前言
目前,使用LPToken進行抵押借貸的需求越來越大,但是目前市面上并沒有一種完善的用于安全獲取LPToken價格的方法。慢霧安全團隊在分析LPToken價格的獲取方式的過程中關注到了AlphaFinance團隊的關于安全獲取LP價格的方法。在仔細閱讀后,將相關的思考分享給大家。
LPToken價格獲取分析
目前,常見的LPToken價格的獲取方式如下:
其中,r0,r1分別代表Uniswap交易對中兩種代幣的存量,price0,price1分別代表r0和r1對應代幣的價格。上面的公式簡單來說就是算出交易對中兩種代幣的總價值之和,然后除以LPToken的總數量,得到了單份LP的價值。
這個公式咋一看沒什么問題,一般來說,price0和price1都會取Uniswap本身提供的延時價格。但是這里存在一個被閃電貸攻擊的風險。雖然price0和price1是不能操控的,但是r0和r1卻是可以操控的。通過操控r0和r1的值,即可對整個公式進行操控,具體可參考慢霧文章《采用延時喂價還被黑?WarpFinance被黑詳解》
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那么有沒有辦法能獲取一種安全的LPToken價格,使代幣的存量無法被操控呢?AlphaFinance團隊提供了一個思路:
根據AlphaFinance的分析,整個過程分為3步:
第1步是通過Uniswap的getReserves接口獲得交易對中對應代幣的數量,算出K
第2步是獲取交易對中每個代幣對應的價格,然后算出代幣的價格的比例P
第3步是通過K和P之間的關系反推真實的代幣存量。
完成以上3步后,最終LPToken的價格獲取公式會變成下面這個樣子:
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這一波操作下來,好像有點整懵了,但是問題不大,我們來逐個分析。
首先,我們知道,Uniswap采用的是恒定乘積算法。簡單來說就是x*y=K,也就是說,交易前后的K值是不會變的。在不討論手續費的情況下,K值理論上是不會改變的。我們先記住這個前提。然后,獲取交易對中每個代幣各自的價格,比方說對USDT價格。這里以ETH-BTC交易對為例,假設ETH的價格為650USDT,BTC的價格為22,000USDT,那么ETH/BTC的價格比值P為0.03。在得到價格的比值P之后,直接用第1步得到的K計算K/P和K*P就得到了對應交易對的一個正常的數量。下面要對第3步,即獲取正常的數量這一步進行相應的說明。
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公式思路解釋
現在開始對上面的第3步進行說明,扶穩坐好:D
像前面說的,恒定乘積的公式為:
那么其實可以根據K來分別算出x,y。然后根據上一節的第2步,我們得到了x和y的價格的比值P。由于Uniswap本身是根據池中代幣的比例來確定對應的價格,所以比值P本身就是x/y的價格的比值。然后,由于K=x*y,而P是由正確的價格算出的比值,那么,我們其實就可以以這個真實的K和x/y來反推真實的x和y。
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推算如下:
首先,我們根據P和r0,r1的比例得出以下公式:
接著,根據P就可以倒推真實的r0,r1,如下:
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那么,拿到了正確比例的x和y之后,LP的價格會是下面這個公式:
再轉換成如下:
攻擊的可能性
在完成公式分析后,我們不難知道,只要有正確的價格的比例P,就能根據這個比例倒推真實的r0和r1,最后得到公式:
那么,這個公式能不能被攻擊呢?從公式上可以知道,公式的price0,price1都是可信源獲取的正確的價格,這個值是無法被操控的,然后是totalSupply,這個值雖然可以操控,但是在控制LP價格進行攻擊的過程中改變totalSupply只能是改變你的抵押數量,這個暫時沒有用。那么剩下可以操控的只有r0和r1的值了。如何改變r0,r1的值呢?下面提供兩種思路進行分析:
思路一:直接進行代幣兌換
我們知道,在代幣池中,無論是采用什么算法進行計算,代幣池在進行代幣兌換的過程中,必然會發生代幣數量的改變,那么這種改變最終能不能操控公式呢?其實是不可以的。我們知道,在恒定乘積的模型中,x*y=K總是成立的,那么也就是說無論交易過程中怎么發生代幣的兌換,K的值總是不變的(這里不考慮手續費的情況),而公式中采用的是r0和r1進行相乘,所以使用代幣兌換來操控公式實際上是不可行的。
思路二:將代幣直接打入到代幣池中
這種思路比較粗暴,可以直接忽視K值來操控r0和r1相乘的值,但是經過我的運算,這種方法看似可行,其實是不行的。雖然達到了操控的目的,但是因為公式本身在獲取最終價格的時候采用的是根號的模式,所以最后獲得的收益是根號后的收益,比方說付出10,000的成本,最后只能獲得最多100的收益,這樣是明顯不劃算的。所以這種思路也是不可行的。
適用范圍
本算法的適用范圍僅限于適用AMM模型的代幣池的LP價格的獲取,因為整個推導過程都基于恒定乘積公式中K的基本特性來進行。獲取的LP本身所屬的交易對算法不使用AMM模型是不可行的,因為這種情況下,前面所有的假設都已經不成立了,那么對應的公式的推算自然也是不成立的。
總結
LP抵押已經成為了一種迫切的需求,在目前沒有更好的方式(如ChainLink提供的LP喂價,Uniswap提供延時LP接口等),AlphaFinance的方式可以說是一種較為安全的實現方法,使針對數量進行控制的攻擊變成不可行或成本非常高。當然,隨著越來越多場景的出現,這種算法也不一定是萬能的,項目方需要結合自身的場景,合理運用該算法,達到良好的效果。此外,特別需要注意的是,雖然公式的終極形式用的是開根號的r0,r1和price0,price1相乘,但是真正實現的時候,需要根據K來推導具體的r0和r1的值,不然會存在一定的誤差。
參考鏈接:
AlphaFinance關于獲取公平?LP價格的方法
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