淺析衍生品資產的價格預言機實現問題_TOM

原文標題：《針對衍生品資產的價格預言機》

原文作者：JonathanErlich

原文編譯：0xStephen

1.介紹

在這篇文章中，我們將分析在DeFi借貸協議的背景下，針對衍生資產價格的預言機的現有假設。具體來說，我們將討論為什么使用基礎資產(underlyingasset)的價格作為衍生資產的喂價，通常是一種應該避免的壞做法。鑒于這種做法的普遍性，我們認為這是一個及時和重要的問題。

我們將重點討論兩種類型的衍生資產：跨鏈資產和流動性質押衍生品。然而，類似的分析也可以泛用為任何類型的衍生資產。

這篇文章分為三個部分：跨鏈資產、流動性質押衍生品和總結性思考。

2.跨鏈資產

當一項衍生資產以基礎資產作為代理進行定價時，有一個基本的假設：這兩種資產在一段時間內將遵循相同的價格軌跡。而一般來說，情況就是這樣。

如果一切運作正常，基礎資產價格應該密切跟蹤衍生品的價格。然而，當事情不按預期進行時，這一假設就會被打破，在跨鏈資產的案例中，這種情況經常發生。讓我們探討一個例子來了解原因。

假設我們有bridgedETH，即不同L1鏈上的ETH的跨鏈版本。在正常情況下，每個bridgedETH由鎖定在以太坊的一個智能合約上的ETH支撐(基于1:1的比率錨定)。然而，這些正常情況并不總是成立。特別是，正如已經發生過的幾次情況，跨鏈可以被利用，導致基礎資產被盜。舉個例子，讓我們假設這正是發生在我們的bridgedETH上的情況，攻擊者利用了跨鏈并能夠竊取支持bridgedETH的所有ETH。

Circle和Binance高管：MiCA刺激歐洲加密初創公司的風險投資激增:金色財經報道，Circle和Binance的高管表示，歐洲VC資金的涌入是因為歐盟在監管方面的進展。在過去的幾個月里，大量的風險投資資金涌入歐洲的加密貨幣市場。

MiCA是一個歐洲加密市場監管框架，在早些時候獲得批準，并可能在今年7月成為法律。[2023/5/14 15:01:29]

那么，這將如何影響使用ETH價格作為bridgedETH的代理的借貸協議？從根本上說，這意味著該協議對每個bridgedETH的估值為1ETH，而其真實價格為0ETH。這就使協議出現了以下的漏洞：

它允許攻擊者使用bridgedETH作為抵押品，從協議中竊取資金。任何攻擊者都能夠以0的價格從市場上購買橋接ETH，并將其作為抵押品存入協議其他資產。這種類型的攻擊已經被用于不同的實時協議。

它阻礙了清算的正確運作。當bridgedETH的市場價格從1ETH跌至0ETH時，一些使用bridgedETH作為抵押品的頭寸應該變得可以清算。然而，鑒于協議仍然將每個bridgedETH估值定為1個ETH，這些頭寸不會成為可清算的對象。如果使用一個強大的預言機，這些頭寸是否真的會被清算是另一個有趣的問題，最終將取決于bridgedETH的市場價格下跌的速度。然而，這種分析不在本篇文章的范圍之內。重要的一點是，在脆弱的預言機機制下，這些頭寸甚至不會成為可被清算的壞賬。

距以太坊合并還剩15000個區塊:金色財經報道，最新數據顯示，當前距離以太坊合并還剩15,000個區塊，預計剩余時間為2天11小時37分鐘。[2022/9/13 13:24:56]

作為這個問題的潛在解決方案，Aave正在考慮接入Chainlink的Proof-of-reserve(儲備金證明)喂價。在宏觀上，這些喂價將允許Aave驗證支持跨鏈衍生品的基礎資產確實存在。雖然這可能是一個可行的解決方案，但其實施的細節仍然很少，無法進行全面評估。此外，這個解決方案不能很好地處理一些特殊情況。

例如，基礎資產可能變得無法訪問或「失效」，這意味著合約中的一個錯誤永遠鎖定了合約中的基礎資產。在這種情況下，基礎資產實際上是存在的，所以不會有儲備證明的問題。然而，如果基礎資產不能被收回，衍生品將毫無價值。市場價格很可能會反映出這一點，這將使該協議出現上面所探討的漏洞。雖然這是一個低概率事件，但在評估解決方案的時候應該考慮到這一點。

