DEX 設計の次のステップを探る

著者: Yellow Propeller、暗号化 KOL、翻訳: Golden Finance xiaozou

この記事の要点:

スマートコントラクトを備えたパブリックブロックチェーンは取引所にとって理想的です。信頼を商品化し、保管、手数料、価格、決済を誰にとっても等しく透明にし、誰もがマーケットメーカーになれるようにします。

しかし、分散型取引所 (DEX) の取引高は依然として集中型取引所 (CEX) に比べて劣っています。その理由は、価格に競争力がない、約定が悪用されやすい (MEV)、そして LP が十分な収益を上げていないためです。

ただし、DEX をより魅力的なものにする優れたソリューションがあります。それは、オラクルの価格設定、取引後のバッチ決済の遅延、一元化された自動流動性、および低コストの L2 ブロック スペースです。

1 はじめに

分散型取引所は、スマート コントラクト パブリック チェーンの主要な使用例です。これらはジャンクコインカジノとして批判されていますが、いずれかの資産の市場を作成する許可のないメカニズムは、投機をもたらすか、より生産的な活動をもたらすかにかかわらず、非常に価値があります。

現在、暗号通貨取引スペースは、OTC、CLOB (中央指値注文帳)、RFQ、および AMM (自動マーケットメーカー) で構成されています。

AMM は、プロのマーケットメーカーが参加する需要が十分でない取引ペアの市場を作成する場合に特に役立ちます。しかし、需要の高い取引ペアの取引量には CLOB が依然として推奨されています (Defillama のデータによると、DEX 取引量は CEX の約 16% しか占めておらず、そのほとんどは依然として CEX-DEX 裁定取引によって動かされています)。

！[debmqttakjgxyhtou7stxufubgc4g8k9mdz1qtqf.png]（https://img-cdn.gateio.im/resized-social/moments-40baef27dd-2e0edc9fe6dd1a6f-7649e1 fired fids（dex 70705 "） PTO取引量、しかし、そのシェアは拡大しています。出典: Coingecko 2023 年第 1 四半期業界レポート。)

この記事では、優れた取引所の特徴を明らかにし、現在の DEX の欠点を理解し、DEX の設計を改善および最適化するためのいくつかの方法を提案します。

2**、良い交換とはどのようなものですか? **

私がトレーダーであれば、優れた取引所は次のようなものを提供してくれるはずです。

· 信頼: エスクローのリスクは取引中、取引前、取引後に透明であり、可能な限り最小限に抑えられるべきです。

· 最安値: この取引所では常に最安値、またはそれに近い価格が得られると信頼したいので、他の場所でのより良い価格について心配する必要はありません。

· 公平性: 私の命令が悪用されることを望みません。そして、正当な理由なしに、他の誰も私よりも高い価格を取得したり、私よりも低い金額を支払ったりするべきではありません。

スピードと可用性: 取引が完了するのを待ったり、取引所が開くのを待ったりするのは楽しいことではありません。

情報: 取引所は、情報に基づいた選択を行い、注文を監視するのに役立ちます。自分の取引がどのような価格で決済される可能性が高いかを確認でき、指値注文に関する優れた価格とスリッページのアドバイスを得ることができます。保留中、請求済み、またはキャンセルされた注文のステータスも確認できます。

深い流動性と幅広い資産カバレッジ: 多くの資産ペアが流動的であることを確認すると、この取引所で良い価格を獲得できるという確信がさらに高まりました。

流動性プロバイダー (LP) とマーケット メーカー (MM) は次のことに関心を持っています。

· 利回り: 資本リスクと機会費用を相殺する利益。

MM にとって重要なのは、リスク調整後の最良のリターン シナリオであり、他の指標はその目的を達成するための手段にすぎません。大量取引、低競争または熾烈な競争、高スプレッド、まともなリベート、有害な注文フローがほとんどない、ラストルック、スピードバンプ、低い保管リスク - すべてがより高いリスク調整後収益率に貢献します。

ブロックチェーンは取引所を運営するのに理想的な場所であり、分散化、オープンソースの決済メカニズム、オープンな取引履歴が信頼、セキュリティ、透明性、公平性であるというトレーダーやマーケットメーカーの考えに大きく対応してきました。

