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ETH:浅析衍生品资产的价格预言机实现问题

作者:

时间:1900/1/1 0:00:00

原文标题:《针对衍生品资产的价格预言机》

原文作者:JonathanErlich

原文编译:0xStephen

1.介绍

在这篇文章中,我们将分析在DeFi借贷协议的背景下,针对衍生资产价格的预言机的现有假设。具体来说,我们将讨论为什么使用基础资产(underlyingasset)的价格作为衍生资产的喂价,通常是一种应该避免的坏做法。鉴于这种做法的普遍性,我们认为这是一个及时和重要的问题。

我们将重点讨论两种类型的衍生资产:跨链资产和流动性质押衍生品。然而,类似的分析也可以泛用为任何类型的衍生资产。

这篇文章分为三个部分:跨链资产、流动性质押衍生品和总结性思考。

2.跨链资产

当一项衍生资产以基础资产作为代理进行定价时,有一个基本的假设:这两种资产在一段时间内将遵循相同的价格轨迹。而一般来说,情况就是这样。

如果一切运作正常,基础资产价格应该密切跟踪衍生品的价格。然而,当事情不按预期进行时,这一假设就会被打破,在跨链资产的案例中,这种情况经常发生。让我们探讨一个例子来了解原因。

假设我们有bridgedETH,即不同L1链上的ETH的跨链版本。在正常情况下,每个bridgedETH由锁定在以太坊的一个智能合约上的ETH支撑(基于1:1的比率锚定)。然而,这些正常情况并不总是成立。特别是,正如已经发生过的几次情况,跨链可以被利用,导致基础资产被盗。举个例子,让我们假设这正是发生在我们的bridgedETH上的情况,攻击者利用了跨链并能够窃取支持bridgedETH的所有ETH。

Shiba Inu将在生态系统项目中添加数字ID:金色财经报道,Shiba Inu开发人员将把数字身份服务与所有平台应用程序联系起来。Shiba Inu开发人员一直在与社区项目合作,例如那些使用SHIB或计划在即将推出的Shibarium区块链上构建的项目,以确保SSI部署是优先事项。

这些开发人员表示,加拿大和欧盟对数字身份和数据保护的兴趣日益浓厚,可能有助于将Shiba Inu定位为比其他区块链更温和的项目。[2023/8/3 16:16:20]

那么,这将如何影响使用ETH价格作为bridgedETH的代理的借贷协议?从根本上说,这意味着该协议对每个bridgedETH的估值为1ETH,而其真实价格为0ETH。这就使协议出现了以下的漏洞:

它允许攻击者使用bridgedETH作为抵押品,从协议中窃取资金。任何攻击者都能够以0的价格从市场上购买桥接ETH,并将其作为抵押品存入协议其他资产。这种类型的攻击已经被用于不同的实时协议。

它阻碍了清算的正确运作。当bridgedETH的市场价格从1ETH跌至0ETH时,一些使用bridgedETH作为抵押品的头寸应该变得可以清算。然而,鉴于协议仍然将每个bridgedETH估值定为1个ETH,这些头寸不会成为可清算的对象。如果使用一个强大的预言机,这些头寸是否真的会被清算是另一个有趣的问题,最终将取决于bridgedETH的市场价格下跌的速度。然而,这种分析不在本篇文章的范围之内。重要的一点是,在脆弱的预言机机制下,这些头寸甚至不会成为可被清算的坏账。

2000枚比特币从未知地址转入币安:金色财经报道,Whale Alert监测数据显示,北京时间13:33:08,2000枚比特币(约6000万美元)从未知地址转入币安。此前3月15日消息,该巨鲸曾向币安转入2500枚BTC,当时价值6200万美元。[2023/4/11 13:56:26]

作为这个问题的潜在解决方案,Aave正在考虑接入Chainlink的Proof-of-reserve(储备金证明)喂价。在宏观上,这些喂价将允许Aave验证支持跨链衍生品的基础资产确实存在。虽然这可能是一个可行的解决方案,但其实施的细节仍然很少,无法进行全面评估。此外,这个解决方案不能很好地处理一些特殊情况。

