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从变动到稳定:史上最完整DeFi 固定利率协议大图鉴

作者:

Ethan C., Researcher of EM3DAO , EVG , Hakka Finance

Lucien Lee, CEO of Hakka Finance

Ping Chen, Founder of Hakka Finance

DeFi 的发展日新月异,交易和借贷是最重要的两大支柱。

在交易方面,金融史上前所未有的AMM 模式胜过了orderbook,成为链上流动性的典范;而借贷这边也从p2p lending 全面转向p2pool 的模式。Aave 的前身Ethlend 向我们示范了orderbook 方式的p2p 借贷模式,虽然有着明确到期日及固定利率的好处,但在没有足够流动性,配对效率极为低下,因此被DeFi 市场给淘汰。取而代之的是Compound、Aave 等由供需控制利率的永续资金池借贷模式。

然而,少了到期日,借贷需要靠别的力量来维持供需均衡,在lending pool 中便是「利用率- 利率」的回授控制机制:供不应求的时候升息,鼓励存/还款;供过于求的时候降息,鼓励借/提款。尽管Aave 号称有固定利率借款功能,但其实还是对固定利率借款保有调高利息的机制。可以说利率浮动是永续借贷资金池的必然现象。

然而浮动利率不利于人们进行长远财务规划与杠杆交易,尤其是DeFi 中利率的高波动性,使得浮动利率贷款风险极高,以2021 下半年Aave 的USDT 借款利率为例,其利率波动不仅大并且十分剧烈,一天内利率能从3.73% 瞬间陡升到61% (2021/10/29~30)。如此高不确定性阻碍了DeFi 更大市场规模的发展,反观传统金融大多数债务市场都是由固定利率贷款驱动,稳定可预测利率能让贷款/借款人对他们的投资组合有更多掌控感,进而愿意采用更多复杂的金融商品。

2021 下半年Aave USDT 借款利率波动范围为3.16% ~ 61%

同时借贷做为建构投资组合的基础元件,通常被期待拥有可预测的利率,譬如以固定收益产品,如不动产抵押债券、公共债券为基底,组成的保本型基金,或者以固定利率借款的比特币杠杆仓位。可预测利率可以说是发展现代化金融商品的基石。

撰写本文时, DeFi 借贷协议的未偿债务总额约为236 亿美元。相比之下,全球债务市场估计为128万亿美元,随着更多使用者与机构进入DeFi 市场,固定利率的需求绝对是持续蓬勃增长。因此,我们大胆预测,固定利率协议将成为DeFi 的新圣杯,也会是下一波DeFi 爆发成长不可或缺的基石。

DeFi 中的固定利率机制

DeFi 是利率收益资产(Yield)繁星交织辉煌的银河,不论是借贷、AMM LP 交易手续费、流动性挖矿、收益聚合⋯⋯等等,DeFi 四处充斥利率收益资产,而区块链上的利率都是由市场力量动态决定,因此他无时无刻都在浮动。为了因应市场对于不同风险的偏好,因此有许多产品尝试打造固定利率DeFi 产品,而其中又以固定利率借贷为最大宗,使用者希望存款时能提早掌控未来的收益,或于借款时就确定借款成本,以免因市场波动而使借款成本超出预期。本文将涵盖Yield Protocol, Notional Finance, HiFi, Pandle Finance, Element Finance, Swivel, Sense Protocol, Barnbridge, Tranche 等9 种固定利率协议,各个协议形成固定利率的方式都不同,接着我们将根据使用的机制对它们进行分类。

机制总览

首先,最关键的就是「固定利率」的来源。前述提到Compound/Aave deposit 等浮动利率是源自lending pool 的供需力量起落,若一个人要得到不受市场波动影响的固定收益时,势必得摆脱跟池子交易的模式,找到另一人做为对手,提出支付一定利息的保证。而这样的保证利息来源有两种:一种是由借方支付固定利息,另一种是透过贷方的利息重分配来达成。

1. 固定利率借贷: Fixed-rate Loan

由借方支付固定利息的方式本质上和Bitfinex 放贷相去不远,都是透过约定日期、约定额度、固定利率的方式进行借贷,只是改用一些比较适合区块链的方式,譬如将p2p 借贷改为p2pool,透过AMM 借贷做价格(利率)发现。

一种实现此目的之机制为「交易零息债券」。零息债券(Zero coupon bond)是不支付利息的债券,但通常他的交易价格会低于面值,到期后会按面值支付给债券持有人。贷方以折价购买零息债券相当于固定利率存款,可于到期日时领取面额上的资金,而借方则可透过抵押资产来借出零息债券并折价卖成现金,想取回抵押品需于到期日后归还零息债券上面额的欠款,从系统借出之零息债券面额和卖出后得到之现金的差即为借款利息。由于借款的成本即为存款的收益,因此可透过市场供需达到均衡,来决定借贷双方都能接受的固定利率。

举例来说,借方抵押资产后发行一张一年期的面额$1,100 零息债券,然后在市场上以$1,000 折价卖给贷方。贷方相当得到一年期固定利息10% 的$1,000 债权,而到期时借方必须支付票面面额$1,100 去赎回零息债券,对借方来说,他也得到了一年期固定利息10% 的$1,000 借款。用零息债券设计固定利率的好处在于,因为零息债券因为没有利息,所以不像有息债券会面临再投资风险。也就是当你领到利息后,将赚到的利息再重新投资时,因为市场利率随时都在变动,你的总收益也因此不可预期,得承担市场利率变动的风险。可以说零息债券是一个在购买当下,就能完全确定收益的投资工具。

相关协议:Yield Protocol , Notional Finance , HiFi

2. 利息重分配: Yield Redistribution

前者本质上是一个独立的借贷市场,而另一种方式则是基于既有的利息来源,可以是浮动利率的存款,也可以是Yield Farming,衍生出一个交易利率的次级市场。而根据交易模式不同,又可以再分成本金-利息拆分与结构型商品两种。

2–1. 本金-利息分离(Split Principal & Interest)

给定一个收益来源,我们可以将投资的回报拆分成本金和利息两部分,并分别定价。比方说,你可以将「存进Aave 的$10,000 USDC 一年后会赚到的利息」做为一个商品贩售,如果有人愿意出$400 USDC 买它,那你实际上就得到了一个4% 的固定收益投资。你也可以理解成A 和B 两人分别出$9,600 和$400 一起投资到Aave,并约好一年后A 拿$10,000 而B 拿到剩下的部分,达到事先约定利润分配的效果。实现以上目的之作法为,将借贷协议中的本金和利息拆分,并将两者皆代币化。利息代币在结算前的定价取决于市场对未来利率的预期,而本金代币则相当于零息债券,能于到期日后按面额赎回资产,在到期日前零息债券会根据该资产在市场中的时间价值而产生折价。

从以上的例子,很容易理解本息分离如何做到固定利率贷款,另一方面若要做到固定利率借款,可以透过在借款当下买入利息代币,理论上只要借款与贷款利率之间的波动相关性非常紧密,借款的利息浮动会被贷款的利息代币的价值浮动相消,因此达成固定利率借款的效果。而实际上借/贷款利率走势之间,根据资金使用率的状况,并不一定完全相同,因此只会达成部分对冲效果。

相关协议:Element Finance , Pendle Finance , Swivel , Sense Protoco

2–2. 结构型商品(Structured Product)

