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DeFi 生態將向什麼方向演化？DeFi 演化遵循什麼邏輯？
撰文：鄒傳偉，萬向區塊鏈首席經濟學家
最近對DeFi有很多討論，DeFi 可以從多個視角理解。本文提出從8 個關鍵視角理解 DeFi：1. 金融功能；2. 離散時間金融；3. 去信任化環境；4. 預言機和信息；5. 流動性；6. 套利；7. 激勵；8. 風險和相互關聯。
本文試圖回答兩方面的問題：
DeFi 開發者除了編寫智能合約以外，還應該掌握哪些工具？
站在 DeFi 投資者的角度，DeFi 生態將向什麼方向演化，DeFi 演化遵循什麼邏輯？
金融功能
一些研究者參照主流金融機構理解 DeFi，比如討論 DeFi 領域的銀行、證券和保險等應該是什麼形態。這種類比實際上不夠精確，因為 DeFi 是按金融功能模塊而構建。這就涉及金融機構與金融功能的關係。
金融發展有兩條像 DNA 雙鏈一樣相互纏繞並上升的主線，一條是金融功能，另一條是金融機構。Zvi Bodie 和 Robert Merton 曾提出 6 項基本的金融功能：
支付和清結算。這是金融服務實體經濟活動的最基本功能。除了以物易物以外，任何經濟活動都有賴支付和清結算才能形成價值閉環。
聚集資源和股權細分。這樣能聚集社會資源做規模更大或更具冒險意義的事業，並在參與者之間共享收益、共擔風險。股份制公司是這個功能的典型體現。銀行匯聚社會零散資金以支持國家發展建設，也體現了這個功能。
跨越時間和空間轉移資源。資源在時間和空間上永遠不會均勻分配，需要在兩個維度上調劑資源，以最大化資源使用效率。比如，張三有閒錢花不掉，李四有項目但缺錢。通過金融系統，張三可以把錢借給李四（跨空間轉移）。將來李四項目取得收益後，再將部分收益給張三（跨時間轉移）。
管理風險。金融系統對資源的配置是在不確定環境中進行的。任何金融活動，無論是中心化還是非中心化的，究其本質都是通過經營風險來獲取收益。
提供信息。金融系統對資金和風險有重要的價格發現功能。金融系統提供的這些信息，對全社會的資源配置有重要意義。
解決激勵問題。全社會中有大量價值通過金融系統交易和流轉，由此產生的經濟激勵，推動了社會分工和市場秩序的形成。
主流金融機構一般會同時執行多個金融功能。比如，銀行主要執行支付和清結算、聚集資源、跨越時空轉移資源以及管理風險等功能。
Bodie 和 Merton 認為，金融功能比金融機構更穩定，金融機構的形式取決於它們執行的金融功能。比如，100 年前銀行的組織結構和業務形態，與今天相比有很大差異，但銀行執行的金融功能則變化不大。
Bodie 和 Merton 對金融功能的劃分，對 DeFi 也適用（表 1）：
因此，對 DeFi 的理解，最好從金融功能著手。DeFi 按金融功能模塊構建，具備很好的可拼裝性。多個 DeFi 項目拼裝在一起能實現複雜多樣的金融功能，可以接近主流的銀行、證券和保險等。但即使是 DeFi 組合，也與這些主流金融機構有很大差異。
離散時間金融
主流金融是連續時間金融。比如，全球外匯交易 24*7 發生，餘額寶每天都在產生利息收益。主流金融使用的時間單位一般是小時、天、周、月、季和年等。
DeFi 是離散時間金融。任何金融活動都有周期和頻率。DeFi 頻率取決於公鏈分布式帳本的更新頻率。公鏈中時間的延伸體現為區塊的不斷生成，時間單位是出塊時間。公鏈的出塊時間由驗證節點在分布式網絡中運行共識算法決定，儘管有統計上的平均值，但從事前看是一個隨機變量。
離散時間和 TPS 限制對 DeFi 有全面且深刻的影響：
