浅谈Curve:最强大的稳定币兑换协议

简介

Curve协议,一种基于以太坊平台的去中心化交易所,主要聚焦于稳定币、封装资产等的交易。相对于其他DEX,Curve提供的交易对更集中,拥有极低的滑点和手续费,可以满足巨额的资产交易需求。极低的滑点和手续费以及crv的生态,都使得Curve在众多DeFi协议中能占据重要的一席之地。

StableSwap

StableSwap是Curve在白皮书中设计提出的一种稳定币交易模型,该模型能提供极低的交易滑点和无限的流动性。

做市函数

StableSwap模型的恒定函数做市商曲线如下:

该设计理念基于融合恒定和与恒定积两种做市模型,兼具了恒定和的低滑点以及恒定积的无限流动性的特点

推导

假设现共有n个稳定币,则有:

给恒定和部分添上杠杆系数,并加上恒定积部分,则有:

其中系数X引入了偏度的概念,由放大系数和偏度构成,其中偏度用来衡量流动池中各代币的平衡程度

结合以上两式化简即可得出公式(1)

特点

StableSwap模型的曲线兼具恒定和与恒定积的特点,在各稳定币相对平衡的情况下,公式由恒定和占主导,曲线趋于直线,滑点较低;当在极端情况下,各稳定币不平衡,则公式由恒定积占主导,曲线与坐标轴无交点,不会出现流动性枯竭的情况

Basepool

basepool为Curve推出的基础兑换池,最常见的有3pool,由三种稳定币DAI、USDC、USDT组成

basepool合约实现了基本的StableSwap交易模型

参数计算

StableSwap模型的做市曲线公式(1)中,有两个重要的参数A与D,其中参数A为放大系数,由官方调整设置每个池子的放大系数;而参数D则为池中代币总量,是动态变化的。在basepool合约中,参数D的计算由_get_D函数实现:

@pure

@internal

def_get_D(_xp:uint256,_amp:uint256)->uint256:

"""

Dinvariantcalculationinnon-overflowingintegeroperations

iteratively

A*sum(x_i)*n**nD=A*D*n**nD**(n1)/(n**n*prod(x_i))

何宝宏:元宇宙将推动数字经济与实体经济走向深入融合:金色财经报道,中国信息通信研究院云计算与大数据研究所所长何宝宏在接受采访时表示,我国产业数字化规模仍有不小的提升空间,数字技术创新应用依然迫切,此外,元宇宙将推动数字经济与实体经济走向深入融合。当前的数字经济更像是传统经济的数字化转型,而未来的数字原生世界,元宇宙或者Web3.0里面企业的组织形态理应发生非常大的变化。

元宇宙是数字技术、数字产品、数字产业发展的必然形态,将推动数字经济与实体经济走向深入融合。何宝宏表示,当前,元宇宙概念边界仍在持续探索,技术工具还有较大优化空间,现象级应用有待开发,整体还处于起步培育的初级阶段。[2023/4/9 13:52:13]

Convergingsolution:

D=(A*n**n*sum(x_i)-D**(n1)/(n**nprod(x_i)))/(A*n**n-1)

"""

S:uint256=0

Dprev:uint256=0

for_xin_xp:

S=_x

ifS==0:

return0

D:uint256=S

Ann:uint256=_amp*N_COINS

for_iinrange(255):

D_P:uint256=D

for_xin_xp:

D_P=D_P*D/(_x*N_COINS)#Ifdivisionby0,thiswillbeborked:onlywithdrawalwillwork.Andthatisgood

Dprev=D

D=(Ann*S/A_PRECISIOND_P*N_COINS)*D/((Ann-A_PRECISION)*D/A_PRECISION(N_COINS1)*D_P)

#Equalitywiththeprecisionof1

ifD>Dprev:

ifD-Dprev<=1:

returnD

else:

ifDprev-D<=1:

returnD

#convergencetypicallyoccursin4roundsorless,thisshouldbeunreachable!

