DAI:深度研究DeFi遺珠：固定利率借貸（上篇）_TOKEN

原文作者：SCapitalResearch，Odaily星球日報經授權發布SCapital.fi是一支抗周期的全方位區塊鏈投資基金，業務涵蓋比特幣挖礦、一級市場風險投資，并深度參與基于市場/行業分析的二級市場去中心化金融活動。Background

傳統金融中，固定利率借貸很普遍，商業銀行通過客戶的存款獲得較低的融資成本。而借款人通過抵押資產的形式以較高的融資成本獲得貸款來滿足其創業，房貸，車貸等需求。在這種模式下，商業銀行利用其品牌和牌照的壟斷地位，使借款人需要付出較高的融資成本和貸款申請過程中的時間成本。從存款人的角度來講，存款的收益很難跑贏通脹。傳統金融的風險管控模式，導致整體效率很低。億萬富翁投資者馬克-庫班在談到DeFi的發展時說："DeFi的基本好處是，它簡化了出于個人目的的借貸，因為從銀行借錢很麻煩"。當下DeFi借貸的主要模式是以超額抵押為基礎的浮動利率機制，借款利率和存款利率會隨著用戶的需求而浮動。資金池的可借資產越多，一般借款利率就會越低，這類產品的代表協議為Compound，AAVE。然而由于DeFi中利率高波動性的特點，使得浮動利率貸款風險較高，讓加密貨幣投資者無法以可預期的方式對資金進行長期的管理。以AAVE為例，在2021年10月29～30日，USDT的借款利率在一天內從3.73%陡升到61%，從借款端的角度來講，浮動利率出現如此大的波動是災難性的，因為借款人往往在缺乏流動性的時候質押優質資產來換取短期流動性，因此在利率大幅上升時，他們通常沒有能力及時償還債務，只能承受計劃外的高額利息，或者債務違約折價拍賣抵押品。從DeFiEcosystem的發展來看，利率有如此高的不確定性勢必會阻礙市場更大規模的發展，而固定利率借貸協議恰好可以填補這一方面的空白。

在固定利率借貸服務中，利率在整個貸款期內均保持不變。由于已知利率是預先設定的，因此固定利率貸款的風險較小，能夠吸引許多范圍更廣、時間更長、風險更低的用例。在傳統金融中，固定利率借貸是主要的借貸形式，在全球借貸市場上占有相當大的份額。根據證券業和金融市場協會的數據，截至2021年，全球債券市場的規模估計為119萬億美元，美國市場為46萬億美元。根據門戶網站TheBlock的數據統計，截止2022年10月22日，三家知名的DeFi借貸協議以及博弈論固定利率協議。上篇會聚焦于基礎固定利率借貸協議，挖掘固定利率實現的基本機制，使用案例，和對比分析。基礎固定利率借貸協議

基礎固定利率借貸協議實現這一目標的一個基本機制是"零息債券"。債券相當于一種借據，發行者會在上面標明在到期前應付的利息，可以用于低于票面金額買到并且不用支付利息的債券就是零息債券，其邏輯就是先用折價的債券進行銷售，購買債券的人在到期日時獲得原價票面金額的資金償還，而其中的差價則代表了利息，所以可以通過平衡市場的供求關系來確定一個借款人和存款人都能接受的固定利率。在DeFi協議中，零息債券的模式通常是用一種資產抵押而生成一個具有債券功能的產權代幣，用戶可根據需求對該債券代幣進行交易，兌換，構建永續產品等，來產生到期日之前的短期收益，具有代表性的項目有NotionalFinance，YieldProtocol。NotionalFinance

浙江省委常委周江勇：推動區塊鏈等數字技術在政務服務、民生領域的深度應用:浙江省委常委、杭州市委書記周江勇在全市深入推進黨史學習教育“民呼我為”主題活動部署會上表示，要讓數字化改革成果真正造福于民，努力打造場景惠民、成果智享的城市。萬物智聯時代催生了更多個性化民生需求，也為創造美好生活提供了無限可能。要堅持以數字化改革為牽引，聚焦百姓、企業、基層的高頻事項，推動大數據、人工智能、物聯網、區塊鏈等數字技術在政務服務、民生領域的深度應用。此次上線的“民呼我為”數字平臺，就是要形成社情民意點點通、急事難事件件辦、辦理結果事事回、滿意與否人人評的工作閉環，真正讓群眾呼聲有著落、有回應。（人民日報）[2021/7/30 1:24:28]