影響 DeFi 活動的效率，DeFi 活動量天然受制於公鏈物理性能。比如，在鏈上擁堵時，鏈上拍賣和鏈上抵押品處置等交易可能不能被及時處理。
影響鏈內鏈外信息同步和套利的效率。後文討論預言機和套利時將詳細說明這一點。
影響價格發現和風險出清的效率。比如，除了長尾的加密資產以外，大部分加密資產的價格發現在中心化交易所完成。DEX 追隨中心化交易所的定價，而非相反。再比如，在市場情緒恐慌時，公鏈容易擁堵，一些有助於市場風險出清的交易可能不會被礦工處理，或者需要付出較高手續費或 Gas 費才會被礦工處理。這不僅會降低市場風險出清並重新趨向均衡的效率，也會降低市場參與者對市場有序運轉的信心，進一步放大市場恐慌。
離散時間金融應該採取什麼樣的分析方法？連續時間金融因為可以使用微積分等數學工具，比離散時間金融更易於分析。本文對 DeFi 提出如下分析方法：
離散時間金融 = 連續時間金融的近似 + 公鏈 TPS 和時間滯後的影響
換言之，在分析 DeFi 時，應先提煉出核心的金融問題，在連續時間中分析清楚後，再考慮公鏈 TPS 和時間滯後的影響。比如，對自動做市商和預言機中的套利機制的分析，就可以遵循這個方法論。
在離散時間金融中，貨幣的時間價值仍然適用。比如，1 單位加密資產在Staking1 年後，連本帶息共得 1.5 單位。那麼，今天的 1 單位加密資產就等價於 1 年後的 1.5 單位加密資產。這就是貨幣的時間價值。對 DeFi 中資金成本和投資收益的分析，本質上就是在分析貨幣的時間價值。
儘管出塊時間從事前看是一個隨機變量，但以出塊時間為時間單位，可以把主流金融的利息理論引入 DeFi。現值、未來值、貼現因子、單利、複利和無套利定價等基本概念和工具適用於 DeFi，並在很多問題中顯示出很強的應用價值。
餘額寶可以實時查詢投資收益，但 DeFi 因為公鏈性能的限制，做不到這一點。在很多 DeFi 應用中，理論上每個新區塊都伴隨著利息的產生。但如果這些新產生的利息都第一時間通過鏈上交易來完成支付，既可能消耗較高的 Gas 費，也可能造成鏈上擁堵。因此，很多時候需要適當拉長付息周期。比如，先將利息累積起來而不是馬上通過鏈上交易轉入相關地址中，等過一段時間後再一次性支付利息收入（比如退出 Staking 時）。在這類問題中，更有必要引入精確的利息計算方法。
利息理論在 Staking 和 DeFi 流動性管理中有重要應用。比如，PoS 礦池在向投資者提供 Staking 收益的同時也需要提供流動性。特別是在以太坊 2.0 中，信標鏈上 Staking 鎖定期時間很長。投資者在參與信標鏈 Staking 時，如果有流動性需求，能否轉讓自己的 Staking 份額？這個問題就是利息理論的一個很好應用。
去信任化環境
不管 DeFi 參與者承擔何種角色，本質上都是公鏈內地址。公鏈內是一個去信任環境，地址本質上是匿名的，既無身份也無信譽。這是 DeFi 與主流金融的關鍵差異。主流金融的參與者是個人和機構。當個人或企業向銀行申請貸款時，銀行會評估他們的還款意願和能力；當企業發債融資時，評級機構會評估信用等級；當企業募集股權資金時，投資者會評估盈利前景。以上評估工作在主流金融中無時不刻不在發生，在 DeFi 中則不存在。
去信任化環境是 DeFi 開放性和無許可性的基礎。但去信任環境中，因為地址本身不能成為信用主體，金融契約的履行靠超額抵押和 Staking。比如，假設地址 a 在未來要向地址 b 轉入 1 單位加密資產，要保障這一承諾的可執行性，地址 a 就需要提供多於 1 單位的加密資產作為抵押。如何理解超額抵押和 Staking？
