BlackHoleSwap WhitePaper

BlackHoleSwap est un AMM décentralisé conçu pour les stablecoins. L'article fournit des informations utiles sur BlackHoleSwap.

Résumé

BlackHoleSwap est un AMM  (Automated Market Maker) décentralisé conçu pour les stablecoins. En intégrant des protocoles de prêt pour profiter de l'offre excédentaire. En conséquence, il peut traiter des transactions bien au-delà de sa liquidité existante. Comparé à d'autres AMM, BlackHoleSwap offre une liquidité pratiquement illimitée avec le glissement le plus faible, maximisant l'utilisation du capital.

Arrière plan

Les prix sur les AMM classiques tels qu'Uniswap  sont souvent fournis par une formule de "produit fixe" entre deux actifs, ce qui rend le prix coté très sensible à la volatilité de l'actif mais susceptible de changer.. peut être largement appliqué dans la création de marchés entre de nombreux actifs différents .

Cependant, pour les échanges en stablecoins, la formule de produit fixe d'Uniswap n'est clairement pas suffisante car la différence de prix entre les actifs sera assez faible.

Pour l'échange entre stablecoins, Curve a proposé un modèle spécialisé appelé « Uniswap avec effet de levier », qui est une formule spécifique entre : prix constant (le ratio est toujours de 1:1) et « produit fixe » (Uniswap).

Avec le même volume et le même spread, Curve peut fournir dix fois plus de liquidités qu'Uniswap.

Même le modèle de Curve peut fournir une excellente profondeur de transaction stable dans la plupart des situations. Cependant, un glissement important se produira lorsque la liquidité d'un côté s'épuisera.

Ainsi, lorsqu'un stablecoin s'écarte d'un prix fixe, la liquidité se tarit à court terme, ce qui se traduit par de moins bonnes performances qu'Uniswap. Ceci est un effet secondaire de Curve avec les ajustements de pièces stables.

Dans un échange décentralisé basé sur un algorithme, le modèle de Curve est essentiellement "Réserve - Devis - Accord". Le manque de liquidité se produit parfois en raison d'un stock limité. Cependant, les gens ne devraient pas avoir de limites.

BlackHoleSwap a réussi à percer la limite de réserve de jetons. Grâce à l'intégration avec des protocoles de prêt décentralisés ( Compound , dYdX, etc.), BlackHoleSwap est en mesure de fournir une liquidité presque illimitée avec le glissement le plus faible.

Comment fonctionne BlackHoleSwap ?

En un mot, BlackHoleSwap injecte des actifs de réserve dans le protocole de prêt. En rupture de stock d'un côté de la paire de négociation, BlackHoleSwap garantira l'autre pièce pour emprunter la pièce requise et terminer la transaction. En conséquence, BlackHoleSwap ne sera pas limité dans son propre nombre de jetons et est sûr en cas de pénurie de réserve unilatérale.

Le concept de BlackHoleSwap est le même que celui des autres AMM : implémenter un invariant spécifique avant et après la transaction. 

La formule immuable définit les caractéristiques de l'AMM : la formule « x + y = k » peut fournir un prix fixe, mais les réserves peuvent être épuisées ; "x*y = k" est disponible pour une entrée aléatoire, mais le prix est assez sensible au volume des stocks. Au lieu de cela, BlackHoleSwap, qui bénéficie de protocoles de prêt, peut fournir le glissement le plus faible sans se soucier de manquer de réserves.

Modèle mathématique

Dans la conception d'Uniswap, le glissement d'une seule transaction est déterminé par la taille de la réserve. Plus le volume de réserve est important, moins il y aura de glissement pour la même transaction. 

Ainsi, BlackHoleSwap ajoute de la liquidité "virtuelle" dans le modèle Uniswap existant, comme la structure d'un plus grand iceberg sous l'eau. En conséquence, avec le même montant de réserves "réelles", BlackHoleSwap affiche un glissement plus faible. De plus, le montant réel des réserves peut être inférieur à zéro, ce qui est un jeton négatif ou appelé passif. 

Avec 100 DAI et 100 USDC en stock dans l'exemple ci-dessous, nous présentons un scénario d'échange de 100 DAI (même montant que le stock) pour USDC. Seuls 50 USDC seront échangés en raison de la limite de "produit fixe" dans Uniswap.