NotionalFinance是以太坊區塊鏈上首批提供固定利率服務的借貸協議之一，使加密貨幣交易者能夠以固定利率存入和借出數字資產，鎖定的利率不會受到市場的波動而波動。BasicMechanism

NotionalFinance基于名為fCash的通證推出了固定利率借貸協議，通過可轉讓的fCash來促進固定利率、固定期限的加密資產借貸，而fCash代表了對未來特定時點的現金流的債權。每枚fCash代幣由兩個因素所定義：1.所關聯加密貨幣2.到期日期。fCash代幣總是成對產生：資產和負債。在整個Notional系統中，資產和負債總是凈值為零。這里也很好理解，權利和義務必須是對等的。

計價貨幣VS結算貨幣在NotionalV2中，fCash代幣的計價貨幣與它的結算貨幣不同。fCash以DAI或USDC等基礎代幣計價，但它以cDAI或cUSDC等cToken結算。例如，在到期時，100個2021年12月1日的fDAI不能直接贖回100個DAI，而是可以贖回價值100個DAI的cDAI，然后根據用戶的意愿自由兌換成DAI。這里就是Notional生態系統設計巧妙的一個地方，通過將計價貨幣從結算貨幣中分離出來，用cTokens優化Notional的資本效率，同時仍然能夠實現基礎代幣的固定利率借貸，這樣設計主要有兩方面收益。流動性提供者將基礎貨幣存入Notional流動性池，但在池子中存在的形式是cToken。這大大增加了他們的回報，這允許LPs在其資本上賺取cToken浮動利率，此外還可以賺取在Notional上借出其資本的利息和Notional的流動性池應計的流動性費用。從存款人的角度來講，由于Notional的底層資產為cToken，因此在貸款到期后，存款人會立即停止賺取固定利率，fCash被自動轉化成Compound的cTokens賺取浮動利息。換句話說，這意味著固定利率的貸款一旦到期，即使沒有被展期，也會開始計入可變的cToken存款利率。結算機制在現金資產到期時，Notional確定相當于現金資產的面額貨幣的cTokens的數量，并將賬戶的現金轉換為該數量的cTokens。例如，在到期時，100個2021年12月1日的fDAI將轉換為2021年12月1日的100個DAI價值的cDAI。從機制上講，cDAI的結算金額是由結算匯率決定的。結算匯率被定義為到期時的cDAI/DAI匯率。結算匯率在到期前是未知的，在到期時被設定，在到期后保持不變。下面是2021年12月1日100個fDAI的價值如何隨著時間的推移和cDAI/DAI匯率的變化而變化。

四川省將推進區塊鏈等與國有企業生產經營深度融合:近日，四川省政府辦公廳印發《關于構建全省國資監管大格局協同推進國有企業改革發展的指導意見》。指導意見要求充分發揮國有企業在技術創新中的引領帶動作用，加快推進產業數字化、數字產業化，協同推進5G、區塊鏈、大數據、人工智能與國有企業生產經營深度融合。（金融界）[2020/4/24]

需要注意的是，"cDAItoRedeem"被設定為確切的數額，以便"cDAItoRedeem"的DAI值在到期時等于fCash的面值。即使"cDAItoRedeem"的DAI值增加，"cDAItoRedeem"在到期后仍保持不變。這反映了Notional的現金余額被動地累積了cToken存款利率收益的事實。在了解了Notional底層資產的基本機制后，讓我們來深度挖掘借款人，存款人，流動性提供者是如何與流動性池交互，從而實現固定利率借貸。但是需要特別強調的是，由于存款人和借款人不太可能在同一時間發生存款和借款的行為，因此存款人和借款人的交易對手方均為LiquidityPool，這些流動性提供者確保在任何時候都有現金和fCash可供存款人或借款人使用，并收取交易費作為回報。因此，我們需要先來了解LiquidityPool是如何建立的，因為如果沒有LPs向池子里注入資金，也就沒有任何固定利率的借貸行為。LiquidityPoolandnTokenNotional在其內置支持AMM的流動性池中提供fCash的交易。Notional流動性池持有fCash和其結算貨幣。