在借贷协议中存款利息的大小为浮动的,既然未来利息具不确定性,且每个人有着不同的风险承受能力和资金的机会成本,那就可以将根据个人的需求去重新分摊风险。

结构型基金可针对投资人对市场预期的不同,将利息收益拆分成不同等级,并将其重新组合成不同的金融衍伸品。

它本质上是一种融资杠杆,但因为贩售固定利率债券的收入通常也会被用于增持相同的变动利率资产,所以实际上的效果和本金-利息拆分类似,也是一种利率的再分配。

举例来说,我们可以设计一个以5% 为界的双层架构基金,A类为风险较低但优先收益分配的产品(固定利率),B 类为风险较高但高收益的产品(浮动利率),基金的钱全部都拿去Aave 里放贷,若最终累积利息超过5%,A类投资人只能拿约定好的5% 收益,而B 类投资人可以拿其余的超额报酬。反之不到5% 时, B 类投资人的钱会拿去填补A 类投资人利息不足5% 的部分,直到B 类投资人的投资全部赔空。

相关协议:BarnBridge , Tranche

各协议介绍

固定利率借贷

在DeFi 中实现固定利率借贷最容易的方式是透过铸造/购买零息债券。

零息债券是一种借据,发行商承诺持有人可以在到期日时以1:1 换回面额价值的资金,但由于资金具时间价值,因此在到期日之前零息债券会折价在市场上流通,折价的大小则由市场利率以及到期时间而异,折价越大代表到期时之收益越高,反之亦然。

贷方以折价购买零息债券,并于到期日时按面额大小赎回资产,相当于以固定利率借款;而零息债券则是由借款方所提供,借方先以超额抵押资产后,再铸造出零息债券并卖成现金,以达成固定利率借款的效果。

各家差异主要在于零息债券如何用适合区块链的方式定价,我们将在后面AMM 章节深入讨论。

固定利率借贷协议代币名称对应表

Yield Protocol

Yield Protocol 为使用零息债券(fyDai) 作为实现固定利率借贷的协议,在到期日之后fyDai 能以1:1 赎回Dai。

固定利率存款和借款的机制如下:

固定利率存款:先以折价购买零息债券(fyDai) 在于到期日后赎回,收取固定利息。

例如:Alice 以1000 Dai 购入1050 fyDai,若一年后到期,届时可换回1050 Dai,相当于5% 固定年化存款利率。

固定利率借款:先存入ETH 当抵押品,并铸造出fyDai 再卖成Dai,由于fyDai 会折价,因此拿到的Dai 数量变少,两者之差额即为预先锁定的借款成本。

例如:Bob 在协议中抵押1 ETH,以5% 年化借出1000 个Dai,若到期日为一年后,代表Bob 欠系统1050 fyDai,需归还欠款后才能赎回抵押物。

值得一提的是,在Yield Protocol V1 中整个服务搭建于MakerDAO 上,因此能于到期日之后,将整个借贷的仓位转移至MakerDAO 内,使固定利率转为浮动利率,此时存款方能收取Dai Saving Rate,而借款方则需支付stability fee。

而在新版的V2 中则舍弃了与MakerDAO 的连动,但也因此打破了MakerDAO 的限制,得以支援更多的抵押品,包含yvUSDC、ENS 等,并能支援其他币种的借款,如USDC。

此外,由于零息债券的价值会随时间变动,因此Yield Protocol 创造出了一条新的AMM 曲线YieldSpace,该曲线之特殊性质适合作为零息债券的流动池,还能提高资金效率,已成为相关协议之AMM 标准。

流动性仓位管理

由于每一期的零息债券都有不同的到期日和价格,因此每期皆需有独立的流动池以供人交易。目前Yield Protocol 每一期为六个月,为了不让流动性提供者频繁的调仓,流动性会于到期后被自动转至最新的一期,如此一来流动性提供者无需花费gas fee 即可持续赚取手续费。

Notional

Notional 同样以交易及抵押铸造零息债券(fCash) 来达成固定利率借款,借贷利率由市场供需来决定。

与Yield Protocol 最大不同的地方在于,Notional 系统中的底层资产为cToken,也就是Compound 的存款凭证,交易零息代币的流动池为fCash/cToken,使流动池中存放的资金都能随时间产生利息,增加流动性提供者之资金使用效率。

固定利率存款和借款的机制如下:

固定利率存款:借款方支付DAI,系统会先将其存入Compound 中换得cDAI,再至流动池中购买零息债券fDAI,购买的价格即决定了固定借款利率之大小。

固定利率借款:抵押ETH 之后,可铸造出fDAI,再将其卖成cDAI,最终至Compound 取回DAI 以实现固定利率借款,fDAI 和DAI 之差为借款成本。

由于池内底层资产为cToken,因此在到期日后存款之固定利率会自动转变成Compound 的浮动利率。

流动性统一管理

在Notional 中的底层资产为cToken,虽然协议中同时会有很多期的零息债券,但想做为流动提供者仅需于于统一的入口存入cToken,系统会将集中的流动性自动分配至各个池内,实际分配的比例则由社群治理来决定。

如此一来,流动性提供者无需随到期日频繁换池,协议也可透过治理的方式最大化资金使用效率。

存入cToken 后会拿到nToken 作为凭证,该凭证无到期日,随时可赎回。而存入的cToken 会有一部分被用于购买fCash,并以fCase 和cToken 组合成流动性,因此nToken 的混合利率(blended interest rate) 会介于零息债券和Compound 的存款利率之间。

虽然作为流动性提供者的利率会低于直接购买零息债券(fCash),但优点是还可赚取交易手续费。此外,Notional 还支援以nToken 作为抵押品,使流动性提供者可存入nToken 并借出资产,再重复将该资产投入流动性以换得更多的nToken,以杠杆(类似Alpha)加大流动性提供者的收益。

HiFi

HiFi Finance 前身为Mainframe ,是一样利用零息债券的固定利率借贷协议,原理上与Yield 并无二致。都是透过借方抵押资产,借出零息债券,卖给贷方来达成固定利率的效果。在他们v0 版的白皮书中,比较特别的地方在于,留有清算担保池能直接为清算抵押率不足的债务(类似于liquity的机制),另外清算担保池与借款抵押品,也能用于闪电贷(flash loan)赚取收益,让闲置资金获得更多利用。

然而,目前HiFi v1 的设计上,已经跟Yield 毫无差异。不仅AMM 模型基于YieldSpace,同时清算担保池的设计也不见踪影。取而代之的是,提供脚本工具让清算者使用Uniswap v2 闪电换(Flash swaps)清算债务,而这也与其他产品十分类似。

利息重分配

如前章所述,将借款凭证作为零息债券,再以折价卖给存款方即可实现固定利率借贷,此时利息的来源为借贷双方于市场中搓合之结果。

而另种实现固定利率的做法为,将系统内所有资金都先存入借贷协议或是收益聚合器领取浮动利率,再根据每个人的风险偏好去重新分配利息。

此种重新分配贷方利息的做法,又可分成「本金-利息代币分离」以及「结构型商品」二类,各相关协议之介绍如下:

本金— 利息分离

将资金存入借贷协议或收益聚合器中之后,我们可把存入的本金和未来的利息拆分,并将其代币化。

本金代币可于到期日后按1:1 赎回底层资产,虽然在此模式中无借款行为,但其性质仍可等效于零息债券;而利息代币代表的则是未来会产出的利息,兑现未来利息之机制因协议而异。