超額抵押和Staking是公鏈從 DeFi 中捕獲價值的重要渠道。如果沒有這個機制，公鏈和 DeFi 之間的價格交互就可能脫節。
超額抵押鎖定了流動性，相當於將地址的信用風險轉化為抵押品的流動性風險。在 DeFi 和主流金融中，風險都不會憑空消失，很多時候只是轉換一種形態而已。
因為超額抵押，DeFi 借貸的風險定價效率很低。這體現為 DeFi 借貸利率不包含針對借款人的風險溢價，與借款人信譽無關。實際上，在去信任環境中，也無法界定或度量地址的信用。也可以說，DeFi 借貸本質上是按揭貸款，而不是信用貸款。
在MakerDAO中，超額抵押保證了來自不同抵押債倉（CDP）的 Dai（本質上是 CDP 的負債）具有相同價值內涵。不管誰發起 CDP，也不管 CDP 採取何種抵押品，只要遵循超額抵押規則，Dai 就是相互等價的。
Staking 是利益相關者的承諾機制。這在 PoS 型共識算法中已有充分體現，以解決 Nothing at stake 問題。
金融活動離不開信任。信任能削減對未來的不確定性，對降低金融活動的交易成本至關重要。這對主流金融和 DeFi 都成立。我們說區塊鏈是去信任化的，實質是將對人和機構的信任轉化為對算法和智能合約的信任，但本質上仍是信任。在去信任環境中引入信任，有助於進一步降低 DeFi 交易成本。有三種在 DeFi 中引入信任的做法。
地址與鏈外身份和信譽關聯，比如Gitcoin Grants使用 GitHub 帳戶應對多重身份攻擊和串謀攻擊。央行數字貨幣的可控匿名性，本質上就是通過 KYC 將原本匿名的地址與現實身份相關聯。
公鏈內重複博弈能抑制機會主義行為，形成鏈內信譽，比如 ChainLink 節點。重複博弈使得機會主義行為的長期損失超過短期收益，使匿名的地址也能遵守博弈演化而來的規則。
「看不見的手」——套利和經濟激勵驅動下的利益最大化行為。這是機制設計的基本邏輯。我們不需要知道 DeFi 參與者的價值觀，比如他們是否信守承諾，只要他們是理性的經濟人，就可以通過經濟學分析推測他們的行為特徵。反過來，可以通過套利和經濟激勵設計，讓 DeFi 參與者表現出我們期望的行為特徵。後文將詳細討論這一點。
預言機和信息
公鏈內外有兩個共識機制。第一個是 PoW 和 PoS 等共識算法，是鏈內對原生於鏈內的信息形成共識。第二個是預言機，是鏈內對鏈外信息形成共識。預言機是鏈內鏈外信息同步和套利的基礎。不管是哪種共識機制，都意味著熵減（也就是消除混亂），都需要能量輸入（或成本消耗）。預言機設計的目標是最小化誤差與成本之比。
預言機有多種設計方案，但大致可以分為兩類。
第一類預言機基於信譽和投票，以ChainLink為代表。這類預言機依靠多個報價者，選擇多個報價的平均值或中位數作為預言機報價，以控制個別報價的誤差。這類預言機還通過信譽機制和重複博弈淘汰掉不盡職和惡意的報價者。
第二類預言機基於交易和套利，通過套利機制讓預言機報價收斂到市場價格。後文將詳細討論這類預言機對套利機制的使用。
從通信工程的角度，不管採取何種形式，DeFi 預言機本質上都是一個帶誤差和時滯的採樣過程。預言機在離散的時間點上對鏈外的連續信號進行採樣，然後把離散信號讀入公鏈（圖 1）。
圖 1：作為採樣過程的預言機
預言機相對原始連續信號的誤差由兩部分組成（圖 2）。第一，信號源頭的誤差。各種預言機方案本質上都是儘可能降低這個誤差。第二，原始信號的波動，但會被採樣間隔和達成共識花費的時間所放大。這兩個參數都在很大程度上受公鏈性能的影響。
圖 2：預言機誤差分解
流動性
流動性是 DeFi 中的核心問題。對流動性的應用和管理體現在 DeFi 的很多方面。比如，前文已討論，超額抵押將地址的信用風險轉化為抵押品的流動性風險。