流動性提供者為Notional的流動性池提供cToken，并拿到nTokens作為憑證，該憑證無到期日，可以隨時贖回。nTokens是ERC-20資產，代表Notional在特定貨幣總流動性中的份額。nTokens使LP能夠被動地同時向特定貨幣的所有活躍流動性池提供流動性，而不需要以任何方式與基礎流動性池互動。系統會將集中的流動性自動分配到各池，分配比例由社區治理來決定，以此來最大化資本使用效率。

存入的cToken一部分會用來購買fCash。因此，流動性池由cToken和fCash來組成，nToken的混合利率收益會介于fCash和Compound的存款利率之間。

雖然流動性提供者獲得的回報低于fCashinterestrate，但是LP存在的目的永遠都不是為了獲得固定的回報，因此協議有以下幾種方式來獎勵流動性提供者。每次存款和借款產生的交易費、fCash利息、作為Compound的被動存款人的基礎貨幣市場利息，以及來自社區治理代幣NOTE的獎勵。前三個回報來源被納入"可變利率"APY中。可變APY通常維持在0.5%左右，但是也有極端情況會出現負值。比如在缺少借款人的時候，LP就變成了借款人，需要支付到期產生的利息。出現負值就意味著交易費加上Compound的收益不足以覆蓋LP借款行為產生的利息。在缺存款人的時候，LP就成了存款人，到期會收到利息，從而提高可變APY。讓我們來舉例說明：InitialStatus

國家郵政局：加快推動區塊鏈等與制造業供應鏈的深度融合:國家郵政局發布《關于促進快遞業與制造業深度融合發展的意見》，加快推動5G、大數據、云計算、人工智能、區塊鏈和物聯網與制造業供應鏈的深度融合。[2020/4/2]

假設在2022年3月流動性池在初始狀態，讓我們把nToken分解成它們的基礎債權，為了簡單起見，假設每個nToken對1個cToken和1個fCash都有債權。目前借貸行為保持在了一個平衡狀態，此時fCash凈現金頭寸為0。Scenario1

考慮第一個用戶為借款人，從2022年3月的到期日借入100個cToken，以換取105個fCash。此時流動資金池cTokenClaim下降到100，fCashClaim增加到305。所以現在nToken在2022年3月的到期日有+105的凈現金頭寸。換句話說，nToken現在是這個期限的凈存款人，到期會收到利息。Scenario2

第二個用戶為存款人在相同期限選擇存入200個cTokens，以換取購買208個fCash。此時流動性池cTokenClaim增加到300，fCashClaim下降到97。所以現在nToken在2022年3月的到期日有一個-103的凈現金頭寸。換句話說，nToken現在是這個期限的凈借款人。如果負的fCash到期所產生的利息大于交易費加上Compound的收益，則可變APY會出現負值。nToken的凈現金頭寸反映了所有終端用戶在Notional的總活動。當nToken有大量的凈現金頭寸時，意味著終端用戶的活動已經向一個方向傾斜。大量的凈現金頭寸也會影響用戶在贖回其nToken時產生的滑點。nTokens還有一個特點在于為流動性提供者提供了高度的資本效率，當流動性提供者獲得了nTokens之后，可以使用nTokens作為抵押品進行借款，相當于將nTokens杠桿化。在了解了以上所有流動性池和底層資產的基本運作機制后，理解固定利率的借款和存款會變的更加簡單。固定利率存款借款機制

存款人通過購買折價的fCash由此鎖定一個利率，fCash代表了他們可以在到期時有權獲得相關基礎貨幣的金額。借款人利用超額抵押鑄造出fCash，并通過出售fCash以獲得基礎貨幣，同時換取在未來特定時間償還的義務。固定利率存款：存款人向流動性池子里支付Dai，系統會自動將Dai存入的Compound中換取cDai，再到流動性池中購買折價的零息債券fDai。存款人在交易時付出的Dai與fDai在到期時可以獲得其基礎貨幣的差額，即為存款人獲得的固定存款利息。在下面的例子中，存款人希望以一年的固定利率向Notional上的提供100個DAI貸款。存款人首先將他們的100DAI轉換為cDAI，然后將cDAI存入Notional流動資金池，以換取105fDAI。當貸款在2021年12月1日到期時，存款人可以將他們的105fDAI贖回為cDAI，然后將cDai轉換成105DAI。

