Hashkey Hao Kai：永久协议机制设计的深入分析

撰稿人：郝凯，hashkey capital research
工作，审稿人：万向区块链首席经济学家邹传伟

做市商广泛存在于交易市场。它们通过做市商制度维持市场的流动性，满**易者的交易需求。随着DeFi项目的兴起，自动化做市商（AMM）越来越受到人们的关注。AMM利用数学函数来确定资产价格，对DeFi的发展和流动性的提供起到了巨大的推动作用。

永续合约很好地契合了加密币市场的特点和需求，成为交易所在期货合约市场的主要产品。AMM作为去中心化交易所（DEX）的关键技术，已成功应用于现货交易。一些DeFi项目希望通过AMM实现永续合约，**协议就是一个典的例子。从下表数据可以看出，永续协议的交易量是2014年衍生品市场中**的。

表1：与分权交易所相关的主要DeFi项目，数据来源：www.oklink.com2021年3月15日

项目设计

资产管理通过完全去中心化实现两种或两种以上资产之间的连锁交易，并利用数学函数确定资产价格。例如，Uniswap使用常数积函数x*y=K。当x的供给增加时，y的供给减少以保持常数积K，反之亦然。然而，资产管理仍然存在许多局限性，包括非**性亏损、资本使用效率低下和无法使用杠杆。

虚拟自动化做市商

针对AMM存在的问题，**协议引入了虚拟自动化做市商（vamm）。所谓虚拟自动做市商，是指交易者的真实资产不是存储在vamm中，而是存储在管理所有vamm抵押品的智能合约中。

对于流动性，AMM的流动性来自流动性池中流动性提供者提供的资产。vamm的流动性不依赖于流动性提供者，而是直接来自vamm之外的抵押品。在vamm中，交易者自己可以在没有其他流动性提供者的情况下相互提供流动性。因此，vamm中始终存在流动性。

对于自由损失，由于vamm不需要其他流动性提供者提前投入资产来提供流动性，并且交易者的真实资产存储在智能合约中来管理抵押品，所以vamm模式下不存在自由损失。

Vamm还使用常数积函数x*y=k，永续合约允许交易者使用1-10倍的杠杆来交易永续合约。与AMM不同，vamm不需要真正的流动性提供者来提供资产，X、y和K的值由创建者设置。

由于K值是虚拟的，因此可以根据交易量、头寸和资本率等市场数据进行调整。在未来，K的值可以以分布式自治组织的形式来确定。通过调整较高的K值，vamm可以有效地解决事务滑动点问题。但是，K值不能设定得太高，否则会影响套利的动机。

事务处理

创建者创建vamm并在vamm中设置虚拟资产的初始数量x0和Y0。任何时候，资产X和资产y满足常数积函数X*y=k，资产X相对于资产y的初始价格为Y0/x0。

表2：事务流程图

当交易者平仓时，他们需要取出他们持有的资产x，并根据常数积函数计算他们实际得到的资产y的数量。

资本率

为保证永续合约价格与现货价格长期趋同，且与现货价格相差不太大，永续合约还引入了资本利率机制。资本利率每隔一小时按**协议结算一次。基金利率决定付款人和受款人：如果永续合约价格明显高于现货价格，则基金利率为正，多头需要向空头支付资金；相反，如果永续合约价格明显低于现货价格，则基金利率为负，空头把资金交给多头。而且，价格偏差越大，资本率越高。如果永续合约的价格与现货价格存在明显的偏差，则两个市场都存在套利行为。同时，永续协议还采用明码标价的方式，以避免市场操纵的影响。

**协议的资本率计算如下。其中twap是时间加权平均价格。

项目**币 perp

Perp是**协议的项目**币。其主要功能包括抵押和治理。持卡人可代币抵押，并按比例获得交易费用红利。同时，perp持有者还可以参与项目治理，比如为新的事务对投票和修改项目参数。

案例分析

目前，永续协议支持ETH/USDC、BTC/USDC和dot/USDC交易对，每个交易对都使用USDC作为保证金。以ETH/USDC为例。假设ETH的交易价格为2000美元，创建者将ETH和美元的初始比率设置为1:2000。例如，创建者将vamm的初始状态设置为100 VETH和200000 vUSDC。具体交易流程如下表所示。

表3：案例研究

交易员a希望以1000美元为抵押，然后再以10倍的ETH作为抵押。A将1000美元存入智能抵押合同。**协议将a的10000美元（1000美元的10倍杠杆）纳入vamm。目前，vamm的USDC数量为210000。根据X*y=k，a接收到的vth数为4.7629（100-100*200000/210000），相当于a拥有4.762个多ETH位置。

此时，交易员B还希望以1000美元为抵押，然后再以10倍长的ETH为抵押。B.将1000美元存入智能抵押合同。**协议将B的10000美元（1000美元的10倍杠杆）纳入vamm。目前，瓦姆的USDC数量为22万。根据X*y=k，a接收的vth数为4.329（95.2381-100*200000/220000），相当于B持有的vth数为4.329。

