Просто о сложном: как устроены  пулы Curve DEX

Этот материал создан для того, чтобы упростить понимание устройства и принципов работы пулов Curve. Не является руководством по созданию пулов.

Curve предлагает инновационные решения для оптимизации обеспечения глубокой ликвидности для различных классов активов.

Когда возникли эти решения, как это устроено и, самое главное, когда и кому это выгодно?

Содержание:

1. StableSwap (v1)
2. CryptoSwap (v2)
3. Типы АММ
4. Заключение

StableSwap

История Curve AMM начинается осенью 2019 года, когда Михаил Егоров решил создать более эффективное решение для обмена стейблкоинов.

На тот момент существовали платформы, такие как Uniswap v1 с инвариантом постоянного произведения (CP-AMM), однако этот метод был неэффективен для стейблкоинов и приводил к потерям из-за проскальзывания.

StableSwap сконцентрировал ликвидность вокруг фиксированной цены (обычно 1.0), что делало обмен стейблкоинов гораздо более эффективным.

Пользователи могли обменивать большие объемы стейблкоинов почти без потерь, что значительно уменьшало проскальзывание и улучшило условия для поставщиков ликвидности. Это решение стало большим шагом вперед в области децентрализованных обменов, и Curve быстро завоевала популярность в мире DeFi.

Как это работает

Curve использует механизм, который называется "инвариантом" — это правило определяет, как меняется цена монет в пуле в зависимости от количества каждой монеты.

Задача в том, чтобы цены оставались как можно более стабильными, особенно когда количество монет в пуле близко к равным значениям.

Идея

StableSwap — это алгоритм, который использует обе эти формулы. Когда количество монет близко к равному, система работает, как если бы цена не менялась (это похоже на бесконечный запас монет). Но когда баланс нарушается, система начинает действовать по принципу Uniswap, предоставляя ликвидность, но с изменением цены.

StableSwap старается поддерживать цену на уровне 1.0, то есть чтобы каждая монета стоила примерно одинаково. Когда баланс нарушается, система все еще предлагает ликвидность, но цена начинает меняться, чтобы восстановить баланс.

Как видно на графике выше, при обмене большего количества одного токена на другой, оба инварианта сталкиваются с проскальзыванием из-за дисбаланса ликвидности в пуле. Однако при обменах стейблкоинов проскальзывание у StableSwap значительно меньше, и цена остается более стабильной значительно дольше, в то время как у Uniswap она начинает снижаться сразу и значительно быстрее, создавая более значительные отклонения (проскальзывания) при обменах.

На графике выше показано, что желаемый инвариант StableSwap остается "плоским", когда резервы X и Y сбалансированы, что означает, что цена остается постоянной и близкой к 1.0. Если резервы выходят из равновесия, ликвидность все еще предоставляется, но уже с проскальзыванием.

CryptoSwap в Curve V2

Первый вариант AMM от Curve отлично справлялся с пулами стейблкоинов и активов с устойчивой корреляцией цены. Когда есть ожидаемая цена для активов, то можно заранее создать нужную концентрацию ликвидности в одном конкретном месте.

Но что делать с монетами цены которых могут значительно и надолго изменяться относительно друг друга?

В 2020-2021 годах появлялось все больше новых монет, а ликвидность не успевала за спросом, предлагаемой на альтернативных платформах, что создавало дополнительные вызовы для существующих моделей AMM.

Месяцем ранее был запущен Uniswap третьей версии, главной идеей которого также была концентрация ликвидности. Но поставщики ликвидности столкнулись с возросшими непостоянными потерями (IL), так как инвариант Uniswap приводил к их пропорциональному увеличению и ограничивал рабочий диапазон ценовой позиции в пуле.

(В Uniswap V3 используется инвариант с постоянной суммой произведений для каждой ценовой позиции)

Проблема динамической концентрированной ликвидности

Применение StableSwap напрямую к волатильным активам, определенно, создаст некоторые проблемы. Ведь он обеспечивает концентрированную ликвидность около обменного курса 1:1, но очень слабую ликвидность за пределами этого диапазона. Поэтому, если цена достаточно изменяется, она обеспечивает более низкую ликвидность, чем CP-AMM (Constant Product Automated Market Maker, пример: uniswap v2). Более того, поставщикам ликвидности придется нести более крупные непостоянные потери, поскольку актив с более высокой стоимостью также резко снизится в их позициях. По этим причинам Crypto Pool предлагает иную модель, отличную от StableSwap.