しかし、分散型取引所は依然として次の点で苦労しています。

· 信頼できる適切な価格を提供します。

· LP に良好な収量を提供します。

· MEV が公正な執行に対する約束に違反することを防止します。

上位 10 の DEX のうち、9 つは AMM です。 AMM とその長所と短所を見てみましょう。

3**、AMM はなぜ人気がありますか? **

「伝統的な金融はそれをよく知っており、オーダーブックの方が効率的であり、一定機能のマーケットメーカーは決して機能しない」という格言をよく耳にします。

では、なぜ AMM、特に定数関数マーケットメーカー (CFMM) が依然として DeFi 分野を支配している (DEX 取引量全体の 95% 以上を占めている) のでしょうか?彼らは何か正しいことをしているに違いない。

AMM が圧倒的にリードしている主な理由は次のとおりです。

· 低流動性要件: AMM (Univ2 タイプ) は、流動性がほとんどない場合でも、常に価格を提示します。

· パッシブ流動性: お客様の流動性は AMM によって管理されます。そのため、LP や誰でも (マーケットメーカーに限らず) 簡単に手数料を稼ぐことができます。

シンプルさ: オーダーブック取引所と比較して、AMM は計算要件とストレージ要件が低いため、ガス消費量が少なくなります。

· ゲートキーパーなし** (ゲートキーパー):** マーケットメーカーや取引所の上場手数料は法外に高額になる可能性があり、集中型取引所はいつでもトークンの上場を廃止できます。 AMM を使用すると、あらゆるプロジェクトを簡単に公開して、独自の流動性を提供したり奨励したりできます。

(Uniswap の立ち上げから 2 年後の 2020 年末、DEX の取引量は急激に増加しただけでした。出典: Dune)

最初の分散型取引所が登場したとき、流動性はほとんどなく、マーケットメーカーも取引量もほとんどなく、ガス料金も高額でした。このような状況では CLOB を実行することは不可能なので、AMM はそれに最適です。 AMM は非常に単純で、構築、シミュレーション、監査が簡単です。

しかし、今は違うようです。オーダーブックの量は増加しており、プロのマーケットメーカーはさまざまな資産を見積もっており、L2 ではガス料金がはるかに安くなり、CFMM (つまり、今日のほとんどの AMM) の弱点を誰もがより認識しています。

特定の市場（ロングテールコインなど）では、依然として AMM が最善の策です。しかし、主要な分野では依然として集中型取引所に遅れをとっています。

4**、AMM既存の問題**

(1**) 高いガソリン料金****

オンチェーントランザクションは依然として高価です。 AMM のプール料金 (0.01 ～ 0.3%) は CEX と同等ですが、小規模取引 (1,000 米ドル未満) のガス料金は、L2 であっても簡単に 1 ～ 10% かかる可能性があります。

(2**) 期限切れ価格**

通常、AMM は最安値を提示しません。 AMM の価格は取引を通じてのみ変化します。したがって、AMM 価格が現在の市場価格と一致していることを確認するには、裁定取引トレーダーに依存する必要があります。ただし、裁定取引トレーダーは、保有リスクに加えて、プールレートとガス料金によって制限されます。したがって、流動性の低い AMM プールは、他の取引所の最良相場から簡単に 1 ～ 5% 逸脱する可能性があります。

(3**)損失とリバランス (LVR****)**

(その後の分析では、有害な注文フローの LVR により、Uniswap LP は明らかに収益性が低いことがわかります。)

AMM は受動的であるため、資産の価格が他の場所 (Binance など) で決定される場合、AMM の価格は常に 1 歩遅れます。 (Binance で) 価格が上昇すると、AMM は非常に低い価格でトークンを裁定取引者に販売します。価格が下落すると、AMM は裁定取引者から法外な価格でトークンを購入します。

時間の経過とともに、AMM、特に LP は損失を出し続けることになります。価格を市場価格に戻すのは、LP が裁定取引者に支払う価格です。

代わりに、指値注文ブックでアクティブなマーケットメーカーは、価格が変化するとすぐに気配値を変更し、市場価格に対してポートフォリオのバランスを再調整しようとします。したがって、「損失対リバランス」という名前が付けられています。これは、現在の市場価格で資産をリバランスするのではなく、パッシブLPが誤った価格で裁定取引者に資産を売却することによって被る損失です。

LVR の典型的な例は次のとおりです。

· LVR** は永続的です: **価格が以前のレベルに戻った場合、または LVR の損失を回復できない場合、これは一時的な損失または「損失対保有」とは異なります。

