引介|一种安全的 LP 价格的获取方法_以太坊:MEET.ONE Finance

By:慢雾安全团队

前言

目前,使用LPToken进行抵押借贷的需求越来越大,但是目前市面上并没有一种完善的用于安全获取LPToken价格的方法。慢雾安全团队在分析LPToken价格的获取方式的过程中关注到了AlphaFinance团队的关于安全获取LP价格的方法。在仔细阅读后,将相关的思考分享给大家。

LPToken价格获取分析

目前,常见的LPToken价格的获取方式如下:

其中,r0,r1分别代表Uniswap交易对中两种代币的存量,price0,price1分别代表r0和r1对应代币的价格。上面的公式简单来说就是算出交易对中两种代币的总价值之和,然后除以LPToken的总数量,得到了单份LP的价值。

这个公式咋一看没什么问题,一般来说,price0和price1都会取Uniswap本身提供的延时价格。但是这里存在一个被闪电贷攻击的风险。虽然price0和price1是不能操控的,但是r0和r1却是可以操控的。通过操控r0和r1的值,即可对整个公式进行操控,具体可参考慢雾文章《采用延时喂价还被黑?WarpFinance被黑详解》

那么有没有办法能获取一种安全的LPToken价格,使代币的存量无法被操控呢?AlphaFinance团队提供了一个思路:

根据AlphaFinance的分析,整个过程分为3步:

第1步是通过Uniswap的getReserves接口获得交易对中对应代币的数量,算出K

第2步是获取交易对中每个代币对应的价格,然后算出代币的价格的比例P

第3步是通过K和P之间的关系反推真实的代币存量。

完成以上3步后,最终LPToken的价格获取公式会变成下面这个样子:

这一波操作下来,好像有点整懵了,但是问题不大,我们来逐个分析。

首先,我们知道,Uniswap采用的是恒定乘积算法。简单来说就是x*y=K,也就是说,交易前后的K值是不会变的。在不讨论手续费的情况下,K值理论上是不会改变的。我们先记住这个前提。然后,获取交易对中每个代币各自的价格,比方说对USDT价格。这里以ETH-BTC交易对为例,假设ETH的价格为650USDT,BTC的价格为22,000USDT,那么ETH/BTC的价格比值P为0.03。在得到价格的比值P之后,直接用第1步得到的K计算K/P和K*P就得到了对应交易对的一个正常的数量。下面要对第3步,即获取正常的数量这一步进行相应的说明。

公式思路解释

现在开始对上面的第3步进行说明,扶稳坐好:D

像前面说的,恒定乘积的公式为:

那么其实可以根据K来分别算出x,y。然后根据上一节的第2步,我们得到了x和y的价格的比值P。由于Uniswap本身是根据池中代币的比例来确定对应的价格,所以比值P本身就是x/y的价格的比值。然后,由于K=x*y,而P是由正确的价格算出的比值,那么,我们其实就可以以这个真实的K和x/y来反推真实的x和y。

推算如下:

首先,我们根据P和r0,r1的比例得出以下公式:

接着,根据P就可以倒推真实的r0,r1,如下:

那么,拿到了正确比例的x和y之后,LP的价格会是下面这个公式:

再转换成如下:

攻击的可能性

在完成公式分析后,我们不难知道,只要有正确的价格的比例P,就能根据这个比例倒推真实的r0和r1,最后得到公式:

那么,这个公式能不能被攻击呢?从公式上可以知道,公式的price0,price1都是可信源获取的正确的价格,这个值是无法被操控的,然后是totalSupply,这个值虽然可以操控,但是在控制LP价格进行攻击的过程中改变totalSupply只能是改变你的抵押数量,这个暂时没有用。那么剩下可以操控的只有r0和r1的值了。如何改变r0,r1的值呢?下面提供两种思路进行分析:

思路一:直接进行代币兑换

我们知道,在代币池中,无论是采用什么算法进行计算,代币池在进行代币兑换的过程中,必然会发生代币数量的改变,那么这种改变最终能不能操控公式呢?其实是不可以的。我们知道,在恒定乘积的模型中,x*y=K总是成立的,那么也就是说无论交易过程中怎么发生代币的兑换,K的值总是不变的(这里不考虑手续费的情况),而公式中采用的是r0和r1进行相乘,所以使用代币兑换来操控公式实际上是不可行的。

思路二:将代币直接打入到代币池中

这种思路比较粗暴,可以直接忽视K值来操控r0和r1相乘的值,但是经过我的运算,这种方法看似可行,其实是不行的。虽然达到了操控的目的,但是因为公式本身在获取最终价格的时候采用的是根号的模式,所以最后获得的收益是根号后的收益,比方说付出10,000的成本,最后只能获得最多100的收益,这样是明显不划算的。所以这种思路也是不可行的。

适用范围

本算法的适用范围仅限于适用AMM模型的代币池的LP价格的获取,因为整个推导过程都基于恒定乘积公式中K的基本特性来进行。获取的LP本身所属的交易对算法不使用AMM模型是不可行的,因为这种情况下,前面所有的假设都已经不成立了,那么对应的公式的推算自然也是不成立的。

总结

LP抵押已经成为了一种迫切的需求,在目前没有更好的方式(如ChainLink提供的LP喂价,Uniswap提供延时LP接口等),AlphaFinance的方式可以说是一种较为安全的实现方法,使针对数量进行控制的攻击变成不可行或成本非常高。当然,随着越来越多场景的出现,这种算法也不一定是万能的,项目方需要结合自身的场景,合理运用该算法,达到良好的效果。此外,特别需要注意的是,虽然公式的终极形式用的是开根号的r0,r1和price0,price1相乘,但是真正实现的时候,需要根据K来推导具体的r0和r1的值,不然会存在一定的误差。

参考链接:

AlphaFinance关于获取公平LP价格的方法:

https://blog.alphafinance.io/fair-lp-token-pricing/

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