Криптопул должен быть построен таким образом, чтобы динамически реагировать на рыночную цену, в отличие от StableSwap, который фокусируется только на цене 1:1. В этом смысле CryptoSwap потребуется концентрированная ликвидность около текущей рыночной цены, но когда цена начнет резко отклоняться, его кривая должна не замедлительно напоминать кривую CP-AMM.

Кроме того, нужен алгоритм, способный динамически изменять свою «внутреннюю» равновесную цену, чтобы обеспечить концентрированную ликвидность, подходящую для рыночных условий в реальном времени.

Однако, если повторная привязка будет проводиться каждый раз при любом отклонении, то это создаст больше потерь для поставщиков ликвидности (фиксация IL). Поэтому нужна специальная стратегия для предотвращения таких потерь, которая будет рассмотрена в следующем разделе.

Давайте разберёмся, как именно эта магия Curve работает

Существует множество материалов по алгоритмам CryptoSwap, для понимания которых нужны терпение и бакалаврская степень физико-математических наук (или, как минимум, хорошее знание старшей школьной математики). Однако более 90% пользователей найдут эти труды весьма сложными: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

На первый взгляд, работа CryptoSwap может показаться сложной, требующей глубокого понимания математики и экономических процессов.

Однако мы сделали всё, чтобы визуализация процесса перемещения ликвидности в пулах Curve для волатильных активов была интуитивной.

CryptoSwap использует внутренний оракул, который основан на экспоненциальной скользящей средней (EMA) цены актива. Это значит, что алгоритм постепенно корректирует распределение ликвидности, чтобы не допускать дополнительных расходов на перераспределение ликвидности из-за постоянных колебаний цены, не имеющих выраженного направления.

Когда рыночная цена сильно отличается от текущей точки концентрации ликвидности, пул CryptoSwap обеспечивает более низкую ликвидность, чем CP-AMM. Таким образом, необходимо повторно привязать равновесную цену пула к определенной стратегией ребаланса позиции.

Но слишком частая перепривязка может привести к дополнительным потерям для поставщиков ликвидности (фиксация непостоянных потерь). Чтобы этого не допустить, применяется алгоритм, который позволяет корректировать ликвидность только в установленных пределах — в размере половины накопленных комиссий.

Если накопленных комиссий не хватает для дальнейшего перемещения ликвидности, то перемещение останавливается пока не поступят новые сборы.

Динамические комиссии и защита от потерь

CryptoSwap также использует динамические комиссии, чтобы компенсировать потери, возникающие при изменении баланса токенов. Комиссия зависит от того, насколько сильно нарушен баланс в пуле. Если дисбаланс велик, комиссия увеличивается, чтобы компенсировать риски для поставщиков ликвидности. Что, в свою очередь, помогает быстрее переместить ликвидность ближе к рыночным ценам.

Взимаемой комиссии за своп должно быть достаточно для покрытия IL после перемещения ликвидности. Чем выше дисбаланс, тем выше комиссия.

Типы АММ

Подытожим и закрепим вышесказанное.

Автоматизированные маркетмейкеры (AMM) используют различные математические модели для упрощения торговли, и каждая из них имеет свой подход к ликвидности, ценообразованию и стабильности.

Вот основные подходы, которые применяются в AMM:

1. Постоянное произведение (CPMM)

• Как работает: Это как весы с двумя чашами. Чем больше товара на одной чаше, тем дороже он становится, и наоборот. Всегда сохраняется определенный баланс.
• Пример: Uniswap v2.
• Характеристики: Цена активов меняется в зависимости от их количества в пуле, сохраняя постоянное произведение. Модель предоставляет неограниченную ликвидность, но при этом увеличивается проскальзывание для крупных сделок.
• Плюсы: Прост в использовании, подходит для любых активов.
• Минусы: Если сделка очень крупная, цена может сильно измениться (высокое проскальзывание).