流動性反映了在合理時間內以合理價格出售資產的可能性。在其他條件一樣的情況下，時間拉得越長，越可能以合理價格出售資產。但在很多場合，不可能從容不迫地出售資產。這樣，流動性高低對投資者的利益就會有很大影響。
流動性是一個複雜的經濟現象，受很多因素的影響。比如，鏈內交易的流動性受公鏈 TPS的限制。流動性更是買方和賣方互動的產物。雙方信心越高，流動性越大。
流動性是一個特殊的公共產品。對大多數商品而言，需求升高會通過推高價格來刺激供給。但流動性因為與買賣雙方的信心有關，在最被需要的時候供給可能最少。
對投資者而言，流動性是一個承諾和保險機制。流動性為投資者提供了關於交易能否成交以及以什麼價格成交的信心。
與流動性有關的承諾機制主要有兩類。第一類是基於信譽的承諾，比如訂單薄下的做市商。這類做市商基於自身信譽和實力，承諾為買賣雙方提供交易便利，並通過買賣價差而獲利。第二類是基於算法的承諾，比如自動做市商。自動做市商通過流動性池為買賣雙方提供按算法成交的便利，但會承擔因套利造成的無常損失，面臨商業可持續性上的挑戰。
顯然，在同等條件下，能提供流動性的產品對 DeFi 投資者更有吸引力。比如，前文討論的 PoS 礦池為投資者提供流動性份額及轉讓機制的例子。
流動性可以是無界的，也可以是有界的。中心化交易所的流動性是無界的。自動做市商的流動性則是有界的。比如，不管投資者怎麼與Uniswap交易，如果不考慮交易手續費的影響，流動性池應始終滿足恆定乘積條件。
PoS 礦池為投資者提供流動性份額也是有界的流動性。不管投資者之間如何轉讓流動性份額，他們合計持有的流動性份額總量不變——流動性份額轉讓不構成對 PoS 礦池的贖回。這類似於股票的二級市場交易不會影響上市公司的發行在外的股票數量。正如凱恩斯指出的，對整個社會而言，不存在投資的流動性。
流動性有集聚效應。對多個流動性池，它們聚在一起的流動性將超過各自流動性之和。這和風險分散效應一樣，都是金融的基本規律——資產組合的風險小於各部分的風險之和。
套利
套利不是一件壞事。套利是源於人性的基本需求。在條件允許的情況下，任何人都想佔別人的便宜，但不願別人佔自己的便宜。這就是人性。
金融發展有多種驅動因素，比如監管和技術，但根本動力是套利。任何金融市場和產品剛推出來的時候，因為定價機制不健全，總會有套利機會，會吸引套利者。在套利者的驅動下，定價機制被糾正，金融市場和產品趨於完善。如此循環往復，金融發展就能持續向前。
套利使價格收斂，但收斂需要時間和成本。比如，對任何基於交易和套利的預言機（比如 Uniswap），通過求解最優化問題都可以證明：存在一個無套利條件，在該條件下不會有新交易發生。而這個無套利條件都可以等價於對預言機報價偏離市場價格的範圍的限定。
這裡面的經濟學直覺非常好懂。一旦預言機報價偏離市場價格，就意味著套利機會，但套利者執行套利策略需要付出成本。因此，套利者會仔細衡量套利收益和成本，等預言機報價偏離市場價格的幅度足夠大時，才會執行套利策略（這本質是美式期權的最優行權時點問題）。套利策略的執行，將糾正預言機報價對市場價格的偏離，直到套利策略在經濟上不再具有吸引力，如此循環往復。
還可以證明，DeFi交易成本越低，套利效率越高，預言機報價偏差越小（即縮小預言機在信息源頭的誤差）。
無套利定價+利息理論是 DeFi 資產定價的基本工具。套利將形成 DeFi 中的利率基準曲線。比如，對 PoS 型加密資產，Staking 收益率將構成 DeFi 借貸利率的「錨」。
套利是普遍適用的機制設計。套利對人性的假設最少。套利只需要人是理性的，是趨利避害，是最大化自身利益的，而不需要知道他是好人還是壞人。在 DeFi 的去中心化環境下，套利的這種激勵和協調作用更顯重要。比如，MakerDAO 抵押品清算就基於套利設計。
