如何設計一個最簡單的去中心化穩定幣？_MIN:比特幣最新市值多少億

本文作者JacobEliosoff為加密貨幣基金CalibratedMarkets的管理負責人，CalibratedMarkets是TreviDigitalAssetsFund的GP，該基金研究比特幣和相關加密貨幣，并進行長期投資。

Calibrated由JacobEliosoff進行管理，JacobEliosoff是一位計算機程序員，自2013年秋季以來一直從事該基金的工作。

文章經白計劃Yaoyao編譯整理，內容有所刪減。

一段時間以來，這個問題一直縈繞在我的腦海中。直到上周，受到MakerDAO和Uniswap等項目的啟發，我茅塞頓開，在這篇文章中，我將回顧以下部分：

1.計劃的穩定幣設計，這里稱為USM(“極簡美元”)；

2.它極簡的四種操作:mint/burn(創建/兌換USM穩定幣)和fund/defund(創建/兌換相關的“投資代幣”FUM)；

3.我遇到的最大設計障礙，以及我提出的解決方案；

4.一個大約200行Python的概念證明實現。

這只是為了做個有趣的嘗試，只要它不會無辜損失用戶的錢，成為一個真實實現的話會很酷。

(注:本文仍為草稿，可能會有所修改。)

A.基本理念:無風險的USM+高風險的FUM

最簡單的可行的穩定幣是依靠ETH池創建/贖回代幣。將價值n美元的ETH(在鑄造時)存入池中，鑄造出n個新的“USM”穩定幣，或者從池中燒掉m個USM換取價值m美元的ETH(在燃燒時)。

(為了方便，將使用Ethereum，但設計是與平臺無關的。)

為什么這個方案行不通呢?

首先，要想知道x個ETH值n美元，你需要一個或多個價格預言機。這一點我們稍后再談，幾乎所有的穩定幣都需要這個，所以即使是最簡單的設計也需要它。而更大的問題是ETH的價格波動。

假設ETH是200美元，在池中存入10ETH就能鑄造出2000USM。假設ETH跌至150美元，燒掉你的2000USM，但是，池中已經沒有足夠的ETH(你應該得到2000/150=13.33ETH，但池中只有10ETH)。

抵押品池的價值下降，以至于無法清算未償付的債權(代幣)。這對穩定幣投資者和金融業來說是一個非常熟悉的問題。當你的傘不斷地收縮和膨脹時，你如何保持干燥?

Peter Schiff：無論其他風險資產走向如何，比特幣都會下跌:7月21日消息，黃金支持者、比特幣反對人士Peter Schiff在最近的一條推文中表示，30000美元現在已經變成了比特幣的阻力。周一，其他風險資產被拋售，比特幣被拋售得更多；周二，隨著風險資產反彈，比特幣再次下跌。無論其他風險資產走向如何，比特幣都會下跌。（U.today）[2021/7/21 1:07:17]

最簡單的解決方案也很常見:對池進行超額抵押—給它一個安全緩沖，用更多的ETH贖回未償還的USM。

這樣做，我們的系統需要一種方式，讓其他參與者—“投資者”—把ETH加入到池中(以換取第二個代幣FUM)，并激勵他們這么做。

讓我們嘗試兩種激勵方式:

手續費：對鑄幣/燒錢操作收取少量費用，并分紅給投資者。杠桿：可以建立一個有市場風險的ETH池(它的價值隨ETH的價格漲跌)，支持一堆USM代幣，這些代幣的唯一目的就是避免這種風險(價格保持在1美元)。

所以我們將把所有的市場風險都拋給投資者:

穩定幣用戶存入有風險的ETH，收回無風險的USM;投資者存入風險較大的ETH，收回風險更大的FUM。

這又是一個熟悉的金融技巧——“分級”風險。

現在，在創建/贖回USM代幣的mint(ETH->USM)和burn(USM->ETH)操作之上，我們添加了fund(ETH->FUM)和defund(FUM->ETH)操作來創建/贖回FUM。