· LVR** はボラティリティに応じて増加します**: 価格のボラティリティが大きくなるほど、LP の損失も大きくなります。

· LVR** は価格発見会場によって異なります。 **重要なのは、現在の加重平均市場価格からどれだけ裁定取引者に売却するかです。

なぜなら、LP として、各取引から手数料も得られるため、資本プールが市場で十分な比重を占めている場合、これは有利になる可能性があります。 LVR が手数料よりも低い限り、これらの取引は損失ではなく実際に利益をもたらします。市場でのウェイトが低い小規模なプールはより高い LVR を持ち、より大きなプールの LP の利益を支払う傾向があります。

(4**) 脆弱な居住地 (MEV****)**

トレーダーと LP は、AMM 値の抽出に対して脆弱です。

トレーダー: シーカーはあなたの取引を先回りしたり、サンドイッチ攻撃を開始したり、取引をブロックして価格をさらに悪化させたりする可能性があります。

パッシブ LP: より洗練されたアクティブ LP は、タイムリーな流動性を提供し、取引手数料のほとんどを回収できます。

(5**) 流動性の断片化**

CFMM では、同じトークンが複数の異なるトークン (USDC-WBTC、DAI-WBTC、ETH-WBTC など) とペアになることがよくあり、同じ取引ペアに対して複数の手数料層さえあります。これにより、流動性 (この場合は WBTC) が複数のプールに分散され、その結果、LP の手数料が下がり、トレーダーの流動性の深さが減り、価格が下がります。流動性のほとんどは取引に使用されず (たとえば、Univ2 設計)、レンジ注文 AMM であっても、価格が流動性が集中している場所から逸脱することがよくあります。

集中型取引所では、通常、見積もられる資産 (USD など) が 1 つだけあり、マーケットメーカーは現在の市場価格を中心に流動性の大部分を積極的に取り囲みます。その結果、プールが減り、注文簿がより深くなり、マーケットメイキングが行われ、トレーダーの収益が向上します。 、トレーダーにとってより深い流動性が得られ、価格への影響が少なくなります。

(6**) その他の質問**

上記の問題は、CFMM におけるさらなる問題にもつながります。

· 価格とインクルージョンの不確実性: 意図的または非意図的なフロントランニングにより、取引は頻繁に失敗するか、スリッページが発生します。

· **固定スプレッド: **AMM は注文に定額料金を請求します。そのため、変動の激しい市場では脆弱になり、変動の少ない市場では競争力が低下します。

· ** 流動性の獲得が困難: ** 相対損失リバランス (LVR) と流動性の断片化により、AMM の LP 収益性が低下し、流動性の獲得がさらに困難になります。したがって、プロトコルは通常、十分な流動性を引き付けるために流動性マイニングのインセンティブでLPを補助する必要があります。

· 流動性の断片化: DEX では、通常、トークンには複数の取引ペアがあり、同じ取引ペアであっても複数の手数料レベルがあります。流動性のほとんどは取引に使用されず (たとえば、Univ2 設計)、レンジ注文 AMM であっても、価格が流動性が集中している場所から逸脱することがよくあります。これにより、LP の手数料が下がり、投資深度が減り、トレーダーの価格が悪化します。

しかし、それは AMM が運命づけられたという意味ではありません。ブロックチェーン技術と関連研究は大幅な進歩を遂げ、これらの問題に対処できる新しい構成要素を可能にしました。

5**、より優れたオンチェーン交換モジュールを構築します**

いくつかのソリューションが開発されており、ディストレスト価格、MEV、相対損失リバランス、流動性断片化に対処するための関連提案があります。最も重要な解決策を要約し、いくつかの新しい提案を提案しましょう。

(1**) 高額なガス**** 料金の問題を解決します**

· 低コストのブロック スペース

L2 のコストは 1 ～ 2 桁低くなります。その結果、取引コストがボトルネックではなくなりました。これは、より計算量の多いプロトコル (オーダーブックなど) の設計が可能になることを意味します。しかし、少額取引の点で CEX と競合するには、ガス料金をさらに一桁下げる必要があるかもしれません。

CoW** (一致が必要)**

(3 人のトレーダー間の CoW トランザクションの例。各トレーダーは希望する取引を行い、相互に流動性を提供します。DEX を経由したり支払ったりする必要はありません。)

