WhitePaper BlackHoleSwap

BlackHoleSwap é um AMM descentralizado projetado para stablecoins. O artigo fornece informações úteis sobre o BlackHoleSwap.

Abstrato

BlackHoleSwap é um AMM  (Automated Market Maker) descentralizado projetado para stablecoins. Integrando protocolos de empréstimo para aproveitar o excesso de oferta. Como resultado, pode processar transações muito além de sua liquidez existente. Comparado a outros AMMs, o BlackHoleSwap oferece liquidez virtualmente ilimitada com o menor deslizamento, maximizando a utilização de capital.

Fundo

Os preços em AMMs clássicos, como Uniswap  , geralmente são fornecidos por uma fórmula de "produto fixo" entre dois ativos, o que torna o preço cotado muito sensível à volatilidade do ativo, mas sujeito a alterações. pode ser amplamente aplicado na criação de mercados entre muitos ativos diferentes .

No entanto, para trocas em stablecoins, a fórmula de produto fixo da Uniswap claramente não é suficiente, pois a diferença de preço entre os ativos será bastante pequena.

Para a troca entre stablecoins, a Curve propôs um modelo especializado chamado "Uniswap com alavancagem", que é uma fórmula específica entre: preço constante (relação é sempre 1:1) e "Produto fixo" (Uniswap).

Com o mesmo volume e spread, o Curve pode fornecer dez vezes mais liquidez do que o Uniswap.

Mesmo o modelo da Curve pode fornecer uma excelente profundidade de transação de stablecoin na maioria das situações. No entanto, uma grande derrapagem ocorrerá quando a liquidez de um lado secar.

Assim, quando uma stablecoin se desvia de um preço fixo, a liquidez seca no curto prazo, resultando em um desempenho pior do que o Uniswap. Este é um efeito colateral do Curve com os ajustes da stablecoin.

Em uma bolsa descentralizada baseada em algoritmo, o modelo da Curve é essencialmente "Reservar - Cotação - Negociar". A falta de liquidez às vezes ocorre devido ao estoque limitado. No entanto, as pessoas não devem ter limites.

BlackHoleSwap teve sucesso no avanço do limite de reserva de Token. Através da integração com protocolos de empréstimo descentralizados ( Compound , dYdX, etc.), o BlackHoleSwap é capaz de fornecer liquidez quase ilimitada com o menor deslizamento.

Como funciona o BlackHoleSwap?

Em poucas palavras, o BlackHoleSwap injeta ativos de reserva no protocolo de empréstimo. Enquanto estiver fora de estoque em um lado do par de negociação, o BlackHoleSwap garantirá a outra moeda para emprestar a moeda necessária e concluir a transação. Como resultado, o BlackHoleSwap não será limitado em seu próprio número de Tokens e é seguro no caso de falta de reserva unilateral.

O conceito de BlackHoleSwap é o mesmo de outros AMMs: implementar uma invariante específica antes e depois da transação. 

A fórmula imutável define as características do AMM: a fórmula "x + y = k" pode fornecer um preço fixo, mas as reservas podem ser esgotadas; "x*y = k" está disponível para entrada aleatória, mas o preço é bastante sensível ao volume de estoque. Em vez disso, o BlackHoleSwap, que se beneficia de protocolos de empréstimo, pode fornecer a menor derrapagem sem se preocupar em ficar sem reservas.

Modelo matemático

No projeto da Uniswap, a derrapagem de uma única transação é determinada pelo tamanho da reserva. Quanto maior o volume de reserva, menor será a derrapagem para a mesma transação. 

Assim, BlackHoleSwap adiciona liquidez "virtual" no modelo Uniswap existente, como a estrutura de um iceberg maior debaixo d'água. Assim, com a mesma quantidade de reservas "reais", BlackHoleSwap apresenta uma derrapagem menor. Além disso, a quantidade real de reservas pode ser menor que zero, o que é um token negativo ou chamado de passivo. 

