PoS 和 DeFi 可以从抵押贷款支持证券中学到什么
- tarunchitra
- 发布于 2020-06-24 15:22
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本文探讨了证明权益（PoS）和去中心化金融（DeFi）在借贷和流动性方面的共同点，尤其是在抵押贷款证券（MBS）结构上的启示。通过比较金融危机期间的杠杆效应及其对流动性的影响，作者提到了一些风险和改进的机会，警示在没有适当控制的情况下，这些风险可能在加密货币市场中复现。文章深入分析了质押衍生品的运作机制及其在流动性和资本效率方面的潜在益处，同时也强调了可能导致网络安全性下降的风险。
PoS 和 DeFi 可以从抵押贷款支持证券中学习什么
“我发现它在于利率的作用是保持平衡，而不是在新资本货物的需求与供应之间，而是……流动性需求与满足这一需求的手段之间。”
— 孟德斯鸠
2007年的金融危机是自1929年股市崩盘以来，美国人首次深刻理解“流动性为王”这一短语的时候。几乎所有市场都出现了毁灭性的损失，但最明显的是据说是最安全的、受到政府保护的市场——房地产。在这场危机的余烬中，数字货币应运而生，承诺提供不受审查的货币，而其供应无法随意被政府操控。
然而，如今，加密货币世界正充斥着来自集中和去中心化场所提供的杠杆。这种杠杆往往伴随着成本——在市场情况停滞时缺乏流动性，保证金催缴涌向交易所、托管者和智能合约。人们为什么需要如此多的杠杆，是什么导致了这些流动性危机？
为探讨这些问题，本文将重点关注杠杆式去中心化金融 (DeFi) 协议和基于权益证明 (PoS) 代币提供的网络杠杆，通常称为质押衍生品。我们认为许多杠杆加密产品看起来与2008年金融危机的罪魁祸首非常相似。我们进行这项比较的动机并不是谴责 DeFi 或 PoS，而是指出这些协议改善的具体机会。但我们还认为，如果不加以控制，相同的风险很可能在加密市场上浮现。
特别重要的是某些市场参与者可能会变得“太大而不能倒”。那么，在加密中，什么是“太大而不能倒”？设想一个世界，Binance因大量借贷其管理的链上资产而过度杠杆化。当这些资产开始被大规模清算时，例如在黑色星期四期间的Maker清算，Binance可以推动DAO式的分叉，以使自己免于清算。这样的分叉类似于救助，类似于2007-2008年金融危机后的救助措施。
我们试图在我们最新的关于质押衍生品的论文中模拟这些风险以及其他风险。我们讨论的不仅是 PoS 网络，还有 DeFi 协议（Aave、Compound 和 Synthetix），并将它们的特征类比于传统证券化结构中的特征。
什么是质押衍生品？
首先，让我们理解为什么会存在质押衍生品。
PoS 代币旨在用锁定的加密资产提供的安全来取代耗能的工作量证明 (PoW) 的哈希计算能力。虽然 PoW 强迫你“锁定”能源和硬件，但 PoS 强迫你锁定资本。那么它们有什么不同呢？
一个关键的区别在于流动性限制。为了确保网络的活跃性——能够继续接受交易——权益证明网络强制用户将其股份锁定很长时间。通过锁定资本，网络可以施加惩罚，称为削减，当验证者执行恶意行为时。例如，如果网络需要节点99.999%时间都在线以确保活跃性，它可以削减在他们被选中产生的区块期间不在线的验证者。
另一方面，PoW 矿工通过在开采硬件上花费前期资本来锁定他们的“股份”，他们会随着获得区块奖励和费用来偿还这些费用。由于硬件的前期成本，矿工们在等待摊薄他们的机器并赚取利润时，通常面临流动性问题。如果矿工的支出增加，比如由于能源成本的增加，他们可能不得不借钱来支付电费。目前，矿工通过对获得的币进行借贷来执行此类贷款。在理论上，他们可以将其矿机用作借取现金的抵押。然而，Anicca Research 的 Leo Zhang 报告 指出，薄弱的矿机二级市场使得贷方对接受机器作为抵押变得谨慎。相反，矿工直接对他们的币进行借贷，这已成为导致 BlockFi 和 Nexo 等贷方杠杆激增的主要因素。