3.流動性質押衍生品（LSD)

當使用基礎資產的價格作為衍生資產的代理時，LSD會受到與跨鏈資產相同的脆弱性的影響。鑒于我們已經在上一節中談到了這些問題，讓我們來看看DeFi中專門針對LSD的更復雜的案例。

在進入具體問題之前，我們值得簡單探討一下LSD的工作原理。正如它的名字所示，LSD是抵押基礎資產的可流動證明。在這種情況下，流動性質押協議的工作方式如下：

軟銀今年已“提前賣掉”約三成阿里股份，部分將流入第二個愿景基金:金色財經報道，由億萬富翁創始人孫正義領導的軟銀集團今年通過預付遠期合約(一種衍生品)出售了所持阿里巴巴股份的約三分之一，共套現約220億美元。據悉，收獲的現金有一大塊流入了該集團的第二個愿景基金，該基金未能吸引到外部資金，而且已向250家公司投資480億美元，包括 Web3 和區塊鏈安全公司 Certik、區塊鏈基礎設施服務商 InfStones 等。（exchangewire）[2022/8/4 12:02:28]

它從用戶方接收要被抵押的資產

它將這些資產委托給一些驗證者(節點)

它向用戶返回被抵押資產的證明(可流通的)：即LSD

當用戶想要提取基礎資產時(將LSD換為流通資產)，協議的工作過程如下：

它從用戶方收到LSD

它使用贖回率計算出應該向用戶歸還多少基礎資產。贖回率是LSD供應與基礎資產的比率(即它表明每個LSD所代表的基礎資產數額)。

它解除了必要的基礎資產的質押

在釋放期過后，用戶便可以認領資產

在這個背景下，讓我們回到價格問題。目前一些協議使用的計算LSD價格的方式是將基礎資產的價格及贖回率都納入考量標準，計算方式如下：

美聯儲7月加息75個基點的概率為75.1%:7月27日消息，據CME“美聯儲觀察”最新數據，美聯儲到7月份加息75個基點的概率為75.1%，加息100個基點的概率為24.9%。

到9月份累計加息50、75、100個基點的概率均為0%，累計加息125個基點的概率為51.0%，累計加息150個基點的概率為41.0%、加息175個基點的概率為8.0%。[2022/7/27 2:40:21]

其中：

通過將贖回率納入計算，這種方法解決了上一節所探討的情況，即基礎資產可能被盜。例如，如果基礎資產被盜，將被反映在贖回率上，因此，價格也將受到影響。

那么，這種方法有什么問題呢？讓我們用以下例子來探討這個問題。在這個例子中，假設我們有一個名為stakedATOM的ATOM的LSD，其工作方式與我們上面描述的LSD的方式類似，并且有一個21天的釋放期。使用上面描述的定價方法，stakedATOM的價格計算方式如下：

其中：

這種方法有一個基本問題：stakedATOM的實際市場價格可能與上面探討的計算價格有出入。這是因為，雖然當stakedATOM的市場價格高于計算價格時，存在一個套利機會，但當stakedATOM的價格低于計算價格時，就不是這樣了。

換句話說，雖然stakedATOM的市場價格在上行方面有一個硬掛鉤，但在下行時卻不存在了。為了了解原因，讓我們來探討一下這兩種情況下的套利機會是如何運作的。上漲的情況如下：

以太坊網絡Gas費上升至51gwei:金色財經消息，據Etherscan數據顯示，當前以太坊網絡Gas費上升至51gwei。[2022/6/3 4:00:56]

假設贖回率為1ATOM/stakedATOM。

市場價格是1.1ATOM/stakedATOM。

一個套利者可以質押1ATOM，并收到1stakedATOM，然后在市場上賣出該stakedATOM并獲得0.1ATOM的利潤。

上述情況會發生，直到套利機會不再存在。這種機制保證了市場價格將傾向于有一個等于計算價格的上限。然而，價格下行時，情況并不是這樣的，其原因是21天的釋放期打破了套利機會。以下是另一個例子：