Com 100 DAI e 100 USDC em estoque no exemplo abaixo, apresentamos um cenário de troca de 100 DAI (mesmo valor do estoque) por USDC. Apenas 50 USDC serão resgatados devido ao limite de "produto fixo" no Uniswap.

No entanto, o BlackHoleSwap, derivado de tokens virtuais, pode retornar "98,01 USDC".

Os ativos virtuais subjacentes dependem da soma das duas stablecoins mais o múltiplo de alavancagem.

Liquidez virtual S = x + y ; Alavancagem Múltipla: A 

Aqui está a receita do BlackHoleSwap:

 A fórmula acima pode ser organizada em:

Além disso, 

BlackHoleSwap pode realmente ser pensado como realizando uma transformação linear para Uniswap, projetando a curva original em um novo sistema de coordenadas.

Seleção de parâmetro

Pelo cálculo, podemos concluir que quando a = 0, BlackHoleSwap se transformará em Uniswap (x*y = K). Enquanto a = 1, BlackHoleSwap se transformará em um padrão de preço fixo (x + y = K). Através do ajuste do parâmetro "a" BlackHoleSwap (linha laranja no gráfico abaixo) será uma curva entre x*y = K (linha pontilhada rosa) e x + y = K (linha pontilhada preta).

Obviamente, quando "a" está próximo de 1, a inclinação fica menor junto com a melhor "eficiência" do BlackHoleSwap. No entanto, o BlackHoleSwap é obrigado a atender às restrições externas, que são os limites de responsabilidades nos protocolos de empréstimo.

Tomando o exemplo do Compound Finance, o fator colateral das stablecoins DAI e USDC é fixado em 75%, o que significa que o limite superior do capital disponível para empréstimo é de 75% do colateral. Caso contrário, o empréstimo será recusado ou liquidado devido à insuficiência de garantias. 

Portanto, o fator mencionado acima é considerado uma limitação do BlackHoleSwap. Olhando para o modelo, BlackHoleSwap é na verdade uma transformação linear do Uniswap, então herda alguns recursos do Uniswap.

 x*y = K é uma hipérbole assintótica aos eixos xey. O núcleo do Uniswap será quase infinito com x=0 e y=0, mas nunca se cruzará. Pela mesma razão, as assíntotas de BlackHoleSwap são x + ay = 0 e y + ax = 0, o que coincide com a regra dos protocolos de empréstimo.

Quando a = 0,75, BlackHoleSwap pode atingir o estado teoricamente mais eficiente com uma curva quase infinita com limite superior de 75% de empréstimo sem cruzamento, proporcionando a melhor liquidez na situação extrema.

Considerando as diferentes situações que podemos enfrentar, incluindo cálculos incorretos ou juros sobre passivos podem ser mais do que juros sobre depósito naquele momento, devemos manter algumas áreas de buffer para BlackHoleSwap em vez de colocar o risco ao extremo (a = 0,75). Caso contrário, os hackers podem atacar a arbitragem do BlackHoleSwap por meio do ataque "Trade-wait-Liquidate".

Uma maneira de definir a zona de amortecimento é definir "a" como um número ligeiramente menor que 0,75, de modo que, mesmo que ocorra uma negociação extrema, a curva mantenha uma certa distância da linha de liquidação. No entanto, uma vez que "a" for menor, não apenas mudará a forma da curva, mas também terá um desempenho pior.

A alternativa é definir um limite superior no índice de responsabilidade mantendo "a=0,75". Esta solução requer a verificação do índice de contas a pagar em cada transação e a rejeição das transações, o que colocaria o BlackHoleSwap em um índice de dívida excessivamente alto. 

A vantagem desta solução é que a profundidade do preço não será afetada na maioria das situações. Por outro lado, a liquidez ilimitada será descontada, pois há um limite superior no sistema. No entanto, o BlackHoleSwap não possui liquidez ilimitada, pois as reservas nos protocolos de empréstimo são limitadas. Quando todos os DAIs do Composto forem emprestados, o swap USDC-DAI falhará. Assim, decidimos aplicar a solução do rácio da dívida com um limite superior do rácio do passivo de 62%.