在比特币中，矿工每 100 个区块（约 16.6 小时）获得获得的币，因此币是随时可用的。在权益证明中做到这一点要困难得多，因为许多协议通常规定币被锁定数周或数月。为了使 PoS 验证者的流动性获取与 PoW 矿工相似，开发人员提出了质押衍生品。这些衍生品允许通过发行以你已锁定股份为支持的合成资产进行借款，从而为你提供部分流动性。合成资产的定价方式是其价值永远不会超过基础借入资产，并在借款人“违约”时贬值。在最简单的情况下，当验证者被削减并低于最低抵押水平时，就会发生违约。网络将没收验证者的股份并根据需要进行重新分配。
但是网络如何确定验证者可以借多少价格呢？关键参数是衍生品定价函数。让我们考虑两个当事方如何机械性地执行这样的贷款。假设一个借款人去找出借人，出借人查看 PoS 链以查看借款人的余额。如果借款人的请求和余额令人满意，出借人可以给借款人提供代币贷款，添加贷款到他们的贷款账簿，并重新计算价格 . 跟踪价格是重要的，因为它允许出借人准确定价任何后续贷款。出借人随后继续监控链。如果借款人被削减，出借人更新其贷款账簿和价格 . 在锁定期结束时，出借人可以进行清算的资本调用和/或评估借款人需要支付的价格。然而，所有这些步骤都依赖于出借人能够信任借款人在锁定期结束时会偿还正确的金额。
但是，所有这些交易都可以通过智能合约来执行。实际上，智能合约可以直接与 PoS 协议的共识算法接口。这样的合约可以监控削减并计算衍生品定价函数。此外，我们可以让市场通过使用常量函数市场制造商 (CFMM)，如 Uniswap 来定价衍生品。这种共识与 DeFi 协议之间的交互表明，当共识协议能够与智能合约应用层交互时，可以实现更高的资本效率。
如今，许多 PoS 网络并不原生支持此功能，这可能使人对从网络本身借款感到奇怪。然而，一些新的网络，如 Celo、Terra 和 Facebook 的 Libra，其共识算法作为由分布式虚拟机执行的智能合约实现。在这些系统中，共识是一个优先考虑的组成部分，可以升级以与其他智能合约交互。此外，DeFi 合约可以与共识进行交互并读取系统的当前状态，以确定违约事件（例如削减）是否发生。例如，Celo 的区块链实现了一种用于共识协议来管理其算法稳定币稳定性的 CFMM。他们的实时协议有效地内置了质押衍生品！
但所有这些借款安全吗？毕竟，PoS 网络的安全性是与质押资本总量成正比的。也就是说，执行双重支出的代价为 33% 或 50% 的质押资本 [0]。通过对质押资产借款（再抵押的一种形式），可以使其资本杠杆化，因为他们已经拿了 X 个币，并拥有 X+Y 个币的权力，其中 Y 是贷款的规模（以衍生品定价函数确定的 X 单位）。但如果他们违约，那么网络仅会剩下 X-Y 个币被质押，从而降低网络的安全性。因此，如果 p 是借款人违约其 Y 币贷款的概率，那么网络的质押数量为 (1-p)X + pY，且由于发放该贷款而_Set_的安全性正在 流失。
估计 p 是 极其 困难的，因为其值随着借款人的信用未维持质量的变化而变化，导致激励问题剧烈。例如，如果衍生品价格升高到高价值，可以有效将削减成本降低到零，从而放弃他们的质押。另一方面，如果 p 的值真的很小，比如十亿分之一，那么网络面临的安全性损失则很小——仅为 X-Y 的十亿分之一——因此验证者几乎可以获得与他们在 PoW 中获得的一样多的收入。
当我们考虑质押衍生品贷款是如何聚合时情况会更有趣。为了促进流动性和质押衍生资产的价格发现，我们希望 PoS 衍生品能够在验证者之间是可替代的。这类似于 Maker 输出可替代资产 Dai，而单个 CDP/Vault 保持非同质化的方式。