動態 | 四川省委：加快區塊鏈等技術與與社區治理和服務體系的深度融合:據四川日報消息，2019年12月6日中國共產黨四川省第十一屆委員會第六次全體會議通過《關于深入貫徹黨的十九屆四中全會精神推進城鄉基層治理制度創新和能力建設的決定》。決定指出，實施“互聯網+社區”行動計劃，加快人工智能、大數據、5G、區塊鏈等與社區治理和服務體系的深度融合，在有條件的地方積極推進智慧小區、智慧社區建設。[2019/12/12]

固定利率借款：借款人通過超額抵押了ETH之后，可以鑄造出一定數額的fDai，系統會將其變賣成cDai，最終至Compound中取回Dai來實現固定利率借款，借款人在交易時收到的Dai與鑄造出fDai的差額，即為借款人在到期時需要支付的固定借款利息。在下面的例子中，借款人先抵押一個ETH存入Notional中：

然后，借款人在他們選擇的2021年12月1日到期日鑄造一對fCash代幣。

借款人現在可以將正的fCash代幣賣到其流動性池中，以換取基礎貨幣。

現在，借款人通過抵押資產，獲得了借款，以及未來償還借款的義務。到期還款金額和借款金額之間的差額，就是借款人需要付出的固定利息。

Liquidation抵押品的價格發生變化時，借款人的抵押率也會發生變化。例如，針對以ETH為抵押品借USDC的最低抵押率是145%。如果抵押率跌破145%，借款人的抵押品就會開始被系統被清算。在清算期間，清算人以鏈上預言機價格的折扣購買一個賬戶的部分抵押品，并償還被清算賬戶的部分債務，清算人可以購買該賬戶至少40%的抵押品。Rollover假如借款人在期限內并無發生清算，但在到期日沒有償還欠協議的債務，借款人將被第三方以罰息利率強行自動轉入。目前懲罰利率設定為250個基點。例如，如果以前的借款利率是6%，那么新利率將是8.5%，直到借款人償還債務為止。借款人也可以按照該期限的現行利率將債務滾動到未來的期限。這意味著，借款人可以選擇先不清償債務，而是將債務展期到最近的到期日，借款人在下一個到期日償還債務即可。NotionalAMMNotional設計出來的fCash本質上是零息債券，而零息債券有一個很重要的特點就是價值會隨著時間的變化而變化：PriceofZeroCouponBond=MaturityValue/(1+r)^n由以上公式可以看出，盡管利率在期間內保持恒定不變，但零息債券的價格也會隨時間不斷變化。越臨近到期日，債券的價格就越接近面額，最終兩者之間的匯率將趨于1。從另一個角度來講，如果我們用Uniswap的x×y=k作為AMM曲線，如果沒有人在期間內有任何交易，資金池的狀態保持不變，零息債券的價格也會保持不變，隨著到期日的臨近，APY會呈現指數型增長，吸引人們去套利，使流動性提供者遭受無常損失。

聲音 | 長沙市委常委會：推動區塊鏈和人工智能等前沿信息技術深度融合:11月27日，湖南省委常委、長沙市委書記胡衡華主持召開市委常委會會議。會議強調，要進一步增強責任感緊迫感，主動加強對區塊鏈技術的學習研究，緊扣區塊鏈技術和產業創新發展重點，從長沙實際出發，突出學用結合，促進全市區塊鏈產業健康有序發展。要以開放包容心態迎接新技術新挑戰，加強重點攻關，加快構建區塊鏈產業發展生態圈，充分發揮長沙科教資源優勢，結合22條產業鏈和制造業高質量發展等工作，推動區塊鏈和人工智能、大數據、物聯網等前沿信息技術的深度融合，為區塊鏈技術及產業發展提供優質環境、營造良好氛圍。（長沙晚報）[2019/11/27]