Vantagens e limitações

Qualquer AMM está sujeito a certos tipos de riscos. Normalmente, os AMMs em um mercado com taxas de derrapagem e transações mais baixas têm um risco maior de perder dinheiro nos movimentos de preços.

 A taxa de utilização mais alta no Curve do que no Uniswap vem com um risco maior. Da mesma forma, o BlackHoleSwap está exposto ao risco de flutuações de preços, bem como de liquidação de empréstimos. 

Em termos de segurança do sistema, o risco no Uniswap é o seu código. No entanto, o Curve e o BlackHoleSwap, que estão profundamente integrados aos protocolos de empréstimo, estarão sujeitos a uma série de ataques em potencial, incluindo erros no protocolo de empréstimo, oráculos falhos ou falta de garantias na transação.

O risco de liquidação e potenciais ataques de flashloan podem ser evitados estabelecendo um limite superior para o índice de endividamento. Os riscos sistemáticos do código também podem ser protegidos por seguro. 

No entanto, a volatilidade dos preços é um risco inevitável para os AMMs. AMM tem um "Efeito de Grupo" particularmente forte, que é se o valor de uma AMM colapsa é determinado pelo conteúdo mais fraco nela. Portanto, o colapso do DAI ou do USDC levará a enormes perdas para os provedores de liquidez.

Análise eficaz

Aparentemente, o desempenho do BlackHoleSwap na troca de stablecoins é muito melhor que o do Uniswap. Ao trocar a mesma quantia como reserva na situação 1:1 no BlackHoleSwap, pode obter outras moedas de ~ 0,98. A mudança de preço do BlackHoleSwap é quase constante, portanto, não haverá mudança repentina de preço na Curva antes que a liquidez se esgote.

O preço no BlackHoleSwap será quase infinito em 0,75, ou seja, todas as entradas são usadas como garantia e todas as saídas vêm de empréstimos.

Livro de pedidos

Se compararmos o Livro de Pedidos de cada protocolo, o gráfico será mostrado abaixo. O eixo x representa o preço, enquanto o eixo y representa o estoque fornecido. À esquerda do preço médio está o "preço pedido" do protocolo; à direita do preço médio está o "preço de compra" do protocolo. A área em negrito é o fornecimento total do protocolo.

O Uniswap oferece menos liquidez, mas oferece uma certa quantidade de liquidez em todas as faixas de preço; Curve reúne toda a liquidez na zona próxima ao preço médio. Quando o limite for ultrapassado, a liquidez diminuirá drasticamente; Em vez de usar qualquer um desses dois métodos de liquidez, o BlockHoleSwap fornece liquidez extremamente estável a qualquer preço, superando todos os outros métodos.

Colocando 3 livros de pedidos um sobre o outro, podemos concluir que o BlackHoleSwap apresenta um desempenho superior em todas as situações em comparação com o Curve e o Uniswap.

Lucro adicional

O BlackHoleSwap agora integra o protocolo de empréstimo Compound Finance, que a "Liquidity Mining" está implementando atualmente, portanto, haverá alguns tokens "COMP" minerados pelo BlackHoleSwap. 

Depois de receber Comps, o BlackHoleSwap irá trocá-lo por stablecoin: DAI ou USDC e adicionar diretamente ao pool de capital, gerando mais lucro para os provedores de liquidez.

Futuro trabalho

Suporta mais stablecoins

Atualmente, o BlackHoleSwap suporta apenas um número limitado de moedas devido à política do protocolo de empréstimo. Enquanto o Compound Finance ou qualquer outra plataforma de empréstimo suporta outras stablecoins como garantia, o BlackHoleSwap pode integrar mais pares de negociação.

Aplique "buraco negro" a outros modelos de AMM

BlackHoleSwap é basicamente Uniswap com transformação linear. Por uma análise cuidadosa, um método semelhante também pode ser aplicado a outros mecanismos AMM: BlackholeCurve, BlackHoleBalancer, etc.