BlackHoleSwap WhitePaper

BlackHoleSwapは、ステーブルコイン用に設計された分散型AMMです。この記事は、BlackHoleSwapに関する有用な情報を提供します。

概要

BlackHoleSwapは、ステーブルコイン用に設計された分散型AMM  （自動マーケットメーカー）です。過剰供給を利用するために貸付プロトコルを統合することによって。その結果、既存の流動性をはるかに超えた取引を処理できます。他のAMMと比較して、BlackHoleSwapは、実質的に無制限の流動性を提供し、滑りを最小限に抑えて、資本稼働率を最大化します。

バックグラウンド

ユニスワップなどの従来のAMMの価格は 、多くの場合、2つの資産間の「固定商品」式によって提供されます。これにより、相場価格は資産のボラティリティに非常に敏感になりますが、変更される可能性があります。多くの異なる資産間の市場の作成に広く適用できます。 。

ただし、ステーブルコインでの交換の場合、資産間の価格差が非常に小さいため、ユニスワップの固定商品の公式は明らかに十分ではありません。

ステーブルコイン間の交換のために、カーブは「レバレッジ付きユニスワップ」と呼ばれる特殊なモデルを提案しました。これは、定価（比率は常に1：1）と「固定商品」（ユニスワップ）の間の特定の式です。

同じボリュームとスプレッドで、カーブはユニスワップの10倍の流動性を提供できます。

Curveのモデルでさえ、ほとんどの状況で優れたステーブルコイントランザクションの深さを提供できます。ただし、片側の流動性が枯渇すると大きな滑りが発生します。

したがって、ステーブルコインが固定価格から外れると、短期的に流動性が枯渇し、ユニスワップよりもパフォーマンスが低下します。これは、stablecoin調整によるCurveの副作用です。

アルゴリズムベースの分散型取引所では、カーブスのモデルは本質的に「予約-見積もり-取引」です。在庫が限られているため、流動性が不足する場合があります。しかし、人々は制限を持つべきではありません。

BlackHoleSwapは、トークン予約制限の突破口に成功しました。BlackHoleSwapは、分散型貸付プロトコル（Compound、dYdXなど）との統合により、滑りを最小限に抑えながらほぼ無制限の流動性を提供できます。

BlackHoleSwapはどのように機能しますか？

一言で言えば、BlackHoleSwapは予備資産を貸付プロトコルに注入します。トレーディングペアの片側で在庫がない間、BlackHoleSwapは必要なコインを借りてトランザクションを完了するためにもう一方のコインを担保します。その結果、BlackHoleSwapはトークンの数に制限がなく、一方的な予備が不足した場合でも安全です。

BlackHoleSwapの概念は、他のAMMと同じです。つまり、トランザクションの前後に特定の不変条件を実装します。 

不変の式は、AMMの特性を定義します。「x + y = k」の式は固定価格を提供する場合がありますが、準備金は使い果たされる可能性があります。「x*y = k」はランダム入力に使用できますが、価格は在庫量に非常に敏感です。代わりに、貸付プロトコルの恩恵を受けるBlackHoleSwapは、準備金の不足を心配することなく、最小のスリッページを提供できます。

数学モデル

ユニスワップの設計では、単一のトランザクションのスリッページは、準備金のサイズによって決定されます。リザーブボリュームが大きいほど、同じトランザクションのスリッページは少なくなります。 

したがって、BlackHoleSwapは、水中のより大きな氷山の構造のように、既存のユニスワップモデルに「仮想」流動性を追加します。したがって、同じ量の「実際の」リザーブで、BlackHoleSwapはより低いスリッページを示します。さらに、実際の準備金の額はゼロ未満になる可能性があります。これは負のトークンであるか、負債と呼ばれます。 

以下の例では、100DAIと100USDCの在庫があるため、100 DAI（在庫と同じ金額）をUSDCに交換するシナリオを示します。ユニスワップの「固定商品」の制限により、50米ドルのみが引き換えられます。

ただし、仮想トークンから派生したBlackHoleSwapは、「98.01USDC」を返すことができます。

基礎となる仮想資産は、2つのステーブルコインの合計とレバレッジの倍数に依存します。

仮想流動性S=x + y; 複数を活用する：A 

BlackHoleSwapのレシピは次のとおりです。

 上記の式は、次のように整理できます。

それに加えて、 

BlackHoleSwapは、実際には、ユニスワップへの線形変換を実行し、元の曲線を新しい座標系に投影するものと考えることができます。

パラメータの選択

計算により、a = 0の場合、BlackHoleSwapはUniswap（x * y = K）に変換されると結論付けることができます。a = 1の間、BlackHoleSwapは固定価格パターン（x + y = K）に変換されます。パラメータ「a」を調整することにより、BlackHoleSwap（下のグラフのオレンジ色の線）は、x * y = K（ピンクの点線）とx + y = K（黒い点線）の間の曲線になります。

明らかに、「a」が1に近い場合、勾配は小さくなり、BlackHoleSwapの「効率」も向上します。ただし、BlackHoleSwapは、貸付プロトコルの負債の制限である外部制限を満たす必要があります。

コンパウンドファイナンスを例にとると、ステーブルコインDAIとUSDCの担保係数は75％に設定されています。これは、借りることができる資本の上限が担保の75％であることを意味します。そうしないと、担保が不十分なためにローンが拒否または清算されます。 