例如,基础资产可能变得无法访问或「失效」,这意味着合约中的一个错误永远锁定了合约中的基础资产。在这种情况下,基础资产实际上是存在的,所以不会有储备证明的问题。然而,如果基础资产不能被收回,衍生品将毫无价值。市场价格很可能会反映出这一点,这将使该协议出现上面所探讨的漏洞。虽然这是一个低概率事件,但在评估解决方案的时候应该考虑到这一点。

3.流动性质押衍生品(LSD)

当使用基础资产的价格作为衍生资产的代理时,LSD会受到与跨链资产相同的脆弱性的影响。鉴于我们已经在上一节中谈到了这些问题,让我们来看看DeFi中专门针对LSD的更复杂的案例。

Aera为Polygon上的DAO创建保险库以管理其资金库:金色财经报道,财务管理协议Aera 宣布在 Polygon 上为去中心化自治组织 (DAO) 推出财务优化保险库。Aera 表示,其目标是使加密项目能够以更有效的方式管理其代币储备。[2022/11/2 12:10:53]

在进入具体问题之前,我们值得简单探讨一下LSD的工作原理。正如它的名字所示,LSD是抵押基础资产的可流动证明。在这种情况下,流动性质押协议的工作方式如下:

它从用户方接收要被抵押的资产

它将这些资产委托给一些验证者(节点)

它向用户返回被抵押资产的证明(可流通的):即LSD

当用户想要提取基础资产时(将LSD换为流通资产),协议的工作过程如下:

它从用户方收到LSD

它使用赎回率计算出应该向用户归还多少基础资产。赎回率是LSD供应与基础资产的比率(即它表明每个LSD所代表的基础资产数额)。

它解除了必要的基础资产的质押

在释放期过后,用户便可以认领资产

在这个背景下,让我们回到价格问题。目前一些协议使用的计算LSD价格的方式是将基础资产的价格及赎回率都纳入考量标准,计算方式如下:

加密投资公司Polychain Capital宣布起诉 Shipyard Software:金色财经报道,加密投资公司Polychain Capital将Shipyard Software告上法庭,原因是一项明显的股权交易出现问题。DEX制造商 Shipyard Software去年 7 月为其基于以太坊的零售平台Clipper筹集了2100万美元。作为 Shipyard 融资的一部分,Polychain 领投了 400 万美元的股权融资。

根据Law360发现的最近在特拉华州法院提交的一份投诉,Polychain 在投资一年多后声称它从未收到过其 Shipyard Software 的股份。Polychain 现在正在寻求要求 Shipyard “归还和发行数字资产”的订单。[2022/8/15 12:26:25]

其中:

通过将赎回率纳入计算,这种方法解决了上一节所探讨的情况,即基础资产可能被盗。例如,如果基础资产被盗,将被反映在赎回率上,因此,价格也将受到影响。

那么,这种方法有什么问题呢?让我们用以下例子来探讨这个问题。在这个例子中,假设我们有一个名为stakedATOM的ATOM的LSD,其工作方式与我们上面描述的LSD的方式类似,并且有一个21天的释放期。使用上面描述的定价方法,stakedATOM的价格计算方式如下:

Kava Network生态系统内TVL超3亿美元:7月20日消息,Kava Network发推表示,目前Kava Network已部署了19个协议,生态系统内的总价值锁定(TVL)超3亿美元。[2022/7/20 2:25:25]

其中:

这种方法有一个基本问题:stakedATOM的实际市场价格可能与上面探讨的计算价格有出入。这是因为,虽然当stakedATOM的市场价格高于计算价格时,存在一个套利机会,但当stakedATOM的价格低于计算价格时,就不是这样了。

换句话说,虽然stakedATOM的市场价格在上行方面有一个硬挂钩,但在下行时却不存在了。为了了解原因,让我们来探讨一下这两种情况下的套利机会是如何运作的。上涨的情况如下:

假设赎回率为1ATOM/stakedATOM。

市场价格是1.1ATOM/stakedATOM。

一个套利者可以质押1ATOM,并收到1stakedATOM,然后在市场上卖出该stakedATOM并获得0.1ATOM的利润。

上述情况会发生,直到套利机会不再存在。这种机制保证了市场价格将倾向于有一个等于计算价格的上限。然而,价格下行时,情况并不是这样的,其原因是21天的释放期打破了套利机会。以下是另一个例子:

