BlackHoleSwap WhitePaper
Abstract
BlackHoleSwap là một AMM (Automated Market Maker) phi tập trung được thiết kế cho các stablecoin. Bằng cách tích hợp các giao thức cho vay để tận dụng nguồn cung dư thừa. Do đó, nó có thể xử lý các giao dịch vượt xa tính thanh khoản hiện có của nó. So với các AMM khác, BlackHoleSwap cung cấp tính thanh khoản gần như vô hạn với mức trượt giá thấp nhất, tối đa hóa việc sử dụng vốn.
Background
Giá ở những AMM cổ điển chẳng hạn như Uniswap thường được cung cấp bởi công thức "sản phẩm cố định - Fixed product" giữa 2 tài sản, điều này làm cho giá niêm yết rất nhạy cảm với sự biến động của tài sản nhưng có thể được áp dụng rộng rãi trong việc tạo lập thị trường giữa nhiều tài sản khác nhau.
Tuy nhiên, đối với các sàn giao dịch trong stablecoin, công thức sản phẩm cố định của Uniswap rõ ràng là không đủ vì chênh lệch giá giữa các tài sản sẽ khá nhỏ.
Đối với việc trao đổi giữa các stablecoin, Curve đã đề xuất một mô hình chuyên biệt gọi là "Uniswap với đòn bẩy", đây là một công thức cụ thể giữa: giá không đổi (tỷ lệ luôn là 1: 1) và "sản phẩm cố định - Fixed product" (Uniswap).
Với cùng một khối lượng và chênh lệch giá, Curve có thể cung cấp tính thanh khoản cao hơn gấp mười lần so với Uniswap.
Ngay cả khi mô hình của Curve có thể cung cấp chiều sâu giao dịch stablecoin một cách tuyệt vời trong hầu hết các tình huống. Tuy nhiên sự trượt giá lớn sẽ xuất hiện khi thanh khoản của một bên cạn kiệt.
Do đó, khi một stablecoin lệch khỏi giá cố định, thanh khoản sẽ cạn kiệt trong thời gian ngắn, dẫn đến hiệu suất kém hơn Uniswap. Đây là tác dụng phụ của Curve với các điều chỉnh cho stablecoin.
Trong một sàn giao dịch phi tập trung dựa trên thuật toán, mô hình của Curve về bản chất là "Reserve - Quote - Deal". Tình trạng thiếu thanh khoản đôi khi xảy ra do lượng hàng có hạn. Tuy nhiên, mọi người không nên có giới hạn.
BlackHoleSwap đã thành công trong bước đột phá về hạn chế dự trữ Token. Thông qua việc tích hợp với các giao thức cho vay phi tập trung (Compound, dYdX, v.v.), BlackHoleSwap có thể cung cấp thanh khoản gần như không giới hạn với mức trượt giá thấp nhất.
BlackHoleSwap hoạt động thế nào?
Tóm lại, BlackHoleSwap đưa tài sản dự trữ vào giao thức cho vay. Trong khi hết hàng ở một bên của cặp giao dịch, BlackHoleSwap sẽ thế chấp đồng tiền còn lại để mượn đồng tiền cần thiết và hoàn tất giao dịch. Do đó, BlackHoleSwap sẽ không bị giới hạn trong số lượng Token của chính nó và an toàn trong tình huống hết dự trữ một bên.
Khái niệm về BlackHoleSwap cũng giống như các AMM khác: thực hiện một bất biến cụ thể trước và sau giao dịch.
Công thức bất biến sẽ xác định các đặc điểm của AMM: công thức "x + y = k" có thể cung cấp một mức giá cố định, nhưng dự trữ có thể cạn kiệt; "x*y = k" có sẵn cho đầu vào ngẫu nhiên, nhưng giá khá nhạy cảm với khối lượng cổ phiếu. Thay vào đó, BlackHoleSwap, thu được lợi ích từ các giao thức cho vay, có thể cung cấp mức trượt giá thấp nhất mà không lo lắng về việc cạn kiệt nguồn dự trữ.
Mô hình toán học
Trong thiết kế của Uniswap, sự trượt giá của một giao dịch đơn lẻ được xác định bởi quy mô dự trữ. Khối lượng dự trữ càng nhiều thì mức độ trượt giá sẽ càng ít hơn đối với cùng một giao dịch.
Do đó, BlackHoleSwap bổ sung tính thanh khoản "ảo" trong mô hình Uniswap hiện có, giống như cấu trúc của tảng băng trôi lớn hơn dưới nước. Theo đó, với cùng một lượng dự trữ "thực", BlackHoleSwap cho thấy mức trượt giá thấp hơn. Hơn nữa, số lượng dự trữ thực có thể nhỏ hơn 0, đó là Token âm hoặc được gọi là nợ phải trả.
Với 100 DAI và 100 USDC trong kho ở ví dụ dưới đây, chúng tôi trình bày kịch bản hoán đổi 100 DAI (cùng số lượng với cổ phiếu) lấy USDC. Sẽ chỉ có 50 USDC đổi lại do giới hạn của "sản phẩm cố định" trong Uniswap.
