浅谈Curve:最强大的稳定币兑换协议-ODAILY_INT:QUINTA币

简介

Curve协议,一种基于以太坊平台的去中心化交易所,主要聚焦于稳定币、封装资产等的交易。相对于其他DEX,Curve提供的交易对更集中,拥有极低的滑点和手续费,可以满足巨额的资产交易需求。极低的滑点和手续费以及crv的生态,都使得Curve在众多DeFi协议中能占据重要的一席之地。

StableSwap

StableSwap是Curve在白皮书中设计提出的一种稳定币交易模型,该模型能提供极低的交易滑点和无限的流动性。

做市函数

StableSwap模型的恒定函数做市商曲线如下:

该设计理念基于融合恒定和与恒定积两种做市模型,兼具了恒定和的低滑点以及恒定积的无限流动性的特点

推导

假设现共有n个稳定币,则有:

给恒定和部分添上杠杆系数,并加上恒定积部分,则有:

其中系数X引入了偏度的概念,由放大系数和偏度构成,其中偏度用来衡量流动池中各代币的平衡程度

结合以上两式化简即可得出公式(1)

特点

StableSwap模型的曲线兼具恒定和与恒定积的特点,在各稳定币相对平衡的情况下,公式由恒定和占主导,曲线趋于直线,滑点较低;当在极端情况下,各稳定币不平衡,则公式由恒定积占主导,曲线与坐标轴无交点,不会出现流动性枯竭的情况

V神:EIP-4844是大规模降低L2费用的关键一步:11月24日,以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 发文表示,EIP-4844(Proto-Danksharding)是大规模降低 Layer2 费用的至关重要的第一步,有助于使大量用户直接使用链上应用而不是依靠 CeFi 中间方。

此前报道,OP Labs 首席执行官 Liam Horne 发文表示,以太坊核心开发人员将于周四召开电话会议,讨论将 EIP-4844 纳入考虑范围,这并不意味着包含在下一个硬分叉中,但似乎有充分的理由为上海升级进行考虑纳入。[2022/11/24 8:05:19]

Basepool

basepool为Curve推出的基础兑换池,最常见的有3pool,由三种稳定币DAI、USDC、USDT组成

basepool合约实现了基本的StableSwap交易模型

参数计算

StableSwap模型的做市曲线公式(1)中,有两个重要的参数A与D,其中参数A为放大系数,由官方调整设置每个池子的放大系数;而参数D则为池中代币总量,是动态变化的。在basepool合约中,参数D的计算由_get_D函数实现:

@pure@internaldef_get_D(_xp:uint256,_amp:uint256)->uint256:"""Dinvariantcalculationinnon-overflowingintegeroperationsiterativelyA*sum(x_i)*n**n+D=A*D*n**n+D**(n+1)/(n**n*prod(x_i))Convergingsolution:D=(A*n**n*sum(x_i)-D**(n+1)/(n**nprod(x_i)))/(A*n**n-1)"""S:uint256=0Dprev:uint256=0for_xin_xp:S+=_xifS==0:return0D:uint256=SAnn:uint256=_amp*N_COINSfor_iinrange(255):D_P:uint256=Dfor_xin_xp:D_P=D_P*D/(_x*N_COINS)#Ifdivisionby0,thiswillbeborked:onlywithdrawalwillwork.AndthatisgoodDprev=DD=(Ann*S/A_PRECISION+D_P*N_COINS)*D/((Ann-A_PRECISION)*D/A_PRECISION+(N_COINS+1)*D_P)#Equalitywiththeprecisionof1ifD>Dprev:ifD-Dprev<=1:returnDelse:ifDprev-D<=1:returnD#convergencetypicallyoccursin4roundsorless,thisshouldbeunreachable!#ifitdoeshappenthepoolisborkedandLPscanwithdrawvia`remove_liquidity`raise

V神:我们正在努力降低Gas费用:对于高Gas费用的讨论,以太坊创始人Vitalik回应道:我同样希望早日结束高Gas费用,我们每天都在努力工作以实现这个目标。[2020/9/27]