假设赎回率为1ATOM/stakedATOM。

市场价格是0.9ATOM/stakedATOM。

如果没有释放期,套利者可以在市场上用0.9个ATOM买1个stakedATOM并解除质押ATOM,取回1ATOM,其利润为0.1ATOM。

然而,释放期为21天,所以不存在立即套利的机会。

所以,对于价格上升来说这存在一个「硬挂钩」,而对于价格下降来说却是一个「软挂钩」。这种软挂钩意味着,从长远来看,市场价格应该趋向于跟随赎回率。但在短期内,stakedATOM的价格没有一个真正的下限。这不仅仅是一个理论上或抽象的发现,在现实中,我们已经看到了这一点,例如臭名昭著的stETH脱锚事件和其他LSD,如stLUNA。基本上,当有足够多的人想要提出LSD而不想要等待释放期时,价格就会趋向于向下「脱钩」。

对于使用计算出的价格作为LSD的预言机喂价的借贷协议而言,上述波动可能会导致资不抵债。让我们来看看下面的例子来了解这种情况是如何发生的:

假设我们在DeFi借贷协议中拥有下述仓位:

一位用户存入了100个stakedATOM作为抵押品,其最高贷款利率为70%

该用户使用stakedATOM作为抵押,借出了价值600美元的其他资产

现在让我们探讨一下下图中T1、T2和T3时间节点中仓位是如何变化的:

在T1中,stakedATOM的市场价格(第4行)完美反映了计算出的预言机价格(第5行),所以一切都运行顺利;具体来说,健康系数(Collateral*Max.LTV/Debt)和抵押品系数(Collateral/Debt)都高于1,所以这个账户是健康并且超抵押的;

在T2中,stakedATOM的市场价格偏离了赎回率(也因此偏离了预言机价格)。具体来说,虽然赎回价格是1ATOM,但市场价格是0.8ATOM(有20%的偏差);这种情况下有几个部分值得详述:

用stakedATOM的市场价格计算的健康系数(第12行)不再高于1,意味着用市场价格衡量的头寸是不健康的,应该是可以清算的。然而,考虑到协议使用的是预言机价格,而预言机价格并没有改变,使用预言机价格计算的健康系数(第11行)仍然与T1中的完全相同,并且高于1。因此,该头寸无法被清算。

请注意,在这一点上,对清算人来说,该头寸的清算已经无利可图(见最后一行)。这是由于协议根据预言机的价格计算要支付给清算人的。stakedATOM抵押品的数量,而预言机的价格被高估了。如果预言机使用的是市场价格,那么这个头寸是可以清算的,在这个时候清算是有利可图的。

虽然这种情况并不理想,但考虑到应该清算的头寸并没有清算,这并不是很糟糕,因为该头寸仍有偿付能力。换句话说,它仍然是过度抵押的(抵押系数高于1)。

在T3中,市场价格和赎回率之间的偏差与T2相同,但ATOM的价格从10美元降至5美元。这实际上会导致一个无力偿还的头寸,因为它不会被清算,现在抵押率已经降至1以下。

从根本上说,这种预言机方法的问题在于,即使一切都在按计划进行,没有发生价格操纵,系统也会变得无力偿还,正如上文所探讨的那样。

4.总结性思考

预言机是DeFi借贷协议的核心。它们是如此重要,以至于它们往往决定了整个协议的未来。一个不健全的预言机可能会使价值数百万美元的资产面临风险,这就是为什么我们花了这么多时间分析预言机的实现。

通过这篇文章,我们希望能对衍生资产的预言机的使用情况有所了解。特别是,我们已经表明为什么一些常用的做法并不理想,应该避免。这篇文章的目的并不是要阻止衍生资产的上市,因为我们知道它们是一些可以作为抵押品的最佳资产。我们的目的是不鼓励这些衍生资产上市时使用不够稳健的预言机,这可能导致最坏的结果。

我们知道,衍生资产的流动性往往比它们的基础资产要差,这使得专门为它们建立健全的预言机制很困难。然而,我们认为这不应该成为使用非稳健预言机的借口。我们强烈鼓励协议在使用非稳健预言机之前,等待流动性的建立和针对特定资产的稳健预言机的开发。

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