Tuy nhiên, BlackHoleSwap, bắt nguồn từ các Token ảo, có thể trả về "98,01 USDC."
Các tài sản ảo bên dưới phụ thuộc vào tổng của hai stablecoin cộng với bội số đòn bẩy.
Virtual liquidity S = x + y ; Leverage Multiple: A
Đây là công thức BlackHoleSwap:
Công thức trên có thể được sắp xếp gọn gàng thành:
Bên cạnh đó,
BlackHoleSwap thực sự có thể được coi là thực hiện một phép chuyển đổi tuyến tính sang Uniswap, chiếu đường cong gốc lên một hệ tọa độ mới.
Lựa chọn thông số
Bằng cách tính toán, chúng ta có thể kết luận rằng khi a = 0, BlackHoleSwap sẽ biến đổi thành Uniswap (x*y = K). Trong khi a = 1, BlackHoleSwap sẽ biến đổi thành mô hình giá cố định (x + y = K). Thông qua việc điều chỉnh tham số "a" BlackHoleSwap (đường màu cam trong biểu đồ bên dưới) sẽ là một đường cong nằm giữa x*y = K (đường chấm màu hồng) và x + y = K (đường chấm màu đen).
Rõ ràng, khi "a" gần 1, độ dốc sẽ nhỏ hơn cùng với "hiệu quả" của BlackHoleSwap tốt hơn. Tuy nhiên, BlackHoleSwap bắt buộc phải đáp ứng các hạn chế bên ngoài, đó là giới hạn của các khoản nợ phải trả trong các giao thức cho vay.
Lấy ví dụ về Compound Finance, hệ số tài sản thế chấp của stablecoin DAI và USDC được đặt là 75%, có nghĩa là giới hạn trên của vốn khả dụng để vay là 75% của khoản thế chấp. Nếu không, khoản vay sẽ bị từ chối hoặc bị thanh lý do không đủ thế chấp.
Do đó, yếu tố nêu trên được coi là hạn chế của BlackHoleSwap. Nhìn lại mô hình, BlackHoleSwap thực chất là một phép biến đổi tuyến tính của Uniswap nên nó kế thừa một số đặc điểm của Uniswap.
x*y = K là một hyperbola tiệm cận với trục x và trục y. Cốt lõi của Uniswap sẽ gần vô hạn với x = 0 và y = 0, nhưng không bao giờ cắt nhau. Đối với lý do tương tự, các tiệm cận của BlackHoleSwap là x + ay = 0 và y + ax = 0, điều này trùng hợp với quy tắc của các giao thức cho vay (Lending Protocol).
Khi a = 0,75, BlackHoleSwap có thể đạt đến trạng thái hiệu quả nhất trên lý thuyết với đường cong gần vô hạn với giới hạn trên của khoản vay 75% mà không giao nhau, cung cấp tính thanh khoản tốt nhất trong tình huống cực đoan.
Xem xét các tình huống khác nhau mà chúng ta có thể gặp phải, bao gồm tính toán không chính xác hoặc lãi từ nợ phải trả có thể nhiều hơn lãi từ tài sản gửi vào thời điểm đó, chúng ta nên duy trì một số vùng đệm cho BlackHoleSwap thay vì đặt rủi ro ở mức cực đoan (a = 0,75). Nếu không, Hackers có thể tấn chênh lệch giá BlackHoleSwap thông qua cuộc tấn công "Trade-wait-Liquidate”.
Một cách để đặt vùng đệm là đặt "a" là một số nhỏ hơn 0,75 một chút để ngay cả khi một giao dịch cực đoan xuất hiện, đường cong vẫn giữ khoảng cách nhất định với đường thanh lý. Tuy nhiên, một khi "a" nhỏ hơn sẽ không chỉ thay đổi hình dạng của đường cong mà còn mang lại hiệu suất kém hơn.
Cách khác là đặt giới hạn trên của tỷ lệ nợ phải trả trong khi vẫn giữ nguyên "a = 0.75". Giải pháp này yêu cầu kiểm tra tỷ lệ nợ phải trả ở mọi giao dịch và từ chối các giao dịch, điều này sẽ đặt BlackHoleSwap vào tỷ lệ nợ phải trả quá cao.
Ưu điểm của giải pháp này là độ sâu của giá sẽ không bị ảnh hưởng trong hầu hết các tình huống. Mặt khác, tính thanh khoản không giới hạn sẽ được chiết khấu do có giới hạn trên trong hệ thống. Tuy nhiên, BlackHoleSwap không có tính thanh khoản không giới hạn vì dự trữ trong các giao thức cho vay bị giới hạn. Khi tất cả các DAI trong Compound đều được cho mượn, giao dịch hoán đổi USDC-DAI sẽ không thành công. Do đó, chúng tôi quyết định áp dụng giải pháp tỷ lệ nợ phải trả với giới hạn trên tỷ lệ nợ phải trả là 62%.