各家差异主要在于本金代币和利息代币如何用适合区块链的方式定价,我们将在后面AMM 章节深入讨论。

其中利息代币又分为以下两种模式

Drag — 已实现利息会累积到期时才能领取(Past yield delivered at maturity)

Collect — 已实现利息不断转移给持有者(Past yield delivered before maturity)

本息分离协议代币名称对应表

Element

在Element 中所有的资金会存入Yearn Finance 内,并将存入的资金拆分成本金代币(PT, Principal Token) 和利息代币(YT, Yield Token)。

本金代币相当于零息债券,可于到期日后将本金部位赎回;而利息代币则代表未来利息,可于到期日后兑换出期间实际产生之利息。

在此系统下,我们可以创造出「固定利率存款」和「杠杆做多利率」的市场

固定利率存款

购买本金代币相当于以固定利率存款,而年化的大小由本金代币的价格来决定,价格越小代表到期时的获利越多,年化利率越高,反之亦然。

另一种作法为在Element 中存入资金后,直接将铸造出来的YT 卖掉,提早变现未来利息以实现固定利率收益。

杠杆作多未来利率

利息代币(YT) 的价格代表市场对未来利息的预期,而期间累积利息越高YT 的结算价就越高。

我们能透过购买YT 来杠杆做多利率,只要于到期日后能赎回的资产高于购买成本,即可从中获利。

除了直接购买YT 外,另一种作法为先于Element 中存入资金,并将PT 卖出,再将所得之现金重复存入Element 内,反覆执行,以最大化手中YT 数量。

Pendle

Pendle Finance 与Element Finance 类似,也会将存入的资金拆分成本金代币(OT, Ownership Token) 和利息代币(YT, Yield Token),主要的不同在于利息代币运作机制。

在Element 中,本金产生的存款利息会累积于利息代币内,累积的利息越多,结算后的赎回价就越高;而Pendle 中本金产生的存款利息则会直接发放给利息代币的持有人,持有利息代币代表能拥有到期日前持续获得利息收益的权利,而随着到期日的接近,这个权利的时间价值会递减,最终归零。

固定利率存款

若想在Pendle 上实现固定利率存款,须先将资金存入协议中,铸造出OT 和YT 后再将YT 卖掉,提前套现未来利息,赚取固定之存款收益。

杠杆作多未来利率

同样的,对于看涨利率的投资人来说,也能透过购买YT 来杠杆做多利率,只要YT 的购买成本低于其产生出的利息即可从中获利;或能透过存入资金,并将OT 卖出,再把所得现金重新存入Pendle 内,反覆执行前述步骤以最大化手中YT 数量,加大做多利率之杠杆。

固定利率AMM LP 交易手续费

除了借贷协议与收益聚合器之外,Pendle 还支援以Sushi LP token 作为底层资产,将未来因交易手续费而产生的收益代币化,也同样能以固定利率存款或杠杆做多未来利率。

Swivel

Swivel 前身为DefiHedge,其原理一样是将资金放入收益协议后,把资金拆分为本金(zcTokens) 与利息(nTokens) 两种代币,透过在期初卖掉利息代币,并保留本金代币来获得固定利率,而另一方利息代币的持有者则得到浮动利率。存款利息与Pendle 类似,会持续发放给利息代币的持有者。

Swivel 与其他本息分离的协议最不一样的特色在于,其他人都试着使用AMM 来提供本金代币与利息代币的流动性,但他选择了链下订单簿来作为交易模型,其原因我们将在AMM 章节深入讨论。

Sense Protocol

Sense 延续一样的模式,将资金拆分为本金代币(Zeros)和利息代币(Claims),存款利息与Pendle 类似,也会持续发放给利息代币的持有者,但交易机制略有不同,我们将在AMM Curve 章节进行更多比较。

结构型商品

分级基金(structured fund)又称为结构化基金,他是通过对基金收益或是净资产的分割与再分配,打造出不同等级风险收益不同的投资标的。常见情况是分为两级,一级收取固定报酬,另一级则收取剩余报酬。

假设我们称「预期风险和收益均较低且优先享受收益分配的部分」为「A类份额」,另一类「预期风险和收益均较高但次后分配收益」的部分称之为「B类份额」,B类份额本质是「借用」A类份额的资金来放大收益,而具备一定杠杆特性,也正是因为「借用」了资金,B类份额具支付A类份额约定利息的义务。

结构化商品代币名称对应表

BarnBridge

BarnBridge 是利率结构型商品,由Junior Pool和Senior Bond组成。两者的资金都会被投入到底层的协议(Compound, Aave)去产生利息,但收益分配的方式不同。

Junior Pool 的流动性提供者会拿到ERC20 token,代表他的投资份额。Junior 没有到期日,并且领取变动收益。而购买Senior Bond 的人能自选投资时间(最长一年),仓位会以ERC721 的形式持有,Senior 可以得到固定收益,但在到期日之前不能提早赎回,只能转让NFT。

由于底层协议的利率是浮动的,有可能会忽然变很低。为了确保Senior Bond 的持有者都能在到期时兑回承诺的本金和利息,Junior Pool 的部分流动性会被锁定。因此,Junior 的赎回要经过特定的流程,有两个选择:

1、立即赎回:预先扣除承诺要分给Senior 的部分,剩下才能领回

2、换成债券延后赎回:根据Senior 的加权到期日mint 出NFT,到期日后才能赎回,不额外扣除费用

至于Senior Bond 的利率则是透过以下公式决定:

其中yield rate 是取Compound/Aave 利率的三日平均值,再根据池内的流动性利用率打折,成为Senior Yield。因为Senior Yield 总是<= 底层协议当下的利率,所以长期而言Junior 可以赚取额外报酬,但是在利率忽然暴跌的时候可能出现少赚,甚至赔钱的情形。

Tranche

Tranche Finance 和BarnBridge 类似,都是结构型产品,分成固定利率的Tranche A 和浮动利率的Tranche B(两个都是ERC20 token)。但不像Barnbridge 会根据池中固定/浮动的比例决定利率,Tranche 完全没有自动化的利率决定机制,取而代之的是由DAO (token holder) 透过投票的方式「决定」要发给「固定」利率的人多少利息。所以本质上Tranche A 并不是真的固定利率,随时可能被投票改高或是改低利息。

可以看到FIXED 和VARIABLE 的利差很大,而且governance 可以片面决定FIXED 要改多少。

零息债券与本息代币专用的AMM

无论是零息债券、本金代币或利息代币,想要能在市场上被交易就会需要流动性。中心化交易所是以订单撮合(order matching) 的方式让买卖双方成交,流动性则是由买卖双方挂单提供,此做法虽然可以让价格发现的过程很有效率,但却不适用于区块链这种计算及储存资源相对稀缺、效能较低的系统。因此在区块链中,发展出了最适合DeFi 世界的自动化做市商(Automatic Market Maker, AMM),AMM 的流动性会由买卖以外的第三方— 流动性提供者— 来提供,报价则由事前所规定好的数学关系式来决定。