したがって、上記の要因はBlackHoleSwapの制限と見なされます。モデルを振り返ると、BlackHoleSwapは実際にはUniswapの線形変換であるため、Uniswapのいくつかの機能を継承しています。

 x * y = Kは、x軸とy軸に漸近する双曲線です。Uniswapのコアは、x=0およびy=0でほぼ無限になりますが、交差することはありません。同じ理由で、BlackHoleSwapの漸近線はx + ay=0およびy+ax = 0であり、これは貸付プロトコルの規則と一致します。

a = 0.75の場合、BlackHoleSwapは、クロスオーバーなしで75％のローンの上限を持つほぼ無限の曲線で理論的に最も効率的な状態に到達でき、極端な状況で最高の流動性を提供します。

誤った計算や負債の利息がその時点での預金の利息よりも大きい可能性があるなど、直面する可能性のあるさまざまな状況を考慮すると、リスクを極端にするのではなく、BlackHoleSwapの一部の領域バッファーを維持する必要があります（a = 0.75）。それ以外の場合、ハッカーは「Trade-wait-Liquidate」攻撃を通じてBlackHoleSwapアービトラージを攻撃できます。

緩衝地帯を設定する1つの方法は、「a」を0.75よりわずかに小さい数値に設定することです。これにより、極端な取引が発生した場合でも、曲線は清算ラインから一定の距離を保ちます。ただし、「a」が小さくなると、曲線の形状が変わるだけでなく、パフォーマンスが低下します。

別の方法は、「a = 0.75」を維持しながら、負債比率の上限を設定することです。このソリューションでは、すべてのトランザクションで買掛金比率を確認し、トランザクションを拒否する必要があります。これにより、BlackHoleSwapの負債比率が非常に高くなります。 

このソリューションの利点は、ほとんどの状況で価格の深さが影響を受けないことです。一方、システムには上限があるため、無制限の流動性は割引されます。ただし、貸付プロトコルの準備金が限られているため、BlackHoleSwapには無制限の流動性はありません。コンパウンド内のすべてのDAIが貸与されると、USDC-DAIスワップは失敗します。そのため、負債比率の上限を62％とする負債比率ソリューションを適用することにしました。

利点と制限

すべてのAMMは、特定の種類のリスクにさらされています。通常、スリッページと取引手数料が低い市場のAMMは、価格変動でお金を失うリスクが高くなります。

 ユニスワップよりもカーブの使用率が高いと、リスクが高くなります。同様に、BlackHoleSwapは、価格変動やローンの清算のリスクにさらされています。 

システムセキュリティの観点から、ユニスワップのリスクはそのコードです。ただし、貸付プロトコルと緊密に統合されているCurveおよびBlackHoleSwapは、貸付プロトコルのエラー、オラクルの失敗、transaction.loanフォームの担保の不足などの潜在的な攻撃のホストにさらされます。

デットレシオに上限を設けることで、清算やフラッシュローン攻撃のリスクを未然に防ぐことができます。コードの体系的なリスクも保険で保護できます。 

ただし、価格の変動はAMMにとって避けられないリスクです。AMMには特に強力な「グループ効果」があります。これは、AMMの値が、その中の最も弱いコンテンツによって決定されるかどうかです。したがって、DAIまたはUSDCの崩壊は、流動性プロバイダーにとって莫大な損失につながります。

効果的な分析

どうやら、ステーブルコインの交換におけるBlackHoleSwapのパフォーマンスは、Uniswapのパフォーマンスよりもはるかに優れています。BlackHoleSwapの1：1の状況でリザーブと同じ量を交換している間、さらに最大0.98コインを獲得できます。BlackHoleSwapの価格変動はほぼ一定であるため、流動性がなくなる前にカーブで突然の価格変動はありません。

BlackHoleSwapの価格は0.75でほぼ無限になります。つまり、すべての入力が担保に使用され、すべての出力は借入から発生します。

オーダーブック

各プロトコルのオーダーブックを比較すると、グラフは以下のようになります。x軸は価格を表し、y軸は供給された在庫を表します。中間価格の左側には、プロトコルの「アスク価格」があります。中間価格の右側には、プロトコルの「入札価格」があります。太字の領域は、プロトコルの総供給量です。

ユニスワップは流動性が最も低くなりますが、すべての価格帯で一定量の流動性を提供します。Curveは、すべての流動性を平均価格に近いゾーンに集めます。境界を超えると、流動性は急激に低下します。BlockHoleSwapは、これら2つの流動性メソッドのいずれかを使用する代わりに、他のすべてのメソッドよりも優れた、非常に安定した流動性を任意の価格で提供します。

3冊の注文書を重ねると、BlackHoleSwapは、CurveやUniswapと比較して、すべての状況でパフォーマンスが向上していると結論付けることができます。

追加利益

BlackHoleSwapは、「Liquidity Mining」が現在実装している、Compound Finance貸付プロトコルを統合するようになったため、BlackHoleSwapによってマイニングされる「COMP」トークンがいくつかあります。 

Compsを受け取った後、BlackHoleSwapはそれをstablecoin：DAIまたはUSDCに交換し、資本プールに直接追加して、流動性プロバイダーにより多くの利益を生み出します。

将来の仕事

より安定したコインをサポートする

BlackHoleSwapは現在、貸し出しプロトコルのポリシーにより、限られた数のコインのみをサポートしています。コンパウンドファイナンスまたはその他の融資プラットフォームは担保として他のステーブルコインをサポートしていますが、BlackHoleSwapはより多くの取引ペアを統合できます。

他のAMMモデルに「ブラックホール」を適用する

BlackHoleSwapは、基本的に線形変換を使用したユニスワップです。注意深く分析することにより、同様の方法を他のAMMメカニズム（BlackholeCurve、BlackHoleBalancerなど）にも適用できます。