基于自动化做市商（AMM）的去中心化交易所（DEX），已被证明是最具影响力的DeFi创新之一。它们能够为一系列不同代币创建和运行可公开获取的链上流动性。
AMM从根本上改变了用户交易加密货币的方式，与传统的订单簿交易模式不同，AMM的交易双方都是和链上流动性资产池在进行交互。流动性池允许用户以完全去中心化和非托管的方式在链上的代币之间无缝切换。而流动性提供者，则通过交易费用赚取被动收入，而交易费用基于其对资产池贡献的百分比。
在本文中，我们将探讨AMM的工作原理，剖析其固有问题，并研究解决这些关键障碍的解决方案，一些关键的点包括：
AMM有几种类型：恒定和做市商（CSMM）、恒定平均值做市商（CMMM）以及高级混合恒定函数做市商CFMM。
AMM必须克服的一些关键挑战，包括无常损失（IL）、被迫多币种敞口以及低资本效率。
Bancor、Uniswap、Curve以及其他项目的创新，通过提高资本效率、降低波动性风险以及提供更多的资本配置选项，使得AMM可以对更大的流动性提供商产生吸引力。
使用Chainlink预言机，Bancor的目标是在即将到来的V2版本中，第一次解决波动性代币的无常损失（IL）问题。
通过提供更全面的分析，我们希望能够更好地让DeFi用户了解AMM的挑战和创新，从而使去中心化流动性能够充分发挥其作为DeFi，以及更广泛金融世界的基本组成部分的潜力。
关于自动化做市商（AMM）的概述
所谓做市商（MM），他们是负责为交易所提供流动性，同时进行价格操作的实体。这是通过MM从自己的账户买卖资产来实现的，而他们的目的是为了盈利，由于他们的交易活动为其它交易者创造了流动性，这降低了大宗交易的滑点。
而自动化做市商（AMM），使用算法“机器人”在DeFi等电子市场中模拟这些价格行为。虽然存在不同的去中心化交易所设计，但基于AMM的DEX始终实现了最大的流动性以及最高的日均交易量。
目前，恒定函数做市商（CFMM）是AMM中最受欢迎的一类，它们被应用于实现数字资产的去中心化交换。这些AMM交易所基于一个常数函数，即交易对的综合资产储备必须保持不变。在非托管AMM中，交易对的用户存款集中在一个智能合约中，任何交易者都可以利用该合约获得代币互换流动性。因此，用户根据智能合约（集合资产）进行交易，而不是直接与交易对手（如订单交易）进行交易。
自2017年以来，市场上已出现了三种恒定函数做市商的初步设计。
第一个出现的类型是恒定乘积做市商（CPMM），其在Bancor和Uniswap中得到普及。CPMM基于函数x*y=k，该函数根据每个代币的可用数量（流动性）确定两种代币的价格范围。当代币X的供给增加时，Y的代币供给必须减少，反之亦然，以保持恒定的乘积K。在绘制这个函数时，结果呈现出来的是一个双曲线，流动性总是可用的，但价格会越来越高，两端接近无穷大。
一个恒定乘积做市商（CPMM）的可视化形象，来源：Dmitriy Berenzon
第二种类型是恒定和做市商（CSMM），它是零滑动交易的理想选择，但它不能提供无限的流动性。恒定和做市商（CSMM）遵循公式x+y=k，在绘制它时，创建的是一条直线。不幸的是，如果代币之间的链外参考价格不是1:1，那么这种设计允许套利者耗尽其中一种储备资产。这种情况将摧毁流动性池的一方，迫使流动性提供者承受损失，并使得交易者不再有流动性。因此，恒定和做市商（CSMM）并不是一个常见的AMM模型。
一个恒定和做市商（CSMM）的可视化形象，来源：Dmitriy Berenzon
第三种类型是恒定平均值做市商（CMMM），它允许创建可拥有两个以上代币，并在标准50/50分布之外加权的AMM。在这种模型中，每个储备资产的加权几何平均数保持不变。对于有三种资产的流动性池，它的公式如下：（x*y*z）^（⅓）=k。
而随着AMM技术的发展，我们看到了高级混合恒定函数做市商CFMM的出现，它结合了多种函数和参数，以实现特定的行为，如调整流动性提供者的风险敞口或减少交易者的价格滑点。
例如，Curve AMM 结合使用CPMM和CSMM来创建更密集的流动性，从而降低给定交易范围内的滑点。而它呈现出来的是一个双曲线（蓝线），它为大多数交易返回线性汇率，而对较大交易返回指数价格。
来源：Curve白皮书
本文的其余部分，将主要关注不同的AMM设计，这些设计旨在解决AMM的关键挑战。尽管DeFi的第一代AMM资产池在过去两年中经历了广泛的增长，但仍存在一些阻碍它们广泛采用的障碍，包括无常损失（IL）、低资本效率以及多代币风险。
阻碍AMM的固有问题
1、无常损失（IL）
向AMM池提供流动性的用户，他们所面临的主要及最常见的未知风险是无常损失（IL），即用户在AMM中存入代币与简单地将代币存放在钱包中，会出现价值差异。当AMM内代币的市场价格向任何方向偏离时，就会出现这种损失。由于AMM不会自动调整汇率，套利者需要买入定价过低的资产或卖出定价过高的资产，直到AMM提供的价格与外部市场的整个市场价格相匹配。套利者从流动性提供者的口袋里抽走了利润，从而造成了损失。
自动化做市商（AMM）DEX系统中出现无常损失的情况
在上面的例子中，AMM中经历的无常损失，是由于其他交易所的交易活动而导致ETH市场价格的变化造成的。AMM对这种外部价格变化的内部反应，是重新调整资产池中的汇率，使之与外部市场的汇率相匹配。在将ETH换成BNT的重新平衡过程中，AMM的总储备金略有下降。