不同的数学式会对应到不同的曲线,我们可以根据交易币种的不同,设计出能给予合理报价的关系式。

以Uniswap v2 为例,采用之恒定乘积做市商模型如下:

x × y = k

此曲线提供的边际报价为price = y/x,为池内两个币种之存货比,当有交易发生而使存货数量改变,价格就会随之变化,此种模型适合价格波动较大的币种。

另个极端的例子为mStable,采用之恒定总和做市商模型如下:

x + y = k

此曲线提供之报价恒为price = 1,无论池内两币种存货如何改变,兑换比永远为1,适合货币价值完全相同之稳定币互换。

然而,对于零息债券、本金代币或利息代币来说(本金代币本质上是零息债券),他们有个共同的特性是「价值随时间变化」,而以上两种单纯的AMM 都没有办法很好反应这个特性。接下来我们将讨论针对零息债券与利息代币要如何设计好的AMM 模型。

零息债券的定价和性质

零息债券的价格可由利率大小和到期时间来决定,他是以面额折价计算,也就是考量到未来现金流复利,折现到现在的价值为多少,公式如下:

债券价格(PV) = 面额(FV) ÷ (1 + r)^n

面额:债券的票面价值,到期后能拿到的金额

r:年利率

n:期数(年)

由以上定价公式可知,尽管市场利率不变,零息债券的价格仍会随时间变化,越接近到期日,债券的价格就越接近面额大小,最终两者之兑换率会收敛至1。

从另个角度来看,若零息债券的价格维持不变,随着到期日的接近,年利率r 就会持续上升。

零息债券适合怎样的AMM 曲线

若以Uniswap 的 x × y = k 作为AMM 曲线,假若无人交易,池内状态不变,零息债券的价格也会维持不变,则随着到期日的接近APY 就会不断增加,而吸引人前来套利,使流动性提供者的承受损失;若使用mStable 的

x + y = k,则零息债券的价格永远都为1,无法在到期日之前折价交易,表现出时间价值。

由上可知,我们需要一条会随时间演化而自动改变报价的曲线,让零息债券的价格在一开始时对价格变化较敏感,能根据市场状况改变,而越接近到期日兑换率会逐渐收敛至1。

Yield Protocol 和Notional 都是以购买或铸造零息债券代币来达到固定利率借贷的协议;Element, Pendle 与Sense 则是将资产拆分成本金代币和利息代币,本金代币本身也可以视为一种零息债券。以下简介和分析前述五个协议使用之AMM 曲线,最后讨论不使用AMM 而采用订单簿的Swivel。

YieldSpace

Yield Protocol 为了零息债券设计出了一条特制曲线YieldSpace,该曲线之参数包含时间t,t 越大代表距离到期日越远,而随着到期日的接近,t 会逐渐趋于零。

可由简单的微积分证明此曲线于 t = 1 时会等价于 x × y = k而当 t = 0 时,曲线会演化成直线,变成x + y = k。这让使用者能于到期日之前,根据市场利率来交易债券,且当时间接近到期日,价格会自动接近$1,最终可以1:1 赎回债券面额资产,符合零息债券特性。

除此之外,YieldSpace 的曲线还有一个重要的性质为「利率恒定」。

理论上,如果市场对于零息债券的供需没有变化,零息债券的利率需要保持一致。供需没有变化的意义对应到恒定乘积做市商模型x × y = k,意味着流动池内两个币种的存量不变,也因此其价格也保持不变。

然而,从零息债券的价格公式可得知,如果随着时间变化,但要保持利率不变的话,得增加零息债券的价格,而 x × y = k 模型,无法自动反应零息债券的价格变化。而YieldSpace 曲线具随时间自动增加零息债券价格的特性,因此能带来重要的「利率恒定」效果。

因此只要市场利率不变,都不会因时间造成的价格变化而产生套利空间,流动性提供者就不会有time-dependent impermanent loss。

举例来说,假设今有一档一年期的零息债券,利率为10%

初始价格为$0.9091 ÷ (1.1)^1 = 0.909

半年后价格为$0.953一年后价格为$11 ÷ (1.1)^0.5 = 0.953

1 ÷ (1.1)^0 = 1

若都无人交易,代表池内两币种之存量(x,y)不变,并且市场利率维持10%,六个月后,随着t 值变小,斜率相对改变,该零息债券的价格会上升至$0.953;九个月后价格会再提升至$0.976;最后到$1。

动态手续费

现今主流的AMM 都是以「交易量」之固定百分比做为手续费,如Uniswap V2 手续费为0.3%,而此机制不适用于零息债券的流动池,因为在到期日之前,0.3% 的手续费会对年化造成巨大的影响。

假设有一档零息债券APY 固定为10%,则在不同时间以0.3% 交易手续费交易,对年化利率之影响如下:

时间越接近到期日,手续费对年化利率的影响就越剧烈,该变化的大小会呈指数递增。

因此在YieldSpace 中,手续费的计算改由「利息」中的固定百分比来收取,随着到期日的接近,能产生的利息变少,交易手续费也会随之降低。

虚拟流动性:增加资金效率

在正常的情况下,零息债券的价值永远不该高于面额,也就是代币的兑换率永远不会超过1,一旦超过即会创造出套利空间。

但在上述的AMM 设计中,流动性的分布会对称于x = y,也就是兑换率为1 的两侧,但由于零息债券的价格不会超过$1,代表流动池内有一半的资金永远是闲置的,不会被交易到,因此YieldSpace 引入了虚拟流动性,流动池内约一半的零息债券由虚拟存量(virtual reserve) 提供,透过虚拟存量来让此曲线能在不影响前述性质的情况下,大幅增大资金使用效率。

灰色区域为虚拟流动性,当fyDAI 价格高于1 DAI,系统不允许交易

Notional

由YieldSpace 的讨论中可了解到,作为一条适合零息债券流动池使用的AMM 曲线需具备以下三个条件:

1)尽管无人交易,系统能随着到期日的接近自动调整价格,保持利率恒定。

2)随着到期日的接近,价格曲线需越来越平缓,使存量的变化对价格反应不敏感。

3)手续费不能以固定百分比收取,需随着到期日的接近降低

Notional 针对以上三个需求分别引入了以下三个参数:

Anchor

此参数控制价格曲线的中心,其兑换率(fCash per Currency) 会随着时间而减小,最终收敛至1。

若不考虑交易造成的价格滑动,Anchor 的调整能使利率维持恒定,不让时间的变化影响利率的大小。

Scalar

此参数代表价格对需求的敏感度,scalar 越小曲线越陡,价格变动越大。随着时间越接近到期日,曲线会越平滑,使流动性集中于anchor 所锚定的价格中心。

Trading Fee

手续费的大小会随着时间线性递减至零,以降低手续费对年化利息的影响

Notional AMM Curve

综合以上三个参数可以得到Notional AMM 的定价公式:

Element Finance

在Element Finance 中,使用者存入的资金会被拆分成本金代币和利息代币,两种代币有不一样的性质,因而会需要不同的流动池。

本金代币池:

本金代币为能在到期日后将本金赎回的凭证,相当于是零息债券,因此Element 的本金代币的流动池选择使用YieldSpace AMM 曲线。

利息代币池:

利息代币可在到期日时赎回期间内所累积的利息,但由于未来利息是不确定的,可能会因市场供需的变化而产生较大的价格变动,因此利息代币的流动池选用 x × y = k 作为较容易做价格发现的曲线。