Cependant, BlackHoleSwap, dérivé de jetons virtuels, peut renvoyer "98.01 USDC".

Les actifs virtuels sous-jacents dépendent de la somme des deux stablecoins plus le multiple de levier.

Liquidité virtuelle S = x + y ; Effet de levier multiple : A 

Voici la recette BlackHoleSwap :

 La formule ci-dessus peut être soigneusement organisée en:

Par ailleurs, 

BlackHoleSwap peut en fait être considéré comme effectuant une transformation linéaire vers Uniswap, projetant la courbe d'origine sur un nouveau système de coordonnées.

Sélection des paramètres

Par calcul, nous pouvons conclure que lorsque a = 0, BlackHoleSwap se transformera en Uniswap (x*y = K). Alors que a = 1, BlackHoleSwap se transformera en un modèle de prix fixe (x + y = K). En ajustant le paramètre "a", BlackHoleSwap (ligne orange dans le graphique ci-dessous) sera une courbe entre x*y = K (ligne pointillée rose) et x + y = K (ligne pointillée noire). ).

De toute évidence, lorsque "a" est proche de 1, la pente diminue avec la meilleure "efficacité" de BlackHoleSwap. Cependant, BlackHoleSwap est tenu de respecter les restrictions externes, qui sont les limites de responsabilité dans les protocoles de prêt.

En prenant l'exemple de Compound Finance, le facteur de garantie des pièces stables DAI et USDC est fixé à 75 %, ce qui signifie que la limite supérieure du capital disponible pour emprunter est de 75 % de la garantie. Sinon, le prêt sera refusé ou liquidé en raison d'une garantie insuffisante. 

Par conséquent, le facteur mentionné ci-dessus est considéré comme une limitation de BlackHoleSwap. En regardant le modèle, BlackHoleSwap est en fait une transformation linéaire d'Uniswap, il hérite donc de certaines fonctionnalités d'Uniswap.

 x*y = K est une hyperbole asymptotique aux axes x et y. Le noyau d'Uniswap sera presque infini avec x=0 et y=0, mais ne se croisera jamais. Pour la même raison, les asymptotes de BlackHoleSwap sont x + ay = 0 et y + ax = 0, ce qui coïncide avec la règle des protocoles de prêt.

Lorsque a = 0,75, BlackHoleSwap peut atteindre l'état théoriquement le plus efficace avec une courbe presque infinie avec une limite supérieure de 75% de prêt sans croisement, offrant la meilleure liquidité dans la situation extrême.

Compte tenu des différentes situations auxquelles nous pouvons être confrontés, y compris des calculs incorrects ou des intérêts sur les passifs pouvant être supérieurs aux intérêts en dépôt à ce moment-là, nous devrions conserver certaines zones tampon pour BlackHoleSwap au lieu de mettre le risque à l'extrême (a = 0,75). Sinon, les pirates peuvent attaquer l'arbitrage BlackHoleSwap via l'attaque "Trade-wait-Liquidate".

Une façon de définir la zone tampon consiste à définir "a" comme un nombre légèrement inférieur à 0,75 de sorte que même si une transaction extrême se produit, la courbe se maintiendra à une certaine distance de la ligne de liquidation. Cependant, une fois que "a" est plus petit, cela ne changera pas seulement la forme de la courbe, mais donnera également de moins bonnes performances.

L'alternative est de fixer une borne supérieure au ratio de responsabilité tout en gardant « a=0,75 ». Cette solution nécessite de vérifier le ratio de dettes sur chaque transaction et de rejeter les transactions, ce qui placerait BlackHoleSwap dans un ratio d'endettement excessivement élevé. 

L'avantage de cette solution est que la profondeur des prix ne sera pas affectée dans la plupart des situations. D'autre part, la liquidité illimitée sera actualisée puisqu'il existe une limite supérieure dans le système. Cependant, BlackHoleSwap ne dispose pas de liquidités illimitées car les réserves dans les protocoles de prêt sont limitées. Lorsque tous les DAI du composé sont prêtés, l'échange USDC-DAI échouera. Par conséquent, nous avons décidé d'appliquer la solution du ratio d'endettement avec une limite supérieure du ratio d'endettement de 62 %.