套利機制起作用的前提是有一個活躍的套利者社區，因此社區激勵很重要。比如，對基於交易和套利的預言機，如果只有一個套利者，那麼他會一直等到預言機報價偏離市場價格的幅度非常大時才執行套利策略。如果有多個套利者，每個套利者都會考慮其他套利者搶在自己前面執行套利策略的可能性。套利者之間的競爭，會使套利策略的執行時點提前，從而縮小預言機報價對市場價格的偏離。
不管套利機制採取何種形式，套利本質上是零和博弈，是利益的重新分配，甲之所得即乙之所失。比如，在自動做市商中，套利者的收益對應流動性提供者的無常損失。
一些自動做市商引入預言機報價，本質上是限制套利空間，降低流動性提供者的無常損失。顯然，在任何套利機制中，如果有一方持續虧損，套利博弈就沒法持續，總有停止的那一天。
激勵
激勵機制設計應使 DeFi 成為無限遊戲，而非有限遊戲。社區自我組織和自我升級是 DeFi 演進的關鍵。社區成員應該都能從 DeFi 中獲取自己的利益。換言之，在 DeFi 激勵機制設計中，不能期望某一類參與者始終充當「活雷鋒」角色。
如前文提到的，在自動做市商中，套利者的收益對應著流動性提供者的無常損失。為彌補流動性提供者的損失，自動做市商向投資者收取交易手續費，並將手續費收入轉移支付給流動性提供者。但因為鏈內交易量有限以及手續費標準不高，流動性提供者的「手續費收入 」是一個普遍問題，流動性提供者相當於自費提供流動性這一公共產品。
一些自動做市商引入治理代幣作為給流動性提供者的額外補償，以緩解流動性提供者面臨的商業不可持續問題。但治理代幣的價值捕獲能力很弱。比如，在對公司股票的估值中，一般會估計公司未來盈利和分紅，再估計股票持有者的未來現金流，然後折現到當前得到股票估值。如果投資者的股權比例沒有到33% 或 50%等臨界點，一般不會考慮股票對應的投票權的價值。因此，自動做市商的治理代幣的有效性有待進一步觀察。未來的方向，應該改進自動做市商中收費方式和治理代幣設計。
以上問題在區塊鏈領域中普遍存在的。比如，如果不考慮出塊獎勵，或出塊獎勵降到很低水平，PoW 礦工獲得的交易手續費能否彌補挖礦成本？再比如，用戶調用預言機報價時支付的費用，能否彌補預言機的成本？這些問題，本質上都涉及去中心化環境下公共產品的提供和融資。對這些問題的解決，要參考關於公共產品的經濟學理論。
風險和相互關聯
DeFi 的核心是經營風險，主要包括市場風險、流動性風險、技術風險和信用風險等。市場風險來自加密資產價格的波動。在 DeFi 中，超額抵押和 Staking 的普遍應用，將地址的信用風險轉化為抵押品的流動性風險，所以信用風險不像主流金融中那麼突出（銀行和公司債市場主要就是信用風險）。DeFi 的技術風險則比主流金融要突出得多，既可能來自智能合約的漏洞，也可能來自公鏈 TPS 的限制。
各種 DeFi 活動，本質上都是通過承擔風險以最大化收益。風險可以轉移、分擔、對衝、轉換和分散，但永遠不會消失。
DeFi 項目針對金融功能模塊構建，具有可拼裝性。DeFi 項目之間通過信息、資金和風險等渠道相互聯繫並組合在一起。這有助於「由點及面」發展 DeFi 生態，但容易缺乏整體規劃並積累風險。特別是，DeFi 生態中越具基礎地位的項目，儘管越具「護城河」地位，但越可能引入單點失敗風險。
很多研究者根據不同業態類型整理 DeFi 生態，但更需要給 DeFi 生態描繪一個整體的「風險地圖」。將來，DeFi 項目在上線前，除了做智能合約審計以外，也應該做金融風險方面的審計。
DeFi 降溫後再談價值捕獲