Pendle Finance

Pendle Finance 同样为本金-利息拆分的模式,与Element 的差异在于其利息代币的运作模式,持有Pendle 的YT 代表领取存款利息的权利,持有越久可获得越多收益,其价值会随时间递减至零。

本金代币池:

Pendle 中的本金代币性质也相当于是种零息债券,但却没采用YieldSpace 或Notional AMM 这类适合零息债券使用之AMM,而是选了SushiSwap 作为流动池。

SushiSwap 使用恒定乘积做市商作为模型,该曲线不会随着时间而变动,代表流动性提供者会随着时间变化必然会产生暂时性损失。而采用SushiSwap 作为流动池也就意味着Pendle 放弃「以OT 作为零息债券来使用」之性质,让固定利率存款的过程变更复杂,使用者体验变差,可谓相当可惜。

利息代币池:

Pendle 中YT 在到期时价值必然归零,若以 x × y = k 做为AMM 曲线,则随着时间的流逝,利息代币的时间价值递减,会吸引套利者前来套利,而造成流动性提供者的损失,最终使整个流动池的价值归零。

为解决上述问题,Pendle 参考了Balancer 的曲线,并多引入了时间相关之参数,使两个币种的权重会随时间而改变。

αi+1:x于时间 t = i + 1 之权重

βi+1:y于时间 t = i + 1 之权重

xi 和 yi 为时间 t = i 时流动池内之存量

α 和β 皆为时间的函数,会随时间变化。

在初始t=0 时α 和β 皆为0.5,随着时间接近到期日,α 会逐渐变小,最终为0;β 则会逐渐变大,最终为1。

以利息代币YT/USDC 池为例,在开始时两个币种之权重比为50/50,此时YT 的价格为$1,随着到期日的接近,YT 的权重会逐渐下降,当权重比下降至20/80 时,若这段时间无人来交易,则YT 的价会变为$1 * (20/80) = $0.25,而最终比例会变为0/100,此时的YT 价格即为$0。

由以上说明可知,此AMM 曲线能动态的调整报价,符合代币价值随时间递减之性质,以避免流动性提供者承受time-depedent impermanent loss。

Sense Protocol

Sense 作为另个本金-利息分离型的固定利率协议,其本金代币(zcToken) 之性质也相当于是零息债券,而其流动池采用Sense Space AMM,为前述之YieldSpace AMM 的改良版。

Sense Space

本金代币池:

Sense Space 使用了YieldSpace 之恒等式,但将其中的标的资产(underlying asset) 更换成利率收益资产(yield-bearing asset),让流动池内的每种资产都能随时间产生价值,最大化资金效率。

但由于YieldSpace 的AMM 曲线会将流动性集中至1:1 附近,以zcDAI/DAI 池为例,若只将DAI 改成cDAI 作为零息债券的配对资产,则AMM 无法如期运作。为了解决此问题,Sense Space 多引入了scaling factor,此参数为Compound 中cDAI 对DAI 的兑换比。如此一来,无论是交易或增加、移除流动性,只要先透过该参数将cDAI 的价值对应回DAI 的数量后,就能以YieldSpace 的公式计算兑换率。

实作方面,合约会于初始化时记录下cDAI 与DAI 的兑换率,并于每次交易时更新此参数,如此还能确保cDAI 利息的累积不会影响零息债券(zcDAI) 的美元兑换价值。

利息代币交易:

Sense 的利息代币设计采用Pendle 的模式(Collect YT),但只提供PT/Target 交易对(Target 在Sence 中意指利率收益资产)而没提供YT 流动池。

如果要交易YT 则需要利用Target = PT + YT 的关系来兑换。

举例来说,在Sence 上,如果想要购买Compound Dai 的利息代币(YT):

1)存入cDai 得到本金代幣 zcDai+利息代幣 ccDAI

2)将zcDai 交易换成cDai

3)此时手上会剩下zcDai 跟剩余的cDai,可以重复步骤1~2 ,尽量把cDai 都换成zcDai

反过来,若你要卖掉利息代币:

1)跟Pool 闪电贷出cDai

2)把cDai 换成本金代币zcDai

3)把手上的利息代币ccDAI 与借来的本金代币zcDai 合成赎回cDai

4)把闪电贷借出的cDai 还回去

5)手上会剩下一部分cDai

要成为流动性提供者,也是用类似的方式入池,可以看见以上的方法好处是,我们只需要有一个本金代币— 利率收益资产AMM 池,不需要设计利息代币的交易模型,因此原本两池的流动性能聚合在同一池,进而提高LP 从交易量而赚得的收益,但很明显的代价是交易的运算过程变复杂了,不仅难以将手上的利率收益资产毫无剩余地购买利息代币,同时也要付出更多gas 。

另辟蹊径的Swivel

最后,身为唯一一个不使用AMM 定价的协议,Swivel 选择以链下订单簿的机制来解决本金与利息代币在AMM 上定价困难。

Swivel 认为利息代币等作为利率的衍生品,其价值会随着利率和利率波动的变化,但AMM 中的利息代币价格难以立刻反应变化。相同的现象也存在于现货市场与其衍生品之间,在选择权市场中,选择权价格不断对现货价格和现货波动做出反应,若要用AMM 实现DeFi 选择权市场,其AMM 模型也必须以某种方式适应这些因素改变。选择权AMM 虽然发展迅速,但仍难以考虑即时波动性,这导致流动性提供者(LP) 的回报极低,在Swivel 对DeFi 选择权协议Hegic的流动性提供者分析中,能发现他们承受了巨大的损失。

因此Swivel 认为订单簿比起AMM 适合做衍生品的DeFi 交易模型,不仅能让Market Maker 避免定价失真所带来的损失,同时为使用户提供最优惠的价格和最低的交易成本。除此之外,还可以提供本金代币-利息代币的订单簿交易对,让使用者能直接交换两者,不需要像Element 一样得在两个AMM 上做交易(YT-Underlying & PT-Underlying),增加了交易的效率。

Hegic BTC & ETH LP 承受巨额损失

资金效率问题和市场效率问题

各个协议实作固定利率的方式略有不同,也因此在「资金效率」和「市场效率」上各有优点和缺点。

固定利率借贷vs 收益重分配

Yield/Notional 的零息债券和Element/Pendle 的本金代币的性质非常接近,机制却大不相同。

Element 最大的缺点是价格发现的效率非常糟糕,它需要为本金代币和利息代币分别建立流动池,需要更多资金提供流动性。另外,想得到本金代币有两种路径,一个是用现金铸造出PT + YT 再卖掉YT,另一个是直接现金买PT。理论上,在足够有效率的市场,两种路径的产出应该要是完全一样的,但区块链的限制加上AMM 的特性却会让两者很容易有差额,显得很没效率。

相较于Element 有两种路径交易本金代币,因此有利差套利问题, Yield 直接了当,只有零息债券交易池,由借贷双方对折现(利息)供需共识来决定价格。但可惜有一好就没两好,Yield、Notional 等固定利率借款方法本质上是一个独立的「初级」借贷市场,不像Element、Pendle 等本息分离协议,是架构在现有借贷协议上的利率「次级」市场。固定利率借贷类型协议中,利率的市场均衡是仰赖自身流动池的供需比例来决定,而非已经有大量流动性的底层利率协议。同时作为一个新兴的借贷市场,得自己重新聚笼资金来创造流动性,相对来说供给/需求弹性会明显较差,若出现供需严重失衡的现象,例如大量存款进入Yield 购买零息债券,让Yield 的利率相对于外部利率市场Compound/Aave 大幅降低时,会需要更久的时间才能达到新平衡。