然后，交易员a拿出他持有的4.762 VTH平仓。此时，vamm的车辆数为95.671辆，根据X*y=k，VUSDC的数量为209049.8辆，a的最终利润为950.2美元（220000-209049.8-10000）。

此时，交易者B拿出4.329 VTH收盘。此时，vamm中的Vth数量为100，VUSDC数量为200000，B的最终利润为-950.2美元（209049.8-200000-10000），即交易员B损失950.2美元。

与交易所中心化永续合同的比较

对手方

中心化式交易所的永续合约是一种标准化的交换产品。永续合约是一个双向交易市场。根据中心化交易所的匹配机制，交易员在开仓时必须有一个反订单。也就是说，对于多头交易者，必须有空头交易对手来完成交易，反之亦然。

然而，**协议的交易者并不需要交易对手。从上一章的案例可以看出，vamm模式下不存在真正的资产交易，交易者在开仓时不需要对方。不考虑交易费用的损耗，生态中交易者的利润等于其他交易者的损失，与交易方向无关。即使**协议中的两个交易者在同一个方向交易，也有可能一个交易者获利而另一个交易者亏损。

考虑一个极端的情况，在**协议生态系统中，所有交易者都有多头头寸或空头头寸。这在中心化的交易所永续合约市场中是不可能的，但是**协议是可能的。此时，永续合约市场的价格将明显偏离现货市场的价格，理性的套利者将做空以获得资本溢价。如果没有套利，多头需要向风险准备金支付资本利率。

损益计算

中心化式交易所的永续合约分为币标准合同和USDT标准合同。币标准合同也称为反向合同。交易者以对应的加密商品币作为交易担保，**按照对应的加密商品币结算。例如，如果交易员参与BTC的币标准合约，他或她应持有一定数量的BTC作为保证金，他或她的最终收入应根据BTC计算。USDT标准合约也已成为远期合约，其保证金和结算币类均使用USDT。参与USDT标准合约的交易员不需要持有不同种类的加密商品币。他们只有持有USDT才能参与各种USDT标准合同。同时，USDT标准合约的边际价值不变，其盈亏曲线呈线性。假设币标准永续合约和USDT标准永续合约各有100个BTC合约，价格为10000美元，损益曲线如下图所示。

图1:币标准合约和USDT标准合约损益曲线

对于币标准合约，交易者的盈亏应根据平均持仓价、平均收盘交易价，合约面值及合约编号：多头寸损益=（1/平均仓位价-1/平均收盘成交价）*多头寸合约编号*合约面值；空头头寸损益=（1/成交均价-1/持仓均价）*空头头寸合约数量*合约面值。

对于USDT标准合约，交易员的损益应根据平均仓位价格、平均收盘交易价格、平均交易价格计算，合约面值及合约数：多头寸损益=（平均收盘成交价-平均持仓价）*多头寸合约数*合约面值；空头寸损益=（平均持仓价-平均收盘成交价）*空头寸合约数*合约面值。

对于永续合约的交易者来说，其最终损益的计算与开仓和平仓时整个系统的状态有关。

风险准备金

中心化交易所为永续合约提供风险准备金。如果交易者的**合约被迫平仓，交易所将启动清算引擎接管交易者账户中的剩余头寸，并使用风险准备金反向平仓。风险准备金的存在相当于交易所以强制清算的价格向交易者提供无限的流动性。如果交易所的风险准备金不足以接管用户剩余头寸，交易所将按照规则自动平仓奸商头寸。主流中心化的交易所已经积累了大量的风险准备金，以保护交易者的利益。

**协议也有风险准备金。当市场未及时清算，未担保头寸未清算，或市场不平衡需要vamm支付资本利率时，将使用风险准备金。如果风险准备金用完，系统将铸造新一代币 perp并在市场上出售以偿还债务。

与中心化式交易所相比，近期推出的永续协议累积的风险准备金非常有限，风险准备金主要代表币 perp，其价值并不稳定。因此，**协议的风险储备相对较小，对用户的保护相对较小。

思考与总结

**协议通过vamm模式在一定程度上解决了AMM的流动性和无偿损失问题。**协议采用Layer2解决方案，事务在xdai链中处理，这意味着事务更高效，并且不收取任何费用。同时，**协议实现了去中心化的、可持续的契约。

在vamm模式下，交易中没有真正的资产，交易者在开仓时不需要对方。就像synthetix和其他项目一样，生态交易员的利润等于其他交易员的损失。在这种情况下，即使交易者判断了正确的交易方向，他们仍然可能有损失。

永续协议的交易深度远小于中心化式交易所，风险准备金规模无法与中心化式交易所相比。同时，永续协议中交易者的损益计算也比较复杂。因此，目前永续合约的用户体验有待提升，中心化的交易所永续合约更适合交易员参与。