B.一個簡單的例子

ETH價格200美元：

A將10ETH存入池中，鑄成2000USM。(我們暫時不計算手續費)B進行投資操作，存入另外5個ETH以換取1000個FUM，初始定價為1美元。

-池包含15個ETH(10個和5個加在一起)，價值3000美元-A擁有價值2000美元的2000USM-B有價值1000美元的1000FUM

ETH漲到220美元：

-15ETH的池現在價值3300美元-A的2000USM仍然值2000美元-B的1000FUM值1300元

聲音 | 陳純：除了研究區塊鏈技術本身外 還需要研究如何監管:1月12日，中國工程院院士陳純在CCF通訊刊文《聯盟區塊鏈關鍵技術與區塊鏈的監管挑戰》，文中提到，區塊鏈作為重要的底層基礎設施，在其快速發展的過程中，我們要高度重視安全問題。因此，我們除了研究區塊鏈技術本身外，還需要研究區塊鏈如何監管。公有鏈已經成為新媒體的傳播媒介，因為公有鏈本身具有去中心化、不可篡改、不可刪除、低成本的特點。利用區塊鏈去傳播有害信息、網絡謠言、煽動性與攻擊性信息，會給區塊鏈技術的產業布局和發展帶來不利影響，同時給監管部門帶來很大的挑戰。[2020/1/13]

ETH跌至170美元：

-15ETH值2550美元-A的2000USM值2000美元-B的1000FUM值550美元

ETH跌至100美元：

-15ETH值1500美元-A的2000USM值2000美元-B的1000FUM值-500美元

面對ETH價格的大幅下跌，B的資金被證明是不足的:

無論如何池都縮水了(pool_value<usm_outstanding)，不再有足夠的ETH來贖回A的所有USM，加上B也損耗了。

C.為什么縮水是不好的

這意味著并不是所有的USM持有者都可以贖回他們的USM來為ETH兌換:

穩定幣不再是“完全支持的”。只要用戶不同時全部撤出(“銀行準備金業務”)，那就沒問題，但是…

實際上延遲兌換者最終可能會兩手空空，這一事實激勵持有人更早的兌換——導致潛在的銀行擠兌。

FUM投資者B的損失，同樣也可能會促成一個糟糕的反饋循環，一旦出現下跌跡象，他們就會選擇退出。

由于FUM的價格已如此之低，甚至是負值，新投資者可能會以極低的價格購買FUM，這會嚴重地削減了早期投資者的資金。

這篇文章剩下的大部分內容都是關于如何避免這些情況，這是有意義的，因為除了“保持1美元”外，防止/處理抵押品貶值和基金投資人出局是穩定幣設計中最基本的挑戰。

D.更多關于mint/burn/fund/defund的細節

這個系統有三個動態部分:

ETH價格上下變化，改變池的價值。mint/burn操作，創建/銷毀USM(同時向池中添加/從池中刪除ETH)。fund/defund操作，創建/銷毀FUM(同時添加/移除ETH)。

聲音 | 韋氏評級：無論比特幣盈利能力如何 投資者都更傾向于存幣而非賣幣:韋氏評級今日稱，超過60%的比特幣一年多都存儲于錢包中而非在市場流通。在此期間，比特幣兌美元的價格從去年12月的3100美元上漲到僅6個月后2019年的13800美元高點。無論盈利能力如何，投資者都希望存幣而不是賣幣。[2019/12/3]

有關這些操作的更多詳情:

錨定美元:注意在正常運行的情況下(特別是:不低于1美元，價格預言機準確)，mintand和burn應該保持USM與美元掛鉤，讓用戶在任何時候可以立刻用1美元兌換價值1美元的ETH，除了少量手續費。這個過程挑戰在于如何保持系統資本化。