提升市场效率

值得一提的是Notional 和Swivel 对提升效率的尝试。

Notional 的流动性提供者不需要「分配」资金到不同到期日的池子,并于到期后手动将资金赎回,而是集中所有资金进到一个大池,再由治理的方式根据市场需求统一调度流动性。如此可让闲置资金发挥更大的功效,提升市场效率也增加流动性提供者的收益。

Swivel 则是直接舍弃AMM 改用orderbook,论述大致上也算合理,利率市场和选择权市场类似,复杂到不适合用AMM 的形式处理。但这里有个关键点是利率市场的PnL 不高,所以对交易成本格外敏感,如果Swivel 因为链下订单簿的限制造成取消/更新order 的成本很高,恐怕会抵销它高资本效率的优势。

提升资金效率

另一方面,做零息债券的LP 可能存在着某种本质上的矛盾,因为会想持有这类资产的人理论上就是想赚利息,但流动池中必须有一些现金是没在生利息的。甚至YieldSpace 为了效率砍掉了一半用不到的流动性,正好就是零息债券的那部分,让池子的平均利率又更低了。所以对LP 而言,除非交易手续费超过零息债券的利率,否则没有理由把钱分配在AMM 而不是买债券。

因此Sense 提出用利率收益资产来与零息债券配对做LP,让流动池的现金以生息资产的形式存放,但其代价为是使用者进出时,需要多做一层转换增加gas 的开销。

结构型商品BarnBridge 的固定利率NFT 发行并不仰赖AMM,而是直接在系统内部完成价格发现,最大的好处就是生态中的所有角色的所有资金都处在生利息的状态,没有一丝一毫闲置资金,不过这也不是全无代价的。

从市场构成的角度来看,「固定利率借贷」和「本金-利息分离」是利率的long-short market,结构型利率协议则是利率的hedge-speculate market。前者才是比较自然的供需关系,后者的speculate part 并不是正常的需求,他是为了满足一方想hedge 而让另一方take risk 而生。做为对冲风险服务的提供者,对冲风险方的交易对手会希望收到超额报酬,所以长期而言BarnBridge sBOND 的利率很可能会低于Yield/Element 的零息债券的利率。

固定利率协议百家争鸣

DeFi 中利率收益资产无处不在,诸如借贷、AMM LP 交易手续费、协议锁仓奖励、流动性挖矿、收益聚合⋯⋯等等,但是区块链上的利率都是由市场力量动态决定,变化十分剧烈。

然而,利率变动的不确定性导致投资人难以确保未来收益或是控制杠杆成本,进而没有办法有效率地利用资金,做长期财务规划,这阻碍了DeFi 的更进一步发展。即便DeFi 仍处于创新采用曲线的早期阶段,四处充斥着三位数APY 的疯狂挖矿机会,让早期使用者对利率的波动不太敏感,但仍有不少DeFi 先驱敏锐地发觉固定利率的重要性,用各自的智慧设计出不同机制的DeFi 协议,试图开拓固定利率市场。

本文前半部分,我们对市面上所有主流固定利率协议做了深入的分析。总结而言,他们可以分为两大类、三小种方式:

第一类:固定利率借贷( Fixed-rate Loan )

与交易对手约定日期、约定额度与固定利率做借贷交易。

1、零息债券(Zero-coupon Bond)

借方透过发行零息债券折价卖给贷方,其中买卖价格与债券面额差为两者之间放款的固定利息。

第二类:收益重分配( Yield Redistribution )

共同投资利率收益资产,但根据风险偏好分配收益。

1、本息分离(Split Principal & Interest):

把利率收益资产的本金与未来利息分离,各别打包成可被交易的资产;将未来变动的利息提前卖掉,以得到明确的固定利息。

2、结构型商品(Structured Product):

将未来风险与收益分层,低风险等级能优先得到约定收益,剩余收益则全交给高风险等级,相应地高风险等级须承担市场利率变动的风险。

根据以上分类,将对应的协议整理如下表:

固定利率协议实现机制分类表

上述方法,产生固定利率的方式都略有不同,也有着相应的优缺点,但共通点是它们都基于某个投资收益来源(借贷、聚合收益⋯⋯)设计出来的金融市场,大家在里头交易的不仅是利息也包含原始投资本金。然而,我们从「浮动」过渡到「固定」利率的过程中,真正在意的是对「利率波动」避险。

也就是说,我们其实并不在意存入收益资产的本金,甚至不在意利率本身,我们关心的其实是借/存钱一段时间后的实际利率和当初预期的利率的「差额」,并且希望能以某种方式转嫁上述波动风险。

在传统金融之中,此时最常用的工具便是利率交换(Interest Rate Swap)。

利率衍生品

20 世纪70 年代,随着石油危机的爆发与布列敦森林体系崩溃,推升了剧烈的通货膨胀以及更高更不稳定的利率。为了能控制利率风险,相关的利率衍生性金融商品开始逐渐发展,并在市场上受到了欢迎。从1981 年世界上第一笔由IBM 跟世界银行进行利率交换开始,利率交换已经是利率衍生品市场中交易量最大的金融商品。

利率交换和期货市场类似,由标的相同但方向相反的交易者构成市场。你可以做多或做空利率,并根据未来利率走势得到相应的报酬或损失,而适当的购买利率交换可以恰好将浮动利率(借or 贷)持仓的利率变动损益抵销。

例如,A 公司有一笔$1M 的债务,按美元六个月期LIBOR +2% 的浮动利率付息,该公司预期LIBOR 将上涨,希望预先锁定利息成本。同时B 公司也有一笔$1M 的债务,按5% 的固定利率付息,但他另外有笔浮动利率收益的投资,希望未来投资收益能填补利息支出,因此希望转换成以美元六个月期LIBOR为基准的浮动利息。

于是,这两家公司签订一纸为期3 年的$1M 本金的IRS,约定A 公司以6% 固定利率交换B 公司六个月期LIBOR + 1% 浮动利率,结果:

A 公司:得到总固定利息7% 的债务

B 公司:得到总浮动利息为LIBOR 的债务

同时实际结算时,只交换两者约定差额部分,从A 的角度来说,等于5% — LIBOR。

举例来说:

第一期LIBOR 为4.8%,A 只需要支付1M ⨉ 0.1% 利差给B。

注:0.1% = (5%-4.8%)/2

第二期LIBOR 为5.2%,A 则能由B 身上收取1M ⨉ 0.1% 利差

注:-0.1% = (5%-5.2%)/2

从上述例子,我们可以看到IRS 的好处,由于双方实际只对利差的部分结算,不涉及本金,交易者只需要存入小量的保证金,就可以对很大的名目本金(Notional Principal)进行避险,因此资金效率非常地高。

基于这样的概念,我们认为DeFi 固定利率理想的设计方向,应该是一个带有杠杆的利率衍生品市场,让投资人能以很小的资金交易很大名目金额的利息,于是我们提出了iGain — Interest Rate Synth。

iGain — Interest Rate Synth

iGain是由Hakka Finance提出的DeFi 衍生品交易框架,它以生息收益协议中的浮动利率作为结算指标(例如,借贷协议中的浮动利率),将利率这个抽象的概念打包成可交易的金融商品,打造出利率合成资产(interest rate synth),在DeFi 世界中建构了前所未有的利率交易市场。