而之所以称其为“无常损失”，是因为只要AMM中的代币的相对价格恢复到其原始值，这种损失就会消失，并且流动性提供者会将其挣得的费用保持为利润。然而，这种情况是很少见的，这意味着大多数流动性提供者（LP）遭受的“无常损失”超过了它们产生的交易费用。下图显示了在考虑交易费用之前，向ETH-DAI AMM池提供流动性时经历的“无常损失”。
因ETH价格变化而产生的“无常损失”
2、多代币敞口
AMM通常要求流动性提供者（LP）存放两种不同的代币，以在交易双方提供相等的流动性。因此，流动性提供者（LP）无法将其长期风险敞口保持在单一代币上，而是必须通过持有额外的ERC20储备资产来分割其敞口。拥有大量一种代币的团队，或希望提供流动性的个人持有者，被迫购买另一种资产才能提供流动性，从而减少他们在资产池基础代币中的持有量，并增加对另一项资产的敞口。
3、低资本效率的问题
AMM因为需要大量的流动性来达到与基于订单簿交易所相同的水平，而备受批评。这是因为，只有在定价曲线开始呈指数变化时，AMM流动性的很大一部分才可用。因此，由于经历了极大的滑点，大多数流动性将永远不会被理性交易者所使用。
AMM流动性提供者无法控制向交易者提供的价格点，这导致一些人将AMM称为“懒惰的流动性”，即未充分利用和供应不足。同时，基于订单簿交易所的做市商，可以精确控制他们想买卖代币的价格点。这导致了非常高的资本效率，但同时需要积极参与和监督流动性供应。
改进AMM方案
针对第一代AMM存在的许多限制，一些创新设计模型正试图解决这些问题。
1、高资本效率和低滑点AMM
如前一节所述，混合CFMM使得只有当流动性池被推到极限时，汇率曲线基本上是线性的和抛物线型的，这种曲线可以实现极低的滑点交易。流动性提供者赚取更多的费用（尽管每笔交易的费用较低），因为资本的使用效率更高，而套利者仍从重新平衡资金池中获利。
Curve提供了具有相对稳定的1:1汇率的代币之间的低滑点交易服务，这意味着它的解决方案主要是为稳定币设计的，尽管他们最近推出了对封装比特币代币的支持（例如renBTC和wBTC）。
而Bancor V2通过一个类似的机制，将这种低滑点模型扩展到波动性资产，动态更新储备权重，以1:1的比率保持储备价值。在共同价格区域内，流动性可以被放大，同时保留套利者重新平衡资金池的重要动机。
2、减少无常损失
Bancor的目标，是在即将发布的V2版本中率先解决波动性代币的无常损失问题。Bancor V2通过使用锚定流动性储备来降低无常损失的风险，它保持其AMM储备的相对价值不变。直到最近，这仅是通过保持恒定1：1价格比率的镜像资产对完成的。而Bancor V2则是使用Chainlink预言机将这一概念扩展到可变汇率的资产。随着流动性提供者的风险降低，这样的解决方案将是在资产管理系统中利用非稳定数字资产的重大突破。
通过使用Chainlink预言机，即使由于外部市场价格变化导致代币的价格出现差异，Bancor V2资产池也能够维持准确的汇率。预言机提供定价更新来调整AMM的权重，使内部汇率与外部市场价格相匹配，而不是套利者来修复汇率。这样做的好处是，套利者不再以无常损失的形式从流动性提供者手中夺走价值。
Bancor V2中的市场价格变化，以及它如何使用Chainlink预言机消除无常损失。
取而代之的是，套利者仅需要平衡AMM池中的代币分配以响应代币交易。Bancor V2总是鼓励回归平衡，因为在储备池恢复到50/50权重之前，低权重储备的流动性提供者将获得更高的ROI。总的来说，用户和代币团队都可以对自己的存款流动性更有信心，因为他们的存款流动性可以从交易费用中获得利润，而不会因为正常的市场波动而损失价值。
3、多代币敞口
Uniswap V2允许将任何ERC20代币与任何其他ERC20代币合成一个资产池，从而消除了流动性提供商对ETH的要求。这使流动性提供者可以灵活地维持ERC20代币头寸的更多样化组合，并为交易创造更多潜在的资产池组合，以从中提取流动性。
Bancor V2使流动性提供者能够保持对单一代币的敞口，从而取消了双边流动性存款要求。通过Chainlink预言机锚定流动性储备，用户可以持有AMM中任何代币的敞口，可以是100%任何品种的ERC20代币，或者是它们与BNT之间的任何百分比分布。这种设置可能会吸引想要在AMM上提供低风险流动性，而无需购买额外储备资产的代币团队和投资基金。
AMM的创新之路
从Bancor到Uniswap，再到Curve等等，AMM技术正在为任何数字资产的即时流动性提供新的原语。AMM不仅会在以前缺乏流动性的市场中引发价格行动，而且会以高度安全、可全球访问且非托管的方式进行。
截至目前，AMM已经取得了令人瞩目的增长，而围绕提高资本效率、减少无常损失等方面的创新，提供了必要的基础设施，以吸引来自传统市场的更大的流动性提供者。随着资金更易于定制以及可更好地利用，同时降低了下行风险，DeFi已做好了大量资本注入的准备。我们很高兴与Bancor合作解决AMM中的一些最重要的问题，并期待在未来继续创新。
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