Avantages & limites

Tout AMM est soumis à certains types de risques. En règle générale, les AMM sur un marché avec des glissements et des frais de transaction plus faibles ont un risque plus élevé de perdre de l'argent sur les mouvements de prix.

 Le taux d'utilisation plus élevé dans Curve qu'Uniswap comporte un risque plus élevé. De même, BlackHoleSwap est exposé au risque de fluctuations des prix ainsi qu'à la liquidation des prêts. 

En termes de sécurité du système, le risque dans Uniswap est son code. Cependant, Curve et BlackHoleSwap, qui sont profondément intégrés aux protocoles de prêt, seront soumis à une multitude d'attaques potentielles, notamment des erreurs dans le protocole de prêt, des oracles défaillants ou un manque de garantie dans le formulaire de prêt.

Le risque de liquidation et les attaques potentielles de flashloan peuvent être évités en fixant une limite supérieure au ratio d'endettement. Les risques systématiques du code peuvent également être protégés par une assurance. 

Cependant, la volatilité des prix est un risque inévitable pour les AMM. AMM a un "effet de groupe" particulièrement fort, qui consiste à déterminer si la valeur d'un AMM s'effondre est déterminée par le contenu le plus faible qu'il contient. Par conséquent, l'effondrement de DAI ou de l'USDC entraînera d'énormes pertes pour les fournisseurs de liquidités.

Analyse efficace

Apparemment, les performances de BlackHoleSwap dans l'échange de stablecoins sont bien meilleures que celles d'Uniswap. Tout en échangeant le même montant que la réserve en situation 1: 1 dans BlackHoleSwap, vous pouvez obtenir environ 0,98 pièces supplémentaires. Le changement de prix de BlackHoleSwap est presque constant, il n'y aura donc pas de changement de prix soudain dans la courbe avant que la liquidité ne soit épuisée.

Le prix dans BlackHoleSwap sera presque infini à 0,75, c'est-à-dire que toutes les entrées sont utilisées comme garantie et que toutes les sorties proviennent de l'emprunt.

Carnet de commande

Si nous comparons le carnet de commandes de chaque protocole, le graphique sera présenté comme ci-dessous. L'axe des x représente le prix, tandis que l'axe des y représente le stock fourni. À gauche du prix moyen se trouve le "prix demandé" du protocole ; à droite du prix moyen se trouve le "prix de l'offre" du protocole. La zone en gras correspond à l'alimentation totale du protocole.

Uniswap offre le moins de liquidité, mais il offre une certaine liquidité à toutes les gammes de prix ; La courbe rassemble toutes les liquidités dans la zone proche du prix moyen. Lorsque la frontière est dépassée, la liquidité va fortement diminuer ; Au lieu d'utiliser l'une ou l'autre de ces deux méthodes de liquidité, BlockHoleSwap fournit une liquidité extrêmement stable à tout prix, surpassant toutes les autres méthodes.

En mettant 3 carnets de commandes les uns sur les autres, nous pouvons conclure que BlackHoleSwap présente une performance accrue dans toutes les situations par rapport à Curve et Uniswap.

Bénéfice supplémentaire

BlackHoleSwap intègre désormais le protocole de prêt Compound Finance, que "Liquidity Mining" est en train d'implémenter, il y aura donc des jetons "COMP" extraits par BlackHoleSwap. 

Après avoir reçu Comps, BlackHoleSwap l'échangera contre un stablecoin : DAI ou USDC et ajoutera directement au pool de capitaux, générant plus de profit pour les fournisseurs de liquidités.

Futur emploi

Prend en charge plus de pièces stables

BlackHoleSwap ne prend actuellement en charge qu'un nombre limité de pièces en raison de la politique du protocole de prêt. Alors que Compound Finance ou toute autre plate-forme de prêt prend en charge d'autres pièces stables en garantie, BlackHoleSwap peut intégrer davantage de paires de négociation.

Appliquer "trou noir" à d'autres modèles AMM

BlackHoleSwap est essentiellement Uniswap avec transformation linéaire. Par une analyse minutieuse, une méthode similaire peut également être appliquée à d'autres mécanismes AMM : BlackholeCurve, BlackHoleBalancer, etc.