#ifitdoeshappenthepoolisborkedandLPscanwithdrawvia`remove_liquidity`

Coinbase首席法务官:Coinbase质押计划不受Kraken终止质押服务影响:2月10日消息,Coinbase首席法务官Paul Grewal表示Coinbase的质押计划不受Kraken终止质押服务影响,Kraken本质上是在提供收益产品,而Coinbase的质押服务与其有根本上的不同,不是证券。Coinbase股价在收盘时暴跌约14%,创下了自2022年7月26日以来最大跌幅。

金色财经此前报道,据Coinbase2022年三季度营收报告显示,Coinbase质押收入约为6280万美元,约占净收入(5.8亿美元)的11%。(彭博社)[2023/2/10 11:58:34]

raise

_get_D函数的算法将做市函数公式(1)以D为变量,通过牛顿迭代法计算出合适的D值,算法可谓精妙简洁

同样的算法还用于_get_y函数计算y值

@view

@internal

def_get_y(i:int128,j:int128,x:uint256,_xp:uint256)->uint256:

"""

Calculatexifonemakesx=x

Donebysolvingquadraticequationiteratively.

x_1**2x_1*(sum'-(A*n**n-1)*D/(A*n**n))=D**(n1)/(n**(2*n)*prod'*A)

x_1**2b*x_1=c

x_1=(x_1**2c)/(2*x_1b)

"""

#xintheinputisconvertedtothesameprice/precision

asserti!=j#dev:samecoin

assertj>=0#dev:jbelowzero

assertj<N_COINS#dev:jaboveN_COINS

#shouldbeunreachable,butgoodforsafety

asserti>=0

asserti<N_COINS

A:uint256=self._A()

D:uint256=self._get_D(_xp,A)

Ann:uint256=A*N_COINS

c:uint256=D

Green Asset Capital推出四支加密基金,总规模达10亿:10月19日消息,全球数字资产投资集团Green Asset Capital宣布推出四支加密基金,专注于金融科技、加密货币、区块链、DeFi、NFT、Web3、元宇宙领域的可持续、早期和成长阶段投资,其中:

GA Early One用于种子轮到A轮阶段投资,投资规模在50万-1000万美元之间;

GA Growth One用于A+轮阶段投资,投资规模在1000万美元至5000万美元之间;

GA Ventures One用于风险投资,每笔投资最高1000万美元;

GA Leverage One用于公司收购,每笔交易最高1亿美元。

据悉,Green Asset Capital目前管理着4万枚比特币和20万枚以太坊,按当前价格计算,总资产规模超过10亿美元。(openpr)[2022/10/19 16:30:26]

S:uint256=0

_x:uint256=0

y_prev:uint256=0

for_iinrange(N_COINS):

if_i==i:

_x=x

elif_i!=j:

_x=_xp

else:

continue

S=_x

c=c*D/(_x*N_COINS)

c=c*D*A_PRECISION/(Ann*N_COINS)

b:uint256=SD*A_PRECISION/Ann#-D

y:uint256=D

for_iinrange(255):

y_prev=y

y=(y*yc)/(2*yb-D)

#Equalitywiththeprecisionof1

ify>y_prev:

ify-y_prev<=1:

returny

else:

ify_prev-y<=1:

returny

raise

流动性

Curve池的流动性添加不同于Uniswap必须添加交易对的两种资产,basepool可以仅添加池中某一种资产

@external

@nonreentrant('lock')

韩国游戏巨头WeMade将于8月1日启动Wemix 3.0主网:6月15日消息,韩国游戏巨头WeMade将于7月1日发布Wemix 3.0测试网,并搭载Wemix钱包和治理DApp,同时还将推出新的游戏平台Wemix Play。Wemade计划在经过彻底的稳定性验证后,于8月1日正式启动主网。

据介绍,Wemix 3.0旨在以40个去中心化节点为基础,设计成不受外部威胁的安全保护网络。从规划阶段开始,它的开发目标是成为一个可以将游戏和去中心化金融等区块链服务灵活集成到网络中的公链。