因此，沒有考慮時間變量的AMM在二級市場對fCash定價已經不再有效，我們需要一條能自動改變報價的曲線，使零息債券的價格在一開始就對時間和利率的變化更敏感，并能根據市場情況而變化，當接近到期日時，市場價格不斷向面值收斂。NotionalAMM是由三個變量組成--Scalar，Anchor，LiquidityfeeScalar和Anchor允許分別改變曲線的陡度和它在xy面的位置。參數Scalar代表了價格對需求的敏感度，隨著越臨近到期日，曲線會越平滑，使流動性集中在參數Anchor所鉚釘的價格上。增加Scalar值會使曲線變平，減少Scalar值會使其變陡。這意味著Scalar值越大，曲線就越不敏感，在特定交易中的滑點也就越少。相反，一個較小的Scalar值會導致一個更敏感的曲線，以及在給定交易中更多的滑點。改變Anchor可以使曲線在XY平面上上下移動。Anchor的設計理念是當價格不發生變化時，Anchor可以保持利率恒定，防止時間的變化對利率產生影響。

靜態敏感性的問題不僅與流動性曲線本身有關，也與流動性費用有關。同樣的推理也適用--隨著fCash代幣接近到期日，以匯率計算的恒定費用對終端用戶的懲罰性將呈指數增長。為了解決這個問題，協議將Scalar和流動性費用轉換為到期時間的函數，每個參數都是一個根值。使Scalar成為到期時間的函數意味著流動性曲線的形狀隨著我們接近到期時間而改變。這樣設計的目的是，手續費的規模將隨著時間的推移線性下降到零，以減少手續費對年化利率的影響。

因此我們綜合以上三個參數可以得到NotionalAMM的定價公式：

YieldProtocol

Yield的基本機制與Notional有類似也有不同。Yield允許借款人抵押一種資產從而鑄造出fytokens，這里的fytokens就相當于零息債券，本身不支付利息，利息由代幣面值與支付的價格之間的差額決定，如果當借款頭寸的抵押品價值低于債務價值*抵押率時，該頭寸將被拍賣清算。所以Yield的整個生態系統就是圍繞fytokens，以零息債券的方式來充當用戶借貸的固定利率。BasicMechanism固定利率存款和借款機制如下：固定利率存款：存款人現以折價購買零息債券fydai在到期日后贖回，來獲得固定利息，其中Dai與fDai的差額為利息。如果存款人到期沒有贖回fydai，那么將開始從fyDai上賺取Compound的cDai浮動利率，直到決定將其贖回為Dai。

固定利率借款：用戶先存入抵押品例如ETH來鑄造出fyDai，再變賣成Dai，由于fyDai是折價的，因此拿到的Dai的數量會變少，兩者之差則為用戶的借款成本。

流動性頭寸管理由于每一期的零息債券都有不同的到期日和價格，所以每一期的交易都需要一個單獨的流動性池。目前，每期收益率協議的期限為6個月。為了消除流動性提供者頻繁調整頭寸的需要，流動性在到期后會自動滾動到最新一期，這樣流動性提供者就可以繼續賺取手續費，而不需要支付額外的gasfee。YieldSpace與前面提到Notional的fCash一樣，fyTokens可以使用現有的DEX如Uniswap進行交易，但這些協議自身的AMM并沒有為fyTokens進行優化，忽略了時間變量可能造成對流動池的套利損失。因此Yieldprotocol創新了一種考慮時間變量的AMM機制來支撐Pool的資金流動，旨在實現fyTokens和其基礎資產之間的有效交易，該自動流動性做市商協議稱為Yieldspace。Yieldprotocol加入了一個時間變量的恒定功率總和公式：x^(1?t)+y^(1?t)=kWhere:y代表的是fyToken的儲備x代表的是目標代幣的儲備t代表的是TimetoMaturity(0<t<1)當t=1時，其公式相當于uniswap使用的恒定乘積公式，當t=0時，恒定冪和共識相當于以1：1的價格提供代幣的恒定和公式。特點在于，資金池在任何時候提供的邊際利率=fyDai儲備與Dai的利率減1.