Ưu điểm & hạn chế
Bất kỳ AMM nào cũng đều phải chịu một số loại rủi ro nhất định. Thông thường, các AMM ở một thị trường có mức trượt giá và phí giao dịch thấp hơn sẽ có rủi ro thua lỗ trong biến động giá cao hơn.
Tỷ lệ sử dụng trong Curve cao hơn Uniswap đi kèm với rủi ro cao hơn. Tương tự, BlackHoleSwap chịu rủi ro về biến động giá cũng như thanh lý do khoản vay.
Ở khía cạnh bảo mật hệ thống, rủi ro trong Uniswap là code của nó. Tuy nhiên, Curve và BlackHoleSwap, được tích hợp sâu với các giao thức cho vay, sẽ phải hứng chịu một loạt các cuộc tấn công tiềm ẩn bao gồm các lỗi trong giao thức cho vay, failing oracles hoặc hết tài sản thế chấp trong giao thức cho vay.
Nguy cơ thanh lý và các cuộc tấn công flashloan tiềm ẩn có thể được ngăn chặn bằng cách đặt giới hạn trên của tỷ lệ nợ phải trả. Các rủi ro hệ thống của code cũng có thể được bảo vệ bằng bảo hiểm.
Tuy nhiên, biến động giá là rủi ro không thể tránh khỏi đối với các AMM. AMM có "Hiệu ứng nhóm" đặc biệt mạnh, đó là việc giá trị của một AMM có bị sụp đổ hay không được xác định bởi nội dung yếu nhất trong đó. Do đó, sự sụp đổ của DAI hoặc USDC sẽ dẫn đến tổn thất lớn cho các nhà cung cấp thanh khoản.
Phân tích hiệu quả
Rõ ràng, hiệu suất của BlackHoleSwap trong việc hoán đổi các stablecoin tốt hơn rất nhiều so với Uniswap. Trong khi hoán đổi số tiền tương tự như khoản dự trữ trong tình huống 1: 1 trong BlackHoleSwap có thể nhận được ~ 0,98 coin khác. Sự thay đổi giá của BlackHoleSwap gần như không đổi, vì vậy sẽ không có hiện tượng thay đổi giá đột ngột trong Đường cong trước khi hết thanh khoản.
Giá trong BlackHoleSwap sẽ gần vô hạn với 0.75, tức là tất cả các đầu vào được sử dụng để thế chấp và tất cả các đầu ra đều đến từ việc đi vay.
Order Book
Nếu chúng ta so sánh Order Book của từng giao thức, biểu đồ sẽ được hiển thị như bên dưới. Trục x biểu thị giá, trong khi trục y biểu thị lượng hàng dự trữ được cung cấp. Ở phía bên trái của giá giữa là "ask price" của giao thức; ở phía bên phải của giá giữa là "bid price" của giao thức. Diện tích vùng được bôi đậm là tổng cung của giao thức.
Uniswap cung cấp tính thanh khoản kém nhất, nhưng nó cung cấp một lượng thanh khoản nhất định ở mọi khoảng giá; Curve tập hợp tất cả thanh khoản vào vùng gần giá trung bình. Khi vượt quá ranh giới, thanh khoản sẽ giảm mạnh; Thay vì sử dụng một trong hai phương pháp thanh khoản này, BlockHoleSwap cung cấp tính thanh khoản cực kỳ ổn định ở mọi mức giá, vượt trội hơn tất cả các phương pháp khác.
Khi đặt 3 Order Book lên nhau, chúng ta có thể kết luận rằng BlackHoleSwap thể hiện một hiệu suất tăng lên trong mọi tình huống so với Curve và Uniswap.
Lợi nhuận bổ sung
BlackHoleSwap hiện tích hợp giao thức cho vay Compound Finance, mà cơ chế "Khai thác thanh khoản" hiện đang triển khai, vì vậy sẽ có một số token "COMP" được khai thác bởi BlackHoleSwap.
Sau khi nhận Comps, BlackHoleSwap sẽ hoán đổi nó thành stablecoin: DAI hoặc USDC và trực tiếp thêm vào nhóm vốn, tạo thêm lợi nhuận cho các nhà cung cấp thanh khoản.
Công việc tương lai
Hỗ trợ nhiều stablecoin hơn
BlackHoleSwap hiện chỉ hỗ trợ số lượng coin giới hạn do chính sách của giao thức cho vay. Trong khi Compound Finance hoặc bất kỳ nền tảng cho vay nào khác hỗ trợ các stablecoin khác làm tài sản thế chấp, BlackHoleSwap có thể tích hợp nhiều cặp giao dịch hơn.
Áp dụng "black hole" cho các mô hình AMM khác
BlackHoleSwap về cơ bản là Uniswap với phép biến đổi tuyến tính. Bằng cách phân tích cẩn thận, một phương pháp tương tự cũng có thể áp dụng cho các cơ chế AMM khác: BlackholeCurve, BlackHoleBalancer, v.v.