在这种情况下，质押衍生品的价格与验证者基础的集体义务相关联。发行由抵押贷款支持的池背书的债券，恰恰是抵押贷款支持证券及相关证券化结构的功能。那么，网络贷款给用户的杠杆与抵押贷款支持证券的杠杆如何相似呢？让我们先暂停一下，看看个人和银行需要抵押贷款杠杆的原因。
假设你刚买了一套价值 $640,000 的房子，你支付了 $100,000 的首付款，并且你正在进行为期 15 年的每月 $3,000 的还款。在 10 年后，假设你在房子里有 $460,000 的股权 [1]，并且你想购买一辆特斯拉。你在银行账户中没有太多现金——但是你确实拥有价值 $460,000 的股权！如果你可以以房屋的股权为抵押借入 $100,000，并在 5 年内偿还呢？这就是家庭净值贷款的确切内容——利用你的房屋作为抵押，贷款额小于或等于你的股权。请注意，该贷款为你提供了杠杆，使你在一个原本 illiquid 的资产（房子）中获得即时的流动性（现金），以换取利息。如果业主撞坏了特斯拉并失业，导致 $100,000 的贷款违约，贷款的放贷者将通过收回房屋来清算贷款。
接下来，假设你是一家发放抵押贷款的银行 [2]。当你发放 $500,000 的房贷时，你突然有了少了 $500,000 的资本可用于贷款。更糟糕的是，这笔负债是非流动性的——你无法直接用它来借入更多资本，以借给其他人。这样的情况就是为证券化而生的！证券化涉及将资产置于一家不拥有其他资产但发行股份的公司的监管之下，然后将这些股份出售给投资者。如果该资产，例如房屋、抵押贷款或抵押贷款捆绑，价值为 $1,000,000，而该公司发行了 1,000 个可转让股份，则每个股份拥有该资产的1/1000的权利。
执行这种证券化的实体，例如银行，将对股份的创建收取费用。请注意，贷款持有者通过对以前流动资产的未来现金流（利息支付）进行杠杆来获得流动性（现金） . 如果房主无法支付利息，银行将收回房屋，以后在止赎拍卖中出售，并将收益分配给持有 500 股的投资者。实际上，贷方将许多房屋汇集在一起，并出售这些房屋捆绑三个证券的股份——这就是抵押贷款支持证券。
这两种情况有什么共同点？首先，资产/负债的所有者对于抵押贷款需要偿付的利息支付以及 15-30 年的长期承诺所束缚。因为所有者拥有许多短期负债和/或他们需要使用短期流动性的机会。为了获得这种流动性，他们会对其资产进行借款。经过担保的放贷使借款人能够获取流动性，而允许贷款人具备某种下行保护——他们可以清算抵押品（房屋）。将长期资产转换为短期负债的能力是金融的基石。
在加密中，我们同时拥有这两种类型的借贷。对于借款人来说，像 Compound 或 Aave 这样的贷方，就像特斯拉贷款——你押上你的加密抵押物（类似于住房），以获得稳定币（类似于支付你购买特斯拉的美元）。如果你无法偿还贷款或抵押物的价值低于你所借的金额，你将被清算。
同样，质押衍生品允许验证者借款以支持其质押操作。如果有许多验证者同时对其质押进行借款，那么网络在每个验证者中都持有义务，这些义务依赖于他们违约的概率。网络不得不对损失进行定价，并通过估计来聚合网络的总安全资本
调整后的安全预算用于 PoS 网络
其中
- S 是用于保障网络的资本量
- p 是违约概率的向量（例如，第 i 元素是第 i 个验证者的违约概率）
- X 是质押的向量（例如，X 的第 i 个悬金为 i 个验证者锁定的质押数量）
- Y 是借款的向量（例如，第 i 元素为第 i 个验证者通过质押衍生品借款的金额）
就像抵押贷款支持证券代表多笔贷款的价值集合，而质押衍生品则是将留置权汇聚到单一包中并进行代币化。 聚合的价格是最重要的测量内容——它代表了网络中安全性的价格！