債務比率是這方面的關鍵度量:usm_outstanding/pool_value。

當這個比率超過100%(或者超過我們指定的MAX_DEBT_RATIO，比如80%)時，系統可以通過禁用撤資和燒幣操作來限制它，直到它下降，例如因新的投資者進入。

但以這種方式取消贖回，無論是頻繁的還是偶爾短期的，都將損害用戶對金融體系和價值錨定的信任。USM在交易所的交易價格可能開始低于1美元……可能會有所緩解，但也可能不會。沒有人會把賭注押在一個實驗系統上。

鑄幣/燒幣的具體機制很簡單:投入n美元的ETH，收回nUSM(減去手續費)，反之亦然。投資/撤資的機制更為巧妙。

基本模型是，這些操作會改變FUM的數量，但不會改變它的單價，它只是池的多余緩沖區的美元價值：

buffer_value=pool_value-usm_outstanding/fum_outstanding。

例如(還是不計算手續費):

假設池中有15個ETH，ETH價格為220美元，池的總價值為3300美元，未償付的USM為2000枚，FUM為1000枚。

然后:

-負債比率=$2000/$3300=60.61%-緩沖值=$3300-$2000=$1300-FUM單價=$1300/1000=$1.30

C將另外13個ETH(價值2860美元)投入池中，得到2860美元/1.30美元=2200個新鑄造的FUM。現在:

-池中有28ETH，價值6160美元-仍有2000USM未償付-3200個FUM未償還-負債比率=$2000/$6160=32.47%-緩沖值=$6160-$2000=$4160-FUM單價=$4160/3200=$130

聲音 | V神：如何公平有效地分配資源取決于機制設計的可信度:據prnewswire消息，V神表示，好的機制應該能夠給需求方分配最佳資源，無論需求方是項目、政府還是公司。如何公平、有效地分配資源取決于機制設計的可信度。雖然中心化機制仍然是常態，但這要求所有參與方都相信中心化機制能夠正確運作。[2018/9/15]

當ETH價格降到200美元:

-28ETH價值5600美元-2000USM未償還，3200FUM未償還-負債比率=$2000/$5600=35.71%-緩沖值=$5600-$2000=$3600-FUM單價=$3600/3200=$1.125(下跌)

C取走其2200個FUM中的1000個(價值:1000*$1.125=$1125)，收回$1125/$200=5.625ETH:

-22.375ETH價值4475美元-2000USM未償還，2200FUM未償還-負債比率=$2000/$4475=44.69%-緩沖值=$4475-$2000=$2475-FUM單價=$2475/2200=$1.125(不變)

E.FUM的價格

當池的資金縮水時，在第一個例子中，FUM的單價暴跌到-0.50美元。我們不能以負的價格或接近0美元的價格投資/撤資。

在這種情況(例如，當債務比率>MAX_DEBT_RATIO)下最簡單的處理方式是：

1禁用撤資(池需要資金)2為了基金運營的目的，在資金價格上加一個溢價，保持資金價格>$0。

但思考良久后會發現，有很多不同的方式來定義這種溢價，我在整個系統工作的7天里有5天是用來探索它們的。細節不在這篇文章的討論范圍之內，但簡而言之，到目前為止我最喜歡的規則是:

當債務比率>MAX_DEBT_RATIO時，投資操作(投入ETH換取新的FUM)需要至少按min_fum_buy_price計算支付，即在債務比率超過MAX_DEBT_RATIO時對應的以ETH計算的FUM單價。

一旦債務比率回落到低于MAX_DEBT_RATIO,min_fum_buy_price將被清除，基金操作將再次以正常的FUM價格進行(buffer_value/fum_outstanding)。

如果你想知道所有細節，可以了解這個例子(如果不是，你可以跳過它):

