IOSGの深層研究：後流動性マイニング時代のAMMプロトコルの潜在的リスク損失
本文は主にAMMプロトコルにおける流動性提供者（LP）を研究し、特に後流動性マイニング時代において、LPが直面する可能性のある潜在的な損失について考察します。この記事は2020年11月21日にIOSGの公式アカウントに掲載されました
新しい世界を築く、時の架け橋。
序論
この記事では、AMMプロトコルにおける流動性提供者（LP）について主に研究します。特に、流動性マイニングの後の時代において、LPが直面する可能性のある損失についてです。Uniswap v2の大部分のTVL（約23億ドル）は、流動性マイニングのために構築された4つの資金プールに集中しており、これらのプールはプラットフォーム全体で大きな割合を占めています。現在、UniswapのLPは損失にあまり関心を持っていません。なぜなら、彼らは価値のあるトークンと無視できない取引手数料の補償を受けているからです。しかし、マイニングが停止するにつれて、LPとしての潜在的な損失がより注目される問題となるでしょう。
1. 流動性マイニング後の選択 - AMM？
流動性マイニングは、コールドスタートプロトコルの有効なインセンティブメカニズムであることが証明されています。最近、DeFiの短い歴史の中で最も狂った流動性マイニングの出来事の一つに注目しました：Uniswapは、いくつかの成功したフォーク（Sushiswapなど）の後に、自らのガバナンストークンを発表しました。Uniswap v1またはv2のコントラクトを呼び出したすべてのアドレスは、400 UNIトークンを受け取る資格があります。この中には、12,000を超える失敗した送金を提出したアドレスも含まれています。
さらに、Uniswapの流動性マイニングは11月17日に停止し、UNIトークンは4つのプールに分配されました：USDC/ETH、ETH/USDT、DAI/ETH、WBTC/ETH。コミュニティは非常に熱心な反応を示し、TVL（Total Value Locked、ロックされた総価値）は30億ドルに押し上げられました！
Uniswap v2の歴史的TVL
UNIトークンマイニングに関する投機に加え、UniswapがDeFiエコシステムの柱と見なされている印象が、数十億ドルの資金を引き寄せました。巨額の資金の助けを借りて、Uniswapは大規模な取引において最も競争力のある価格を提供しました。例えば、1,000 ETHを売却する場合、Uniswapは最適な価格を提供する取引所の一つとなります。
一方で、新しい自動マーケットメイカー（AMM）ソリューションがこの分野の発展をさらに推進しています。特に、Uniswap上のETH/USDCの流動性は5.6億ドルを超えています。しかし、同じ取引ペアを持つ約860万ドルの流動性を持つDODOは、Uniswapと同様に競争力のある価格を提供できます。例えば、1,000 ETHをUSDTに交換する場合、COFIXはUniswapと類似の価格を提供しますが、流動性はUniswapの数倍小さいです。
資料出典：DeBank
上記から、Uniswap v2と比較して新しいAMMモデルの資本効率が高いことがわかります。Uniswap v2が競争力を維持するためには、競合他社に対してより高い資本を維持する必要があります。しかし、流動資金マイニングが停止した場合、Uniswap v2は現状を維持できるのでしょうか？コミュニティは将来的に選択を行うのでしょうか？
2. Uniswap v2、DODO、COFIX
AMM流動性提供者の無常損失の定義フレームワーク
UniswapのLPはどのような損失を被っているのでしょうか？このような損失を説明するために広く使用される用語は「無常損失」です。これは「無常」であるため、理論的には消失する（頻繁には発生しない）ことになります。提供されたトークン間の相対価格が回復しない限り、無常損失は通常、流動性を提供することによって失われた価値を指します。つまり、ユーザーがプール外でトークンを保有することと、これらのトークンをプールにステークすることの実際の価値の違いです。
より詳細には、価格発見は外部市場で発生することが多く、UniswapはアービトラージによってAMM価格を市場価格に収束させます。しかし、アービトラージの利益は流動性提供者の利益を犠牲にしており、特定の資産ペアの外部価格がLPがプールに入ったときと同じ比率に戻らない限り、彼はこの損失から回復することはできません。
例1：
初期残高が10 XYTと1,000 USDCのXYT/USDCペア（価格1 XYT = 100 USDC）と仮定します。同時に、個人投資家が10 XYTと1,000 USDCを保有していると仮定します。
もしXYTの市場価格が110 USDCに急騰した場合、どうなるでしょうか？
このプールはアービトラージの機会を提供します。なぜなら、トレーダーはプールから過小評価されたXYTを引き出すことができ、価格が市場価格に近づくまで続けるからです。具体的には、トレーダーはプールから約0.47 XYTを引き出し、各XYTトークンの価格を110 USDCに引き上げます。特定の価格レベルに移動するために必要な金額は、プールで使用される公式（曲線）によって決まります。プールの新しい残高は約1,048.81 USDCと9.53 XYTトークンとなり、新しい価格XYT = 110 USDCを考慮すると、総価値は約2,097ドルになります。一方、彼/彼女のウォレットに10 XYTと1,000 USDCを保有している個人投資家のポートフォリオの価値は2,100ドルとなり、無常損失は約3ドルとなります。
XYT/USDC-仮定プール
無常損失の概要：
Ø 定義：受動的にトークンを保有することとプールに流動性を提供することの間の差
Ø 原因：アービトラージによる資金プールの価格調整
DODOとCOFIXは、新しいタイプのAMMを代表しており、アービトラージによって資産プール内の資産比率を調整するのではなく、直接オラクルから価格を取得します。一貫性を保つために、上記の例をDODO/COFIXに置き換えた場合に何が起こるかを見てみましょう。