但是，如果质押衍生品像抵押贷款支持证券，那它们不就是坏的、可怕的吗？难道我们不会再引发一次金融危机，只是这次没有国家支持的资金吗？
也许，尽管“加密证券化”和 MBS 之间有一个关键区别。首先，让我们回过头来看看证券化的特征。证券化的最简单功能是将资产汇聚在一起并发行由它们现金流支持的证券。在我们（诚然是卡通化的）这里对 MBS 的例子中，抵押贷款发起人向消费者提供房贷。发起人随后将贷款出售给目的特殊实体以换取现金。该实体通过向投资者发行债券（如 MBS）融资购买。这些债券将代表成千上万笔个人贷款的现金流，并将比构成它们的贷款更流动。这使得更大的买方可以购买符合其风险偏好的单一流动资产，而无需购买成千上万的单笔贷款。
如果我们观察像 Aave 和 Compound 这样的 DeFi 借贷协议，我们会发现非常相似的结构。一组异构贷款被汇聚到一个智能合约中。这些协议通过发行债券（例如 cDAI）来融资这些贷款，而这些债券由贷款的现金流支持。就这个意义而言，Compound 和 Aave 既是借贷协议也是证券化协议。
关键的区别在于，借贷协议既是贷款的发起者，又是自动执行证券化的协议。相比之下，在传统证券化中，与借款者的关系通常由与发起人不同的实体来管理。这一区别在 PoS 的情况下至关重要，因为该协议需要自动执行对过度杠杆化借款者的清算。像 Liquity 这样的 DeFi 协议计划会一样。
证券化交易通常与分层联系在一起：发行由相同池后备的不同类别的证券，以满足不同的风险偏好。乍一看，这似乎在上述 Compound 示例中缺乏，因为以 cDAI 的形式发行了均匀的债券。但是，我们开始看到出现的选项，为不同偏好的贷方提供较低风险（例如通过 Opyn 或 Nexus Mutual 提供保险保护结合 cDai）和较高风险（例如 PoolTogether）。
导致2007-2008年抵押贷款支持证券 catastrophe 崩溃的一个问题是，很难透明地为它们定价。这部分源于委托人-代理人问题，但很大程度上源于违约发生和其影响 MBS 的滞后时间。例如，如果借款人违约，那么不再付款会首先转移到贷款人。贷款人随后会将未付款报告给抵押贷款证券化，随后通知所有股东他们的留置权未能赋值。由于美国住房市场的不确定性，传播至复杂金融结构中的默认在时间上可以持续数月 [4]。
在加密中，这个问题并不是那么明显。无论是在加密代币抵押品上还是在质押抵押品上，加密杠杆的所有参与者都知道贷款是否违约。这意味着依赖这些贷款的金融产品，例如质押衍生品，可以快速实时调整预期并执行清算。虽然清算仍然可能存在风险——例如，产品和流动性风险可能会使像 Compound 或 Maker 这样的协议中的清算者不愿执行清算 [3]——但这比传统市场更高效。加密中相对迅速的清算效果使得复杂的证券能够以传统金融环境中更困难的方式进行定价、打包和再利用。
然而，这种好处并不是免费的。与兰如果借款人近的发起人相比，协议对借款人基础的信用质量缺乏了解。此外，以加密形式收到的抵押质量往往是显着劣质的。 DeFi 协议试图通过高额抵押要求和积极的清算政策来解决这些问题。
此外，质押衍生品的进一步风险是，清算会减少货币供应。这是因为当验证者在贷款中违约时，PoS 协议会销毁或剔除其质押。在网络的安全性下降的情况下，货币供应的下降为其他验证者提供了未来更高的预期收益，即使协议如果选择升值以进行补偿，市场也可能会折算这些资产的价值。 因此，网络的安全性可能在每次清算时会大幅下降。
最后，传统的证券化结构在不同借款人之间依赖于多样化的贷款池。 DeFi 和 PoS 协议的匿名性可能使得评估协议对任何单一实体的暴露情况变得困难。因此，研究借款人之间的财富分布对 PoS 至关重要。参与 PoS 的财富不平等可能使得风险集中在少数借款人身上，从而危害安全。