郭宇航談區塊鏈和數字貨幣項目如何規避政策風險：做到三個點:日前在“2018洪泰春分大會”上，談及到區塊鏈未來到底能做什么，星合資本董事長、點融創始人郭宇航，作為業內知名區塊鏈專家，他表示：“區塊鏈在金融、存證、版權、游戲、未來萬物上鏈等方面容易落地，最終是要讓全世界的機器走向共識。以及關于區塊鏈和數字貨幣項目如何規避政策風險？郭宇航認為就三點，一是不要渉眾，二是服務實體，三是擁抱監管。”[2018/3/22]

再從15個ETH計算，ETH價格$220，價值:$3300，包含2000USM,1000FUM:

-負債比率=$2000/$3300=60.61%-緩沖值=$3300-$2000=$1300-FUM單價=$1300/1000=$1.30

ETH價格跌至100美元:

-15ETH價值1500美元-2000USM未償還，1000FUM未償還-負債比率=$2000/$1500=133.33%-緩沖值=$1500-$2000=-$500-FUM理論單價=-$500/1000=-$0.50

因為債務比率已經上升到MAX_DEBT_RATIO=80%以上，我們設置min_fum_buy_price為ETH下跌至80%時。

在這個例子中，當ETH價格達到$166.67時，當buffer_value是(15*$166.67)-$2000=$500，因此FUM價格是$500/1000=$0.50=0.003ETH。

此時D投入$600的ETH。因為min_fum_buy_price=0.003,D支付0.003ETH(0.30美元)每FUM的單價，而不是負理論價格-0.50美元。所以D得到6/0.003=2000枚新鑄造的FUM:

-此時ETH價格$100，21ETH價值$2100-2000USM未償還，3000FUM未償還-負債比率=$2000/$2100=95.24%-緩沖值=$2100-$2000=$100-理論上的FUM價格=$100/3000=$0.0333-min_fum_buy_price=0.003ETH(計算約為$0.30)

如果ETH進一步下跌至60美元:

-21ETH價值$1260-2000USM未償還，3000FUM未償還-負債比率=$2000/$1260=158.73%-緩沖值=$1260-$2000=-$740-FUM理論價格=-$740/3000=-$0.2467-min_fum_buy_price=0.003ETH($0.18)

D再次投入6ETH=$360，同樣得到6/0.003=2000FUM。

以ETH計算，D的融資利率與以前相同(即min_fum_buy_price=0.003ETH)，但當ETH降至60美元時，以美元計算的利率更便宜(0.003ETH=0.18美元，之前是0.30美元):

-此時27ETH價值$1620-2000USM未償還，5000FUM未償還-負債比率=$2000/$1620=123.46%-緩沖值=$1620-$2000=-$380-理論上的FUM價格=-$380/$5000=-$0.076-min_fum_buy_price=0.003ETH($0.18)

無論如何，最簡潔、最安全的確保投資者投入合理的(主動的)資金的方式，還有進一步研究的空間。目前大致的方式是，當系統資金不足時，FUM的價格應該低到足以吸引新的投資者進入，但又不能低到徹底折損老的投資者。

(ElliotOlds的一個偉大建議:在這些情況下，債務比率>MAX_DEBT_RATIO，即系統需要資金時，使FUM購買價格隨時間下降。

這樣就避免了min_fum_buy_price高于投資者的預期系統因缺乏資金而消亡。隨著價格的不斷下降，投資最終會到位，即使其價格會大大削減現有FUM持有者的風險/回報。新資金到位后，USM的燒幣將會恢復，這應該會讓USM持有者安心，并對錨定美元的匯率抱有信心。)

F.系統其他部分

預言機使用什么價格(ETH/USD，系統依賴的唯一外部數據)，這是一個其他人可能更想了解的問題。在我的思考中，我建議使用Uniswap的其他幾個穩定幣價格的平均值:USDT，USDC，PAX，DAI，TUSD。

投資USM->FUM:讓投資支持USM作為一種投資方式(因此，USM->FUM)，連同ETH(ETH->FUM)，可能是個好主意。特別是當ETH的價格下降時，也就是當投資者花費USM可能比ETH更好的時候。