r=y/x-1例如，如果fyDai的儲備是110，Dai的儲備是100，那么資金池提供的邊際利率將會等于10%，該公式確保如果儲備沒有變化，資金池提供的邊際利率不會隨時間變化。換句話說，資金池的fydai儲備隨著時間的推移而增加，其增加的速率與fydai當前價格所隱含的利率相同，雖然這并不會消除套利帶來的損失，但是這意味著套利機會只能在利率變化時出現。像其他自動流動性提供商一樣，用戶可以選擇向YieldSpace資金池提供流動性以賺取未來交易的費用。YieldSpace使用一種為fyTokens優化的定制收費模式。YieldSpace不是按買入或賣出資產金額的百分比收取費用，而是按利率和到期時間的比例收取費用。這種收費模式確保收費永遠不會導致借款人支付的利率和貸款人賺取的不合理金額。NotionalFinanceVSYieldProtocol

數據分析NotionalFinance當前TVL約為6千萬美元，遠高于YieldProtocol的8百萬美元。更高的鎖倉量意味著，更多的市場認可，更低的交易滑點，和更合理的市場利率水平。Notional累計借貸活動金額達到$688Million。機制角度NotionalFinance與YieldProtocol顯著的區別在于，Notional生態系統的底層資產是cToken，也就是Compound的存款證明，而交易零息代幣的流動性池是fCash/cToken，這樣存儲在流動性池中的資金可以隨時產生利息，提高流動性提供者的資金使用效率。Yield使用自己改良版本的AMM，稱為YieldSpace來管理滑點，而Notional則使用一種動態的敏感曲線組成的專有算法，通過三個參數來構建了一個適用于零息債券流動池價格變化的曲線，兩種機制都在一定程度上解決了以下三個問題。1.隨著到期日的臨近，系統會自動調整價格，盡管沒有人交易，但保持利率不變。2.隨著到期日的臨近，價格曲線需要變得更加平滑，使庫存的變化對價格不敏感。3.手續費不能按固定比例收取，需要隨著到期日的臨近而減少。兩種AMM都各有千秋，很難從機制角度來綜合評判哪種在控制滑點和無常損失中表現更好。在Uniswap中，只要價格發生變化就會有套利交易，而YieldSpacePool中的套利交易只有利率發生變化時才會發生，這也只能在一定程度上減少LP遭受的"無常損失"。Notional的解決方案是利用三個參數來分別控制變量，但缺點在于需要頻繁調整參數來達到利率恒定，并且效果上有一定滯后。Notional利用最后交易利率來反映流動性池上最后執行交易的隱含利率。最后交易利率可以在短時間內被操縱，以顯示一個不反映特定時間內流動性池的真實或平衡利率的利率。盡管為了抵消隱含利率的漂移，利Anchor參數來確保在沒有任何交易的情況下保持利率的一致性，但每產生一次交易都會頻繁更新隱含利率。治理角度Yield協議信奉去中心化，抗審查和安全性這三大原則，所以Yield并無任何治理代幣，協議一旦制定，開發人員就會移除，Yield協議自動運行，任何人都沒有管理權限。而Notional有自己的治理代幣NOTE，NOTE持有人可以提議，投票，并實施對Notional系統參數和智能合約的修改，每個NOTE持有者在他們持有的每個NOTE中獲得一個投票權。從治理的角度來看，Notional的發展上限會比Yield要高，基礎固定利率借貸協議發揮的作用不僅僅是單純解決固定利率借貸的難題，所涉及的零息債券會在未來與其他衍生品合約建立起用途更廣的投資組合解決方案，這些都需要社群成員投票，決策和共同治理來推動。用戶體驗角度目前NotionalFinance借貸區間保持在3個月一個期限，最長為1年。而YieldProtocol則是半年一個周期。從LP的角度來看，兩種協議都支持到期可以自動展期，持續賺取可變收益，影響不大。從產品界面來看，NotionalFinance有清晰的利率期限結構（TermStructure)，便于用戶直觀的對比長期利率與短期利率并匹配自身需求來做出投資決策。從資本使用效率的角度來看，NotionalFinance的LP在向池子里提供流動性后收到的nTokens可以用于借款的自定義抵押品。換句話說，LP可以對比nTokens的動態收益率和借款利率，當借款利率比較低時，LP抵押nTokens獲得基礎資產，再用基礎資產持續提供流動性鑄造出更多的nToken，本質上是對nTokens加杠桿。Notional通過向nToken持有人分配治理代幣NOTE來激勵流動性提供者。然后LP可以質押獲得的NOTE來持續獲得協議的收益，這些特點都是YieldProtocol所不具備的。

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