_get_D函数的算法将做市函数公式(1)以D为变量,通过牛顿迭代法计算出合适的D值,算法可谓精妙简洁

同样的算法还用于_get_y函数计算y值

@view@internaldef_get_y(i:int128,j:int128,x:uint256,_xp:uint256)->uint256:"""Calculatexifonemakesx=xDonebysolvingquadraticequationiteratively.x_1**2+x_1*(sum'-(A*n**n-1)*D/(A*n**n))=D**(n+1)/(n**(2*n)*prod'*A)x_1**2+b*x_1=cx_1=(x_1**2+c)/(2*x_1+b)"""#xintheinputisconvertedtothesameprice/precisionasserti!=j#dev:samecoinassertj>=0#dev:jbelowzeroassertj<N_COINS#dev:jaboveN_COINS#shouldbeunreachable,butgoodforsafetyasserti>=0asserti<N_COINSA:uint256=self._A()D:uint256=self._get_D(_xp,A)Ann:uint256=A*N_COINSc:uint256=DS:uint256=0_x:uint256=0y_prev:uint256=0for_iinrange(N_COINS):if_i==i:_x=xelif_i!=j:_x=_xpelse:continueS+=_xc=c*D/(_x*N_COINS)c=c*D*A_PRECISION/(Ann*N_COINS)b:uint256=S+D*A_PRECISION/Ann#-Dy:uint256=Dfor_iinrange(255):y_prev=yy=(y*y+c)/(2*y+b-D)#Equalitywiththeprecisionof1ify>y_prev:ify-y_prev<=1:returnyelse:ify_prev-y<=1:returnyraise

声音 | V神:中继注册燃烧机制是以太坊在隐私解决方面的关键一步:V神在推特中转发了一篇介绍中继注册燃烧机制的文章。该机制目的在于抵制垃圾交易,其在以太坊第二层网络上建立一套仲裁注册机制,每一笔交易在发送广播中需要支付一定比例的费用,最后利用min_percent将其销毁。V神评论称,在中继研究取得较大进展之后,这是以太坊短期在隐私解决方案上的关键一步。[2019/7/18]

流动性

Curve池的流动性添加不同于Uniswap必须添加交易对的两种资产,basepool可以仅添加池中某一种资产

@external@nonreentrant('lock')defadd_liquidity(_amounts:uint256,_min_mint_amount:uint256)->uint256:"""@noticeDepositcoinsintothepool@param_amountsListofamountsofcoinstodeposit@param_min_mint_amountMinimumamountofLPtokenstomintfromthedeposit@returnAmountofLPtokensreceivedbydepositing"""assertnotself.is_killed#dev:iskilledamp:uint256=self._A()old_balances:uint256=self.balances#InitialinvariantD0:uint256=self._get_D_mem(old_balances,amp)#hunya#初始状态D0lp_token:address=self.lp_tokentoken_supply:uint256=CurveToken(lp_token).totalSupply()new_balances:uint256=old_balancesforiinrange(N_COINS):iftoken_supply==0:assert_amounts>0#dev:initialdepositrequiresallcoins#balancesstoreamountsofc-tokensnew_balances+=_amounts#InvariantafterchangeD1:uint256=self._get_D_mem(new_balances,amp)#hunya#添加流动性后理论D1assertD1>D0#Weneedtorecalculatetheinvariantaccountingforfees#tocalculatefairuser'sshareD2:uint256=D1fees:uint256=empty(uint256)mint_amount:uint256=0iftoken_supply>0:#hunya#非首次添加流动性进行手续费扣出#Onlyaccountforfeesifwearenotthefirsttodepositfee:uint256=self.fee*N_COINS/(4*(N_COINS-1))admin_fee:uint256=self.admin_feeforiinrange(N_COINS):ideal_balance:uint256=D1*old_balances/D0difference:uint256=0new_balance:uint256=new_balancesifideal_balance>new_balance:difference=ideal_balance-new_balanceelse:difference=new_balance-ideal_balancefees=fee*difference/FEE_DENOMINATORself.balances=new_balance-(fees*admin_fee/FEE_DENOMINATOR)new_balances-=feesD2=self._get_D_mem(new_balances,amp)#hunya#扣除手续费后的D2mint_amount=token_supply*(D2-D0)/D0#hunya#LP铸币量else:self.balances=new_balancesmint_amount=D1#Takethedustiftherewasanyassertmint_amount>=_min_mint_amount,"Slippagescrewedyou"#Takecoinsfromthesenderforiinrange(N_COINS):if_amounts>0:#"safeTransferFrom"whichworksforERC20swhichreturnboolornot_response:Bytes=raw_call(self.coins,concat(method_id("transferFrom(address,address,uint256)"),convert(msg.sender,bytes32),convert(self,bytes32),convert(_amounts,bytes32),),max_outsize=32,)iflen(_response)>0:assertconvert(_response,bool)#dev:failedtransfer#end"safeTransferFrom"#MintpooltokensCurveToken(lp_token).mint(msg.sender,mint_amount)logAddLiquidity(msg.sender,_amounts,fees,D1,token_supply+mint_amount)returnmint_amount