(請注意，USM->FUM投資操作對ETH池中的金額沒有影響，即使扣除了手續費。它只是銷毀了一些用戶的USM，并給予他們新鑄造的FUM作為回報，而不動ETH池。)

限價購買訂單:該設計的一個有前景的補充是一個投資選項，用戶可以以“6ETH鑄造2000FUM”或“600USM鑄造2000FUM”的選項下限價購買，如果價格下降到指定的比率就會觸發。

這相當于在投資op中添加了一個可選參數：

max_price_in_eth/max_price_in_usm。

這樣的設計可以在資金池的緩沖區之上，提供第二道防線。而且，由于ETH和FUM的價格很可能是密切相關的，以美元計價的投標應該比較穩定。

按照我們這里的目標(以及Uniswap)的精神，治理應該是最小化的：“部署后就忘記”。

設計中沒有包含凍結/撤回功能:如果需要修復這個部分，應該啟動一個新的智能合同，用戶可以選擇遷移到新版本。我能想到的唯一受管理員限制的操作是指定一個“自愿升級”合同，這樣用戶就可以選擇將他們的財產自動轉移。

其他非美元掛鉤的幣種應該比較容易:唯一的挑戰是找到一個好的價格來源，例如，ETH/EUR。事實上，比特幣比歐元硬幣更容易使用，因為ETH/BTC很容易從Uniswap獲得。存入ETH時需要選擇:

a)造幣廠:0.025(或當時ETH/BTC的匯率)“BTC-pegcoins”，與BTC掛鉤，就像USM與美元掛鉤一樣;

b)基金:1ETH的“比特幣基金”——押注ETH/比特幣，就像FUM是押注ETH/美元一樣。

G.面對攻擊

只是一些初步想法:

預言機操縱價格。如果攻擊者可以操縱價格來源，他們可以打破錨定，低買高賣，抽干資金池。

預言機是該系統最明顯的弱點，隨著ETH在池中的增長，它將成為更大的目標。對我們有利的是，這是許多其他系統/智能合同的共同弱點，所以我們可以利用這一點。

一個明顯的處理方式是使這四種操作中的一部分或全部延遲:例如burn的邏輯可以是“給USM，等一個小時，拿回ETH”，而不是“給USM，拿回ETH”。這雖然影響用戶體驗，但可以對抗價格操縱，值得一試。

USM系統對實時價格非常敏感。一些可能的方法可以降低這種靈敏度:

a)啟動和執行之間的延遲，如上所述。b)隨機分配這個延遲，例如，“你的鑄幣將在下一個小時的隨機時間以ETH/USD的價格進行加工。”c)取較大數量的源價格的平均數:例如，多個平臺上的多個穩定幣。d)更高的手續費。下面示例代碼中的往返買賣手續費為0.6%，但這只是一個概念證明。e)一般來說，在某種程度上，是許多連鎖系統共同面臨的挑戰，值得遵循它們的最佳實踐。

當ETH的價格下降。抵押品擔保體系崩潰最明顯的方式就是抵押品貶值。然而，在這個系統中，貶值似乎在一定程度上得到了控制。在超過MAX_DEBT_RATIO的情況下，贖回被禁止，如果ETH暴跌，系統就會停止，直到注入新的資金。

FUM持有者當然會損失大部分資金，但這是一種補償風險，就像借款人拖欠貸款一樣，而不是像大型保險公司破產那樣的系統性失敗。

特別是，只要1預言機的價格仍然準確，2新的投資者總持續出現，USM的錨定美元的會應該可以抵御ETH的價格下跌。所以預言機的價格似乎更脆弱。

H.概念驗證實施

我編寫了一個簡單的Python命令行實現，雖然會有bug，還需要進一步的修改，但它已經足夠讓您了解系統是如何工作的。下面是一個來自上面例子的副本鏡像操作示例:

原文鏈接：https://medium.com/@jacob.eliosoff/whats-the-simplest-possible-decentralized-stablecoin-4a25262cf5e8

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