例2
XYT/USDCペアの初期残高が10 XYTと1,000 USDC（価格1 XYT = 100 USDC）と仮定します。同時に、個人投資家が10 XYTと1,000 USDCを保有していると仮定します。
もしXYTの市場価格が110 USDCに急騰した場合、どうなるでしょうか？
資金プールはアービトラージの機会を提供しません。なぜなら、オラクルが価格を調整するため、LPの収支は外部価格の変動によって変わらないからです。トークン保有者は、プールに流動性を提供することと単にウォレットにトークンを保有することの間に差異がない（取引手数料を無視する）と考えます。
したがって、新しいAMMモデルでは無常損失が発生しにくいですが、これは新しいAMMモデルに流動性を提供することに損失がないことを意味するわけではありません。
3. 新型AMMモデルの損失特性 - COFIXの例
例3
XYTトークンが100 USDCの別の例を挙げて説明します。COFIXはプール内のトークン比率に依存せずに価格を決定するため、トークン残高が10 XYTと500 USDCであり、資金プールの価値が1,500ドルであると仮定します。
もしアリスが5 XYTを追加で預け入れた場合、プールの価値は2,000ドルに跳ね上がり、彼女は25%の所有権を得ます。アリスが資金プールの所有者であるため、COFIXメカニズムの特性により、彼女はプール内の2つのトークンに関連するリスクを負う必要があります。
再度仮定しますが、XYTトークンの価格が110 USDCに上昇した場合、プールの価値は次のようになります：
15 XYT * 110 USDC + 500 USDC = 2,150ドル
アリスは資金プールの25%を所有しているため、現在の価値は：
0.25 * 2,150ドル = 537.5ドル
しかし、彼女が単一のトークンエクスポージャーを持っていた場合、550ドルで資金プールから退出することができたでしょう。一方、もしXYTトークンの価格が暴落した場合、彼女はXYTとUSDCの混合プールにさらされているため、一定の保護を受けることになります。
例4
さらに、COFIXメカニズムの特徴は、結合曲線（ボンディングカーブ）がなく、大規模な取引が罰せられないことです。したがって、トレーダーが価格が上昇する前にXYTの供給を完全に使い果たす極端な状況が発生する可能性があります。再度、初期価格XYT = 100 USDCとし、XYTトークンのエクスポージャーを希望する特定のトレーダーのボブを仮定します。ボブは1,500ドルで全てのXYTトークンを購入し、プールは0 XYTと2,000 USDCの状態になります。その後、XYTの価格が110 USDCに上昇した場合、アリスはこの上昇のリスクに対してゼロのエクスポージャーを持つことになります。
COFIXリスクの要約：
Ø COFIXは確かにUniswapの無常損失問題を解決しました
Ø しかし、COFIXで流動性を提供するリスクは、単一のトークンではなく、資金プール内に存在します。
Ø 同様に、資金プールは一方のトークンの上昇から完全に使い果たされる可能性があります。なぜなら、COFIXは大規模な取引を区別しないからです（つまり、結合曲線がないため）。
4. 新型AMMモデルの損失特性 - DODOの例
DODOのLPは、上記のリスクを心配する必要はありません。なぜなら、DODOはプールの所有権ではなく、単一のトークンエクスポージャーを許可するからです。
ただし、取引活動の数と頻度により、任意の時点でのトークンの数は、最初にプールに預けられたトークンの数とは異なる可能性があります。
資金プールを再バランスするために、DODOのメカニズムは、価格を市場価格を超えるまで引き上げることで、取引者に供給が不足しているトークンをプールに売却するように促します。
WBTC/USDCプールの例に示されるように、このメカニズムはプールの両側の流動性提供者の元本を保護し、wbtcまたはusdcのLPが市場利益を受動的に得ることを可能にします。
WBTC/USDCプール、LP所有権
資料出典：https://DODO-pool-tracker.vercel.app/
しかし、YFI/USDCプールを見てみると、すべてが完璧ではないことがわかります。理論的には、資金プールの一方が1未満であれば、もう一方は1以上であるべきです。YFI/USDCプールの両側が1を大きく下回っていることは、両方のプールの流動性提供者が損失を被っていることを意味します。
YFI/USDCプール、LP所有権
資料出典：https://DODO-pool-tracker.vercel.app/
これらの損失の主な原因は、DODOがプール内の供給不足の部分をタイムリーに再バランスできないことです。DODOのメカニズムが期待通りに機能するためには、DODOが提供するインセンティブ（すなわち迅速な再バランス）に迅速に反応することが重要です。特に価格変動が激しいトークンにおいては、トークンの不均衡が続く時間が長くなるほど、市場価格が大きく変動する可能性が高くなります。以下のように、これらの期間における市場価格の変動はLPの価値を損なう可能性があります。
例5
再度、資金プールに10 XYTと500 USDCがあり、1 XYTが100 USDCであると仮定します。もしXYTトークンの現在の残高が9 XYTに減少した場合、DODOの目標はXYTの供給を10に再バランスすることです。その方法は、XYTの価格を市場価格を超えるレベルに引き上げ、トレーダーにXYTトークンをプールに売却させることです。
しかし、もしXYTが再バランスの前に110ドルに上昇した場合、USDC LPから価値を引き出さずにXYTの初期供給量を10に戻すことは不可能です。
初期残高：10 XYT & 500 USDC
最初の取引後の残高：9 XYT & 600 USDC
XYTの価格は再