此外,Wemade计划于第三季度引入稳定币Wemix Dollar协议,启动Wemix DeFi服务,并推出DAO项目平台Nile。(每日经济新闻)[2022/6/15 4:29:10]

defadd_liquidity(_amounts:uint256,_min_mint_amount:uint256)->uint256:

"""

@noticeDepositcoinsintothepool

@param_amountsListofamountsofcoinstodeposit

@param_min_mint_amountMinimumamountofLPtokenstomintfromthedeposit

@returnAmountofLPtokensreceivedbydepositing

"""

assertnotself.is_killed#dev:iskilled

amp:uint256=self._A()

old_balances:uint256=self.balances

#Initialinvariant

D0:uint256=self._get_D_mem(old_balances,amp)#hunya#初始状态D0

lp_token:address=self.lp_token

token_supply:uint256=CurveToken(lp_token).totalSupply()

new_balances:uint256=old_balances

foriinrange(N_COINS):

iftoken_supply==0:

assert_amounts>0#dev:initialdepositrequiresallcoins

美国SEC主席:SEC需要更多人手进行加密行业监管,加密交易所应该注册:5月18日消息,美国证券交易委员会(SEC)主席加里·根斯勒(Gary Gensler)周三向国会小组委员会表示,其机构需要更多人力资源,以监管美国加密行业。

在回答众议员史蒂夫·沃马克(Steve Womack)关于美国SEC迄今为止加密领域相关工作的提问时,他表示,“我希望我们能在这方面做出更多贡献。”

美国国会正在权衡SEC的预算请求,该委员会要求在2023财年的拨款基础上增加2.4亿美元。这一请求与SEC在加密行业相关工作以及聘请更多内部专家的需求有关。

Gensler还谈到Terra区块链生态系统及其稳定币UST的崩盘,尽管没有提到其名字。“在过去三周内,有一个加密联合体的价值从大约500亿美元跌至近乎归零。我的意思是,这些都是高度投机性的、不稳定的,我敢说,公众没有受到保护。”Gensler呼吁加强稳定币监管。

关于加密交易所服务,Gensler表示,“加密交易所应该注册,或者坦率地说,我们将继续使用国会赋予我们的审查和执行职能。”

据此前报道,美国SEC宣布加密资产和网络团队将增加20名员工,将包括调查人员律师、出庭律师和欺诈分析师。Gary Gensler表示,加密货币投资者需要更多保护,需改善加密行业规则和信息披露。(The Block)[2022/5/19 3:26:23]

#balancesstoreamountsofc-tokens

new_balances=_amounts

#Invariantafterchange

D1:uint256=self._get_D_mem(new_balances,amp)#hunya#添加流动性后理论D1

assertD1>D0

#Weneedtorecalculatetheinvariantaccountingforfees

#tocalculatefairuser'sshare

D2:uint256=D1

fees:uint256=empty(uint256)

mint_amount:uint256=0

iftoken_supply>0:#hunya#非首次添加流动性进行手续费扣出

#Onlyaccountforfeesifwearenotthefirsttodeposit

fee:uint256=self.fee*N_COINS/(4*(N_COINS-1))

admin_fee:uint256=self.admin_fee

foriinrange(N_COINS):

ideal_balance:uint256=D1*old_balances/D0

difference:uint256=0

new_balance:uint256=new_balances

ifideal_balance>new_balance:

difference=ideal_balance-new_balance

else:

difference=new_balance-ideal_balance

fees=fee*difference/FEE_DENOMINATOR

self.balances=new_balance-(fees*admin_fee/FEE_DENOMINATOR)

new_balances-=fees

D2=self._get_D_mem(new_balances,amp)#hunya#扣除手续费后的D2

mint_amount=token_supply*(D2-D0)/D0#hunya#LP铸币量

else:

self.balances=new_balances

mint_amount=D1#Takethedustiftherewasany

assertmint_amount>=_min_mint_amount,"Slippagescrewedyou"

#Takecoinsfromthesender

foriinrange(N_COINS):

if_amounts>0:

#"safeTransferFrom"whichworksforERC20swhichreturnboolornot

_response:Bytes=raw_call(

self.coins,

concat(

method_id("transferFrom(address,address,uint256)"),

convert(msg.sender,bytes32),

convert(self,bytes32),

convert(_amounts,bytes32),

),

max_outsize=32,

)

iflen(_response)>0:

assertconvert(_response,bool)#dev:failedtransfer

#end"safeTransferFrom"

#Mintpooltokens

CurveToken(lp_token).mint(msg.sender,mint_amount)

logAddLiquidity(msg.sender,_amounts,fees,D1,token_supplymint_amount)

returnmint_amount

Metapool

metapool为basepool基础上扩展衍生的新池,用作将新型的稳定币向basepool的LP代币锚定。basepool池的流动性提供者可以将basepool的LP代币再次在metapool中添加流动性,进一步赚取额外的交易手续费收益。

metapool合约中,间接耦合了新型稳定币和基础池的稳定币,在提供了不同稳定币之间的兑换功能的同时,一定程度上分隔了新型稳定币的风险。

稳定币兑换

metapool合约中的exchange_underlying函数实现了稳定币之间的相互兑换功能

@external

@nonreentrant('lock')

defexchange_underlying(i:int128,j:int128,_dx:uint256,_min_dy:uint256)->uint256:

....

#Usebase_iorbase_jiftheyare>=0

base_i:int128=i-MAX_COIN

base_j:int128=j-MAX_COIN

meta_i:int128=MAX_COIN

meta_j:int128=MAX_COIN

ifbase_i<0:

meta_i=i

ifbase_j<0:

meta_j=j

dy:uint256=0

...

ifbase_i<0orbase_j<0:#hunya#兑换中包含meta池代币

old_balances:uint256=self.balances

xp:uint256=self._xp_mem(rates,old_balances)

x:uint256=0

ifbase_i<0:#hunya#输入代币为meta池代币

x=xpdx_w_fee*rates/PRECISION

else:#hunya#输入代币为base池代币

#iisfromBasePool

#Atfirst,gettheamountofpooltokens

base_inputs:uint256=empty(uint256)

base_inputs=dx_w_fee

coin_i:address=self.coins

#Depositandmeasuredelta

x=ERC20(coin_i).balanceOf(self)

Curve(base_pool).add_liquidity(base_inputs,0)#hunya#base池添加流动性

#Needtoconvertpooltokento"virtual"unitsusingrates

#dxisalsodifferentnow

dx_w_fee=ERC20(coin_i).balanceOf(self)-x

x=dx_w_fee*rates/PRECISION

#Addingnumberofpooltokens

x=xp

...

#Withdrawfromthebasepoolifneeded

ifbase_j>=0:#hunya#输出代币为base池代币

out_amount:uint256=ERC20(output_coin).balanceOf(self)

Curve(base_pool).remove_liquidity_one_coin(dy,base_j,0)#hunya#base池移除流动性

dy=ERC20(output_coin).balanceOf(self)-out_amount

assertdy>=_min_dy,"Toofewcoinsinresult"

else:#hunya#纯base池代币兑换,直接调用base池exchange函数

#Ifbotharefromthebasepool

dy=ERC20(output_coin).balanceOf(self)

Curve(base_pool).exchange(base_i,base_j,dx_w_fee,_min_dy)

dy=ERC20(output_coin).balanceOf(self)-dy

...

logTokenExchangeUnderlying(msg.sender,i,_dx,j,dy)

returndy

若兑换情况涉及basepool代币和metapool池代币,则会通过basepool的LP添加或移除流动性来做中间流程;若只是basepool代币的兑换,则直接调用basepool的exchange函数进行兑换。

总结

总的来看,无论是白皮书的理论设计还是代码的算法实现都是十分优秀的,理论设计巧妙夯实,代码算法高效简洁。这些优秀的实现都使得Curve在稳定对价资产交易领域中有着明显的竞争优势。

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