デマンドマッチング（CoW）は基本的に、補完ペアを同時に取引するトレーダー間のP2P取引資産です。デマンドマッチングにより、トレーダーは AMM 取引手数料を支払わず、ガス手数料 (送金手数料のみ) を支払うことが少なくなるため、価格が最適化されます。ただし、需要のマッチングが機能するには、現在の最良の売買価格を適切に予測する必要があります。

オフチェーン計算、オンチェーン検証

計算集約的な部分をオフチェーンに取り込み、エスクロー、決済、検証にのみチェーンを使用すると、より賢くて複雑な機能を実現できます。たとえば、指値注文をオフチェーンで追跡および照合しますが、資金を保持して取引を決済する場合はオンチェーンで行います。

(2**) 無効な価格の問題を解決します**

· 提案への招待 (RFQ**)**

提案への招待があれば、マーケット メーカーから直接購入できます。マーケットメーカーはすべての取引会場 (オフチェーンおよびその他のチェーン) で取引できるため、1 つのチェーンのみを使用している場合でも、マーケットメーカーを通じてこれらの取引会場の価格と流動性にアクセスすることもできます。 RFQ 注文では、ガス料金も節約できます (送金と署名の確認のみで、資金プールの介入は必要ありません)。

· インスタント (JIT**) 流動性**

有害な注文の流れのリスクを補うために、マーケットメーカーは取引所で行うような厳密な深さの相場を提供しません。事実上、通常のユーザーは、有害な注文の流れ（裁定取引者）を補助するためにマーケットメーカーに税金を支払います。

ただし、代わりに、ユーザーが取引を送信した後にマーケットメーカーが価格を設定する場合、マーケットメーカーはリスクが少なくなるため、より良い価格を与えることができます。これにより、平均的なユーザーには有利な価格が与えられ、裁定取引者にとっては生活が困難になります。

· DEX の低下****手数料

手数料が高い理由の 1 つは、LP を LVR から保護するためです。ただし、DEX が LVR から身を守ることができれば、手数料を低く設定することもできます。裁定取引により、手数料が安くなり、あるプールが他のプールに近づくことができます。

価格を最新の状態に保ち、不利益な裁定取引を防ぐ 1 つの方法は、オラクル価格設定を使用することです。

(3**)LVR**** の問題を解決します**

· Oracle** ベースの価格設定**

AMM が受動的に価格を設定している限り、シグナルトレーダーに対して脆弱になる可能性があります。これを回避する 1 つの方法は、裁定トレーダーが介入する前に AMM の価格を積極的に更新することです。

オラクルは、有害な裁定取引の機会を残さないように、高速かつ正確である必要があります。取引から請求される手数料が市場価格との差よりも低い限り、裁定取引は利益が得られず、したがって有害です。したがって、有害な注文フローを回避するには、オラクル価格の精度がプールの取引手数料の精度よりも高い必要があります。

AMM は、ユーザーがトランザクションに署名した後でも価格を設定できます**。これにより、LP が古い見積を提供するのを防ぎ、裁定取引のリスクを防ぐことができます。

· 遅延が推奨されます

もし AMM が、情報に基づいた (そして、非常に利益が少ない可能性がある) 注文フローと、情報に基づいていない (平均して収益性の高い) 注文フローを区別し、情報に基づいていない注文フローのみを保持できれば、多くの問題は解決されるでしょう。

(動的な手数料と取引遅延は、AMM が有害な注文フローと小売注文フローを区別するのに役立ちます)

取引シグナルはすぐに減衰するため、オラクルに望ましくない長時間の遅延が発生した場合、知識のあるトレーダーが AMM の不意を突くのはより困難になります。動作メカニズムは次のとおりです。

• 遅い決済コストが少ない: 取引が決済されるまで 5 分待つことができる場合、スワップは安くなります (例: 0.1% の手数料)。取引はオラクルからの5分後の価格で決済されます。知識のないトレーダーは、手数料を節約でき、5 分待つだけで、コストも低くなるため、これを行うことを気にしません。

• 高速決済は高価です: 現在のオラクル価格 (例: 0.4%) では決済は非常に高価です。手数料が高くなると、情報に基づいたトレーダーのシグナルアドバンテージが大きくなり、AMM が不利益になる可能性が低くなります。さらに、支払いを希望するユーザーには迅速な決済オプションも引き続き提供されます。