声音 | V神:从来没有试图说服任何人为“量子计算机开采比特币”项目把钱给“我”:据ambcrypto报道,在共同创立ETH之前,Vitalik Buterin参与了计算机程序的开发,以解决多项式时间内的NP完全问题,据称他通过模拟一台量子计算机从投资者那里筹集资金。比特币核心开发者、Blockstream联合创始人兼首席技术官Gregory Maxwell表示,V神“使用了量子计算机进行”。Interchange的联合创始人Dan Hedl在twitter上发帖称,V神“试图说服投资者为他提供资金,让他建造一台量子计算机来开采比特币”。V神回应表示,从来没有试图说服任何人为那个项目把钱给“我”(或给任何我有经济利益的实体)。我建议你重新评估你对我的看法;这个过程甚至可以让你相信以太坊是有趣的,值得你花时间去探索和参与!Hedl随后删除推文并道歉。V神之前曾表示他被参与撰写项目文件的人“愚弄”了。[2019/6/23]

Metapool

metapool为basepool基础上扩展衍生的新池,用作将新型的稳定币向basepool的LP代币锚定。basepool池的流动性提供者可以将basepool的LP代币再次在metapool中添加流动性,进一步赚取额外的交易手续费收益。

metapool合约中,间接耦合了新型稳定币和基础池的稳定币,在提供了不同稳定币之间的兑换功能的同时,一定程度上分隔了新型稳定币的风险。

稳定币兑换

metapool合约中的exchange_underlying函数实现了稳定币之间的相互兑换功能

@external@nonreentrant('lock')defexchange_underlying(i:int128,j:int128,_dx:uint256,_min_dy:uint256)->uint256:....#Usebase_iorbase_jiftheyare>=0base_i:int128=i-MAX_COINbase_j:int128=j-MAX_COINmeta_i:int128=MAX_COINmeta_j:int128=MAX_COINifbase_i<0:meta_i=iifbase_j<0:meta_j=jdy:uint256=0...ifbase_i<0orbase_j<0:#hunya#兑换中包含meta池代币old_balances:uint256=self.balancesxp:uint256=self._xp_mem(rates,old_balances)x:uint256=0ifbase_i<0:#hunya#输入代币为meta池代币x=xp+dx_w_fee*rates/PRECISIONelse:#hunya#输入代币为base池代币#iisfromBasePool#Atfirst,gettheamountofpooltokensbase_inputs:uint256=empty(uint256)base_inputs=dx_w_feecoin_i:address=self.coins#Depositandmeasuredeltax=ERC20(coin_i).balanceOf(self)Curve(base_pool).add_liquidity(base_inputs,0)#hunya#base池添加流动性#Needtoconvertpooltokento"virtual"unitsusingrates#dxisalsodifferentnowdx_w_fee=ERC20(coin_i).balanceOf(self)-xx=dx_w_fee*rates/PRECISION#Addingnumberofpooltokensx+=xp...#Withdrawfromthebasepoolifneededifbase_j>=0:#hunya#输出代币为base池代币out_amount:uint256=ERC20(output_coin).balanceOf(self)Curve(base_pool).remove_liquidity_one_coin(dy,base_j,0)#hunya#base池移除流动性dy=ERC20(output_coin).balanceOf(self)-out_amountassertdy>=_min_dy,"Toofewcoinsinresult"else:#hunya#纯base池代币兑换,直接调用base池exchange函数#Ifbotharefromthebasepooldy=ERC20(output_coin).balanceOf(self)Curve(base_pool).exchange(base_i,base_j,dx_w_fee,_min_dy)dy=ERC20(output_coin).balanceOf(self)-dy...logTokenExchangeUnderlying(msg.sender,i,_dx,j,dy)returndy

V神:从未组织及参加多伦多以太坊管理委员会秘密会议:对于近期要在多伦多举办的以太坊管理委员会秘密会议V神转发其推特称:“我没有组织和参加过这个会议,老实说,我真的不知道这个会议都发生了什么。”[2018/5/8]

若兑换情况涉及basepool代币和metapool池代币,则会通过basepool的LP添加或移除流动性来做中间流程;若只是basepool代币的兑换,则直接调用basepool的exchange函数进行兑换。

总结

总的来看,无论是白皮书的理论设计还是代码的算法实现都是十分优秀的,理论设计巧妙夯实,代码算法高效简洁。这些优秀的实现都使得Curve在稳定对价资产交易领域中有着明显的竞争优势。

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金宝趣谈

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