设计概念

iGain 交易框架采用Long/Short 双代币设计,我们能对任意指摽做多空操作。而在IRS 中,持有Long 代表看涨利率,持有Short 代表看空利率。

iGain 的核心设计为将Long/Short 价格相互影响的特质,用两者相加等于一块钱来表现:

1 Long + 1 Short = $1

Long 的结算价会与期间累积的利率大小有关,其价格限定于$0 至$1 之间,而Short 的结算价则为1 – Long,两者互补,因此若Long 的价格上涨,Short 则会自动下降,反之亦然。

Long 和Short 的价格总和永远为$1

在iGain 中所有的Long 和Short 都是透过存入代币后铸造而成的,根据前述之关系,每一个代币可以铸造出1 Long+ 1 Short,相反的,也能透过销毁等量的Long 和Short,换回相同数量之代币。

Build-in DEX

为了要交易 Long 和 Short 需先有流动性,在iGain 中内建了一个去中心化交易所,并采用恒定乘积做市商x×y=k 作为AMM 模型。此流动池由 Long 和 Short 所组成,若池中有 a 个 Long 和 b 个Short,则池内两币种之价值有以下关系:

假设我们以DAI 为例,再配合前述之 1 Long + 1 Short = 1 DAI 关系即可解联立方程式求出Long 和Short 的价格公式:

一旦发生了交易,即会改变池内a 和b 之数量,连带会影响 Long 和 Short 的价格。

由以上介绍可知,iGain 系统中不存在着Long/DAI 或Short/DAI 这类交易对,仅能做 Long 和 Short 之间的互换,因此若想以DAI 买入Long,需先用DAI 铸造出等量的 Long 和Short,再于流动池内将 Short 换成Long。

增加流动性和购买Long & Short 之流程

反之,若是要将Long 卖成DAI,则是要先将部份的 Long 先换成Short,并以相同数量之 Long 和 Short 赎回DAI。

将A 个Long 卖成X 个DAI 之流程

价格结算

在iGain 这套交易框架下,只要更换结算用的指标,就可以创造出不同的金融衍生品。

Interest Rate Synth (IRS) 第一版支援的借贷协议为Aave,之后将会支援Yearn 等更多收益资产。以Aave 来说, Long 的结算价格是以「期间内累积借款利息」作为指标,期间内累积越多利息,Long 的结算价就越高,相对的Short 的结算价就会越低。意味着投资人能透过买入Long 来做多利率,及买入Short 做空利率。

实作方法

在Aave 中以浮动利率借款时会获得债务代币,其兑换率是由Aave 中 getReserveNormalizedVariableDebt 变数大小所决定。随着借款利息的累积,借款债务会逐渐变大,getReserveNormalizedVariableDebt的值就会持续增加。IRS 以此变数于期间内之「变化率」来计算系统累积的利息,并根据此变化率计算出 Long 的结算价。

程式实作方法是在初始化合约时,会先记录开始时的兑换比:

initialRate = AAVE.getReserveNormalizedVariableDebt(asset)

到期结算时,再读取最后的兑换比:

endRate = AAVE.getReserveNormalizedVariableDebt(asset)

有了 initialRate 和 endRate 就能计算出期间内浮动存款利息成长百分比:

ratio = (endRate – initialRate) / initialRate

举例来说,若到期时的ratio 为0.04,代表期间内累积了4% 的借款利息。若直接以此rate 结算,则 Long 的结算价为$0.04,Short则为$0.96

为了增加资金使用效率,我们可根据历史数据回测,在利率加上适当的杠杆。继前述例子,若加了10 倍杠杆,则 Long 的结算价变为$0.4,Short则为$0.6。

_bPrice = leverage * rate

Long会以 bPrice 作为结算价,其价格必于$0 至$1 之间,若结算价超过$1 时以$1 计,具体计算方式如下:

Long的结算价:bPrice = min(_bPrice, 1)

Short的结算价:1 – bPrice

如何实现固定利率

固定利率放贷

在Aave 中存款之后,利息大小会随利用率(Utilization Rate) 而变动,此时若买入对应数量之 Short 来做空利率,建立一个反向的仓位后即可对冲未来利率的变化,以锁定至到期日时之利息总量(见注),实际「所需购买数量」和「能锁定的利率大小」请见以下说明。

所需购买数量:

想要能刚好对冲掉存款部位的未来利率变化,需购买特定数量的Short,该数量的大小与杠杆倍率有关,若杠杆倍率越高,所需购买的 Short 的数量就越少,反之亦然。

以存款Dai 为例,在没有杠杆的情况下,1000 Dai 的存款仓位需购买1000Short才能对冲利率的变化,若杠杆为10 倍,则仅需购买1000/10 = 100Short即可。

所需数量= 存款总量/ 杠杆倍率

杠杆倍率越高,需购买的代币数量就越少,资金效率也越高。

固定利率大小:

由前一小节可知,Long的价格是由累积利息和杠杆倍率决定的。

在结算时能从已实现利率 nowRatio 推算出Long 的结算价,同理,我们也能从Long 的成交均价推算出该价格对应的累积利率markRatio,两个利率的差值 deltaRatio 即为能对冲的利率大小。

接着再计算距离到期日的时间timeToMaturity,即可以复利计算出固定利率APY:

注:需特别注意,由于IRS 的结算价是以借款利率作来计算,因此对于存款方来说无法恰好的冲销未来存款利率的变化,于结算时存款方实际获得的利率可能会与上述之计算结果有些许的误差。

iGain — IRS 提供固定利率放贷一键服务

固定利率借款

若想要以固定利率借款,则需购买相对应数量的 Long 做多利率,锁定未来的借款成本。对冲借款利率所需购买之 Long 的数量的计算方式和固定存款相同:

所需数量= 借款总量/ 杠杆倍率

在计算借款APY 时,仅需将markRatio 的计算方式改以 Short 的成交价来计算即可:

其余步骤与固定利率贷款相同,最终可得:

实际范例

持有Long/Short并不代表能直接使借贷协议中的利率从浮动转成固定,而是要透过建立和利率变化相反的仓位来实现固定利率的效果。

以下以固定利率借款为例,用实际的例子说明iGain 在此系统中扮演的角色。

假设今有一期iGain 于一年后到期,杠杆倍率为10x。

Jack 于Aave 中借款$10,000,且于本期iGain 刚开始时就以均价$0.4,花费$400 购买了1,000 个Long,以实现4% 固定利率借款的效果。

以下针对几种不同的情况,试算最终实现的利率:

Case 1:

一年过后,Jack 于Aave 上的实现借款利率(浮动累积的实际利率)为8%。

此时Jack 于Aave 中的总累积浮动借款利息为$800,而 Long 的结算价为$0.8,共可赎回$800,相较于购买 Long 成本,净赚$400。

将Aave 与 Long 两部份的盈亏相加后,相当于共付出了$400 的借款成本,也就是4% 利率借款。

Case 2:

一年过后,Jack 于Aave 上的实现借款利率为3%。

此时Jack 于Aave 中的总累积浮动借款利息为$300,而 Long 的结算价为$0.3,共可赎回$300,相较于购买 Long 成本,净亏$100。

将两Aave 与 Long 的盈亏相加后,相当于共付出了$400 的借款成本,仍为4% 利率借款。

由以上两个例子可看出,无论一年后Aave 上实现的借款是高于或低于4%,只要起初有买足量的Long,最终整体的净损益皆为-4%,两个仓位的涨跌可相互抵销。

综合以上说明,将各种情况绘成图总结如下:

with iGain = without iGain + Long Token PnL

杠杆倍率决定了能恰好对冲的利率范围,该利率的上限为100% / 槓桿倍率;

Long或 Short 购买的价格则决定了固定利率的大小,购入成本越低,能锁定的固定利率就越好。

iGain — IRS 的优点

iGain — IRS 与其他固定利率协议使用基于现货的机制都不一样,我们打造了利率衍生品市场,因此相比之下,我们有四点好处:

1、资本效率高

如同第一段所说,「利率」虽然是从放入收益资产的「本金」而生,但当我们想要达成固定利率,应该专注于利率本身,甚至是浮动利率与预期固定利率之间的「利差」,相较于其他协议中,我们只针对「一段时间的利息变动」的利差来结算,不涉及投资人放入收益资产的本金,所以可以产生很高的杠杆效果,交易者只需要提供少量保证金就可以交易或对冲非常大的名目本金。

2、价格发现敏感

承上,由于iGain 的利率衍生品有着高杠杆的效果,如果出现协议内与外部市场利率偏差的套利机会,相较于零息债券AMM,例如固定利率借贷类的Yield Protocol, Notional 以及本息分离类Element, Pendle 的本金代币等,套利者需要准备大量的资本铸造零息债券token 才能推动价格,而IRS 不需要很多钱就能推动衍生品价格变化,相对应的利率修正也会更敏感,更贴近真实市场。

3、DeFi 积木组合的网路效应

由于iGain — IRS 是搭建于其他收益协议的利率衍生品,我们能充分利用现有协议的流动性与流量。像Yield 和Notional 这类的固定利率借贷会独立于既存借贷协议,这可能会导致流动性的碎片化,但使用IRS 来达成固定利率的人,他的主要仓位还是在Aave/Compound/Yearn 上面,只需要挪出一小部分的资金来避险即可。透过与其他协议的组合,能对协议双方产生更大的网路效应,不仅更容易吸纳原有DeFi 协议使用者,对于底层协议来说,也能聚拢更多的TVL 。

4、创造了利率做空市场

DeFi 的现货固定利率协议,不管是哪种方式,其实只能替投资人对冲利率风险,不能真正的做空利率。譬如「收益重分配类」透过转移利率波动的风险,创造「固定收益」与「利率作多」市场。举例来说,本息分离协议的利息代币就是利率的作多市场;相同地,结构型商品的高风险等级也是在利用低风险等级的本金去杠杆做多利率。然而,我们有了利率的杠杆做多市场,却没有相应的杠杆做空市场。

若对未来的利率悲观,投资人最多只能套保自己仓位的预期收益,没办法建立利率的空仓,从利率下跌中获利。而iGain — IRS 的short token 因为不需要实际存钱在生息协议,单独持有时便是对利率走势有负的曝险,将会是DeFi 领域中,第一个提供做空利率服务的协议。

iGain + Aave = win-win?

iGain — IRS 的首档衍生品将搭建在Aave 上,Aave 本身已有提供固定利率借款(stable rate borrow)的服务,不过透过IRS 可以在不分散借贷市场流动性的情况下为Aave 使用者带来更进阶的新功能。

首先,iGain 会为Aave 创造固定利率存款的服务,而存款比起借款是更多DeFi 新手优先尝试的选项。针对从传统金融转战DeFi 的新手,他们更期待能看到固定利率存款,而非不能预期收益的浮动利率,我们相信透过Aave + IRS 组合的固定利率放贷功能可以扩展到更多新使用者。

第二,现在Aave 的固定利率借款利率与一般借款和放贷利率之间有不小的利息差距,而iGain IRS 是利率衍生品,Long/Short 的铸造是1:1 的,亦即买卖双方没有价差断层,相当于引入固定利率存款者和借款者互相配对,因此能拉近Aave 上的借贷利差。

总结

传统金融中,大多数债务市场都是由固定利率贷款主导,例如约有90% 的美国抵押贷款为固定利率产品,因为固定利率贷款风险较低,稳定可预测利率能让贷款/借款人对他们的投资组合更有信心,进而愿意采用更多更复杂的金融商品。

同时借贷做为建构投资组合的基础元件,通常被期待拥有可预测的利率。像是固定收益产品如不动产抵押债券、公共债券为基底,所组成的保本型基金,或是以固定利率借款为基础的比特币杠杆仓位。固定利率可以说是发展复杂金融商品的基石,因此DeFi 不管是要吸引更多传统金融的使用者,或是诞生出更多进阶金融产品以扩大市场,固定利率协议将在其中扮演重要的Primitive。

然而在DeFi 之中,浮动利率协议市值却远远大于固定利率协议市值。

目前Aave 和Compound 的总锁定价值超过205 亿美元,而前述我们整理过已经有正式产品的固定利率借贷协议,包含Yield Protocol、Notional、Element、Pendle、BarnBridge、Tranche 等固定利率借贷协议的全部加起来的总锁定价值仅为7.67 亿美元左右。

TVL of floating interest rate protocols at 2022/01/09. Source: DefiLlama

TVL of fixed interest rate protocols at 2022/01/09. Source: DefiLlama

因此,我们大胆预测DeFi 固定利率市场将有很大的成长空间。事实上,2021 已经有许多固定利率协议雨后春笋般涌现而出,其中也有许多创新设计,推进了DeFi 领域的发展,尤其是Yield Protocol 开拓了区块链上零息债券AMM 定价模型YieldSpace,成为此领域的重要典范。

截至目前为止已经有大约二十个左右的DeFi 固定利率借贷协议发布或即将发布。虽然数量众多,但经过本文的比较后不难发现某些协议只是另个协议的「微创新」,彼此的相似度都很高,想必未来竞争将十分激烈。幸亏市场仍然很宽广,也许三大类的固定利率取径都可以有一到两个协议出线,为DeFi 市场带来精彩的新产品、新应用。

不过绝大多数固定利率「现货」协议,都还没跳脱出交易本金的窠臼。回望传统金融市场,根据国际结算银行的统计,利率交换是交易量最大的场外金融衍生品。首先利率衍生品交易占了80% 所有金融衍生品交易,而利率交换又占了利率衍生品体量75% 以上,直至2021 上半年,利率交换未偿名义余额超过372 兆美金。

利率交换在传统金融能占有庞大的比例的原因,就是只结「利差」带来的高资金效率,深受企业与金融机构的亲睐,而我们借鉴利率交换的设计,进一步改造利率交换在传统金融世界,因为不是标准化合约而需要一笔笔媒合交易对手的痛点,打造出适合区块链的利息衍生品交易市场iGain — Interest Rate Synth。

我们相信DeFi 的魅力在于,无需许可也没有中间人的摩擦,任何人都能最有效率地使用DeFi 满足不同风险与收益的金融需求,同时协议之间的可组合性,能让DeFi 众志成城,产生巨大的网路效应,共同挑战传统金融巨兽!

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