这是我们论文的一个重点，我们研究了质押衍生品如何影响 PoS 网络中的不平等和收益。我们发现，在某些条件下，质押衍生品会减少不平等。 这种影响有两个直观的原因。首先，质押衍生品通过允许验证者回收资本来让所有人站在同一起跑线上，使验证者可以获得类似的机会，无关其规模。其次，过度杠杆化验证者的违约通过烧毁股权提高了他人的收益。当大型验证者违约的时候，这一效应更加明显。我们预计，指定“太大而不能倒”的验证者将会取消这一结果。为了让质押衍生品有效工作，验证者必须在比例上共同分享违约风险，并对风险行为（尤其是大实体的行为）施加集体惩罚。
这对协议开发者意味着什么？如果他们决定在自己的协议中添加质押衍生品，他们需要考虑到他们实际上是在为其系统加入无信任的抵押贷款支持证券。 正面的影响是，它们使验证者优化其资本效率并获得更好的整体回报，而清算确保这些留置权始终被正确定价。另一方面，抵押贷款支持证券的熟悉风险可能仍会在 PoS 中浮现。如果网络放宽放贷标准，那么衍生品可能会显著降低网络的安全性。协议设计者需要仔细设计衍生品定价函数，该函数告诉验证者可以借多少。该函数需要以不会轻易造成不良事件发生的方式，考虑到所支付的费用（利息）、信用限制和清算政策。
我们利用 Gauntlet 的基于代理的仿真平台评估了他们的理论模型，并发现确实存在“甜蜜点”，可以安全地添加这些衍生品。尽管在这些领域的利好可能远大于弊端，但 PoS 协议的质押衍生品实际上是平衡在刀刃上。未能正确定价违约风险或在必要时无法积极执行清算都可能导致安全性的剧烈降低。
加密货币现在正进入其繁荣的杠杆 20 年代，协议设计者和运营者仔细理解他们所参与的金融工程中的风险是明智之举。
我们要感谢 Hasu、Georgios Konstantopoulos、Haseeb Qureshi、Celia Wan、Leo Zhang (Anicca Research)、Yi Sun、Matteo Leibowitz、Shannon Brick、Guillermo Angeris、Hsien-Tang Kao、Mario Laul和Fabian Trottner对这篇博客文章和论文提供的极有帮助的意见、批评和建议。
[0] 如果网络保证最终性并使用拜占庭容错系统，则为 33%；如果系统是“最长链”中本聪方案，则为 50%
[1] 股权是指你在抵押贷款中欠款与你房屋目前价值之间的差额。随着你偿还抵押贷款，你在房子里的股权增长。如果你在抵押贷款贷款中欠 $180,000，而你的房屋价值为 $640,000，你在房子里就有 $460,000 的股权。
[2] 来自 Haseeb Qureshi 的技术说明：银行在技术上并不需要1:1 实际存款。不过，从抽象意义上讲，你确实需要从存款中提取资金，因为银行需要维护储备比率。因此，假设银行已接近储备比率（或其有效的“我们对这一储备比率感到舒适”储备比率），如果他们做出边际贷款，那么他们就会超出其储备比率，这意味着他们需要通过更多存款来平衡。因此，根据平衡（除非银行在缓慢降低其储备比率，这往往会发生在银行监管措施下），银行确实需要存款来发放新贷款。
[3] 该情况发生在清算者无法购买需要执行清算的资产（例如，购买止赎抵押品所需的加密货币）和/或出现的套利利润过高的波动的风险。有关该情况下详细解释和仿真的，请参见 Gauntlet 的 Compound 市场风险报告。
[4] 请参阅 Moody’s（金融危机前） 以及这篇关于违约时效的危机后分析
- 原文链接： medium.com/gauntlet-netw...
- 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～