2. Концентрированная ликвидность (CL-AMM)

• Как работает: Поставщики ликвидности указывают ценовой диапазон, в котором хотят работать. Например, если они считают, что цена останется в определенных рамках, они могут сконцентрировать свои средства в этом диапазоне.
• Пример: Uniswap v3.
• Характеристики: Повышает эффективность использования ликвидности за счет ее концентрации в выбранном диапазоне цен.
• Плюсы: Более эффективное использование средств.
• Минусы: Требует больше внимания и управления, непостоянные потери, ограниченность рабочего диапазона позиции, проблемы предоставления ликвидности "Just-In-Time" (подробнее тут).

3. Гибридный (StableSwap)

• Как работает: Этот подход - комбинация двух предыдущих методов, оптимизированная для активов, которые обычно близки по стоимости, сочетающая элементы постоянного произведения и постоянной суммы. Оптимизирована для активов, которые обычно близки по стоимости, таких как стейблкоины. StableSwap использует комбинацию алгоритмов для минимизации проскальзывания и поддержания ликвидности. Комиссии в этой версии динамические: их часть направляется на стабилизацию пула, что позволяет обеспечить плавный и выгодный обмен.
• Пример: Curve StableSwap.
• Характеристики: Подходит для активов с близкой стоимостью, минимизируя проскальзывание и улучшая ликвидность.
• Плюсы: Минимальное проскальзывание, стабильные цены. Особенно эффективно для обмена стейблкоинов.
• Минусы: Сложнее в настройке из-за продвинутого управления комиссией и ликвидностью.
  

4. Гибридный (CryptoSwap)

• Как работает: Также гибридный подход, который эффективно работает с волатильными активами. Использует комбинацию алгоритмов для минимизации проскальзывания и непостоянных потерь (impermanent loss). Cryptoswap в версии NG использует часть комиссий для перемещения ликвидности ближе к текущей рыночной цене, повышая эффективность пула и обеспечивая точное ценообразование.
• Пример: Curve CryptoSwap.
• Характеристики: Ориентирован на работу с волатильными активами, динамически корректируя ликвидность для снижения проскальзывания.
• Плюсы: Точное ценообразование и минимизация рисков при обмене волатильных активов.
• Минусы: Сложнее в понимании и настройке из-за продвинутых алгоритмов управления ликвидностью.

Заключение

StableSwap

StableSwap был первым решением Curve для работы с пулами, состоящими из стейблкоинов или активов с высокой корреляцией. Основная идея заключалась в минимизации проскальзывания и непостоянных потерь (IL) за счет использования кривой, обеспечивающей эффективный обмен активов с минимальными затратами. StableSwap предоставляет равномерное распределение ликвидности вокруг фиксированной цены (обычно 1.0), что делает его идеальным для стейблкоинов.

Таким образом, StableSwap и CryptoSwap представляют две различные, но дополняющие друг друга модели для работы с ликвидностью. StableSwap эффективно решает задачи обмена стейблкоинов, в то время как CryptoSwap обеспечивает работу с волатильными активами, минимизируя риски для поставщиков ликвидности.

CryptoSwap

CryptoSwap концентрирует ликвидность вокруг текущей равновесной цены, обеспечивая гораздо более высокую ликвидность в большинстве случаев по сравнению с CP-AMM. Это привлекло бы больше пользователей, увеличив объёмы торгов и повысив доходность для поставщиков ликвидности.

Сравнение с аналогами

Uniswap v3 и его аналоги, также пытаются обеспечить концентрированную ликвидность вокруг равновесной цены. Там поставщики ликвидности могут выбрать ценовой диапазон, для которого они хотят предоставить ликвидность. Таким образом, «общая концентрированная ликвидность» достигается за счёт активного участия поставщиков ликвидности в определении, на каком ценовом уровне должна быть сосредоточена ликвидность. Однако очевидно, что у этого подхода есть свои недостатки: поставщикам ликвидности не только нужно понимать точный механизм работы этого пула, но и постоянно следить за рыночными условиями и реагировать на них. С другой стороны, CryptoSwap не требует каких-либо действий со стороны поставщиков ликвидности, что делает его подходящим для более широкой аудитории.

Кроме того, позиции LP в Uniswap V3 не могут быть легко интегрированы с другими протоколами, так как они не являются взаимозаменяемыми (fungible), а представляют собой NFT из-за прикреплённого к ним ценового диапазона. Это также усложняет реализацию yield farming (доходного фарминга) в виде стейкинга взаимозаменяемых LP-токенов. CryptoSwap не сталкивается с такими ограничениями, что делает его применимым во всей экосистеме DeFi.