この遅延により、DEX は有害な注文フローと無害な注文フローを区別し、それに応じてガードレール (手数料) を調整できます。あるいは、DEX は単純に高速決済を完全に禁止することもできます。有害な注文の流れを効果的に防止するために、高速決済手数料は取引ペアの市場ボラティリティを考慮する必要があります。

· アクティブな流動性管理

集中型流動性ポジション (Uni v3) により、LP は特定の価格範囲内で流動性を方向付けることができます。これにより、LP または第三者が現在の市場価格を中心に流動性を確保することが可能になり、LP の資本効率が大幅に向上します。

アクティブな流動性管理により、特定の LVR から LP を保護することもできます。

信頼できるオラクルを使用すると、AMM は現在のオラクル価格を中心に独自の流動性を設定することもできるため、アクティブな LP 管理は必要ありません。

· 動的なスプレッドと変動予測

AMM の損失は裁定取引者のシグナルアドバンテージの大きさに依存するため、より不安定な取引ペアでは有害な注文フローが発生する可能性が高くなります。従来のオーダーブックでは、市場が不安定な場合、マーケットメーカーはスプレッドを拡大します。 AMM も同様に、現在の市場のボラティリティに基づいて手数料を動的に調整できます。

Uniswap v3 にはすでにこれの暫定版があり、同じ取引ペアに異なる手数料レベルを提供し、LP がこの取引ペアの価格変動に適した手数料レベルを選択できるようにします。

マーケットメーカーもスプレッドを調整して、ターゲット在庫に対するポジションのバランスを調整します。AMM は LP に対して同様のことを行う可能性があります。

(4**) 脆弱な沈下問題を解決する**

· シークレットコミット

パブリック メモリプールをバイパスするプライバシー RPC は、フロントランニング攻撃やサンドイッチ攻撃からトランザクションを効果的に保護する 1 つの方法です。

· バッチオークション

バッチ オークションは、価格を公平にするための優れた方法です。一定期間にわたって注文をまとめて、同じペアの取引がすべて同じ価格で実行されるようにします。これにより、取引が先んじられたり、挟まれたりする可能性が低くなります。バッチオークションでは待ち時間も追加されるため、有害な注文の流れをある程度防ぐことができます。ただし、レイテンシーの悪いオラクルと同様、バッチ オークションは構成可能性が低くなります。

ロットオークションはまた、価格設定、利用可能な流動性、スワップのルーティングを劇的に改善します。これにより、共連れの可能性が大幅に排除されます。

· 動的滑り範囲

スリッページの設定は簡単な作業ではありません。取引ペアの価格が大きく変動する場合、スリッページが小さすぎるとトランザクションが失敗し、スリッページが大きすぎるとトランザクションがサンドイッチ攻撃に対して脆弱になります。したがって、トランザクションの失敗を避けるために、DEX には通常、デフォルトのスリッページ範囲が大きく設定されています。

ただし、ボラティリティとデプスの予測を使用すると、DEX ユーザーは各取引の適切なスリッページをより適切に予測できるようになります。これにより、ユーザーはサンドイッチ攻撃やトランザクションの失敗を回避できます。

· すべての LP を作成** JIT**** (インスタント) LP**

JIT (ジャストインタイム) 流動性攻撃を軽減する別の方法があります。前述の LP の「ラスト ルック」メカニズムと同様に、ユーザーがトランザクションに署名した後にモデルを変更して価格を決定する場合、次のようにすることができます。誰もが即座にオファーを提出し、競争の場を平等にします。ただし、これは積極的な戦略を実行する意欲があり、各取引に個別に対応できる LP にのみ適用されます。

構造的には、バッチ オークションは即時流動性トランザクションでもあり、ユーザーがトランザクションを送信した後に流動性と価格が判明します。

6 結論

ブロックチェーンは取引所にとって優れたインフラストラクチャですが、DEX はまだトランザクション量のほとんどを処理できません。しかし、取引量とマーケットメーカーがオンチェーンに完全に移行していないのには十分な理由があります。それは、競争力のない価格、トレーダーの質の悪いユーザーエクスペリエンス、低い利回り、執行の安全性の不足などです。幸いなことに、これらの問題には優れた解決策があります。これらのソリューションを組み合わせることで、いつの日か大部分のトランザクションをオンチェーンにできるようになるでしょう。