 结果总结在表2中。 分散的订单簿交换。 分散式订单簿交换可以通过多种方式实现。 他们都使用智能合约进行交易结算，但是托管订单的方式却大不相同。 必须区分链上订单和链下订单。 链上订单簿的优势在于完全可以 ......