假設贖回率為1ATOM/stakedATOM。

市場價格是0.9ATOM/stakedATOM。

如果沒有釋放期，套利者可以在市場上用0.9個ATOM買1個stakedATOM并解除質押ATOM，取回1ATOM，其利潤為0.1ATOM。

然而，釋放期為21天，所以不存在立即套利的機會。

所以，對于價格上升來說這存在一個「硬掛鉤」，而對于價格下降來說卻是一個「軟掛鉤」。這種軟掛鉤意味著，從長遠來看，市場價格應該趨向于跟隨贖回率。但在短期內，stakedATOM的價格沒有一個真正的下限。這不僅僅是一個理論上或抽象的發現，在現實中，我們已經看到了這一點，例如臭名昭著的stETH脫錨事件和其他LSD，如stLUNA。基本上，當有足夠多的人想要提出LSD而不想要等待釋放期時，價格就會趨向于向下「脫鉤」。

對于使用計算出的價格作為LSD的預言機喂價的借貸協議而言，上述波動可能會導致資不抵債。讓我們來看看下面的例子來了解這種情況是如何發生的：

假設我們在DeFi借貸協議中擁有下述倉位：

一位用戶存入了100個stakedATOM作為抵押品，其最高貸款利率為70%

該用戶使用stakedATOM作為抵押，借出了價值600美元的其他資產

現在讓我們探討一下下圖中T1、T2和T3時間節點中倉位是如何變化的：

在T1中，stakedATOM的市場價格(第4行)完美反映了計算出的預言機價格(第5行)，所以一切都運行順利；具體來說，健康系數(Collateral*Max.LTV/Debt)和抵押品系數(Collateral/Debt)都高于1，所以這個賬戶是健康并且超抵押的；

在T2中，stakedATOM的市場價格偏離了贖回率(也因此偏離了預言機價格)。具體來說，雖然贖回價格是1ATOM，但市場價格是0.8ATOM(有20%的偏差)；這種情況下有幾個部分值得詳述：

用stakedATOM的市場價格計算的健康系數(第12行)不再高于1，意味著用市場價格衡量的頭寸是不健康的，應該是可以清算的。然而，考慮到協議使用的是預言機價格，而預言機價格并沒有改變，使用預言機價格計算的健康系數(第11行)仍然與T1中的完全相同，并且高于1。因此，該頭寸無法被清算。

請注意，在這一點上，對清算人來說，該頭寸的清算已經無利可圖(見最后一行)。這是由于協議根據預言機的價格計算要支付給清算人的。stakedATOM抵押品的數量，而預言機的價格被高估了。如果預言機使用的是市場價格，那么這個頭寸是可以清算的，在這個時候清算是有利可圖的。

雖然這種情況并不理想，但考慮到應該清算的頭寸并沒有清算，這并不是很糟糕，因為該頭寸仍有償付能力。換句話說，它仍然是過度抵押的(抵押系數高于1)。

在T3中，市場價格和贖回率之間的偏差與T2相同，但ATOM的價格從10美元降至5美元。這實際上會導致一個無力償還的頭寸，因為它不會被清算，現在抵押率已經降至1以下。

從根本上說，這種預言機方法的問題在于，即使一切都在按計劃進行，沒有發生價格操縱，系統也會變得無力償還，正如上文所探討的那樣。

4.總結性思考

預言機是DeFi借貸協議的核心。它們是如此重要，以至于它們往往決定了整個協議的未來。一個不健全的預言機可能會使價值數百萬美元的資產面臨風險，這就是為什么我們花了這么多時間分析預言機的實現。

通過這篇文章，我們希望能對衍生資產的預言機的使用情況有所了解。特別是，我們已經表明為什么一些常用的做法并不理想，應該避免。這篇文章的目的并不是要阻止衍生資產的上市，因為我們知道它們是一些可以作為抵押品的最佳資產。我們的目的是不鼓勵這些衍生資產上市時使用不夠穩健的預言機，這可能導致最壞的結果。

我們知道，衍生資產的流動性往往比它們的基礎資產要差，這使得專門為它們建立健全的預言機制很困難。然而，我們認為這不應該成為使用非穩健預言機的借口。我們強烈鼓勵協議在使用非穩健預言機之前，等待流動性的建立和針對特定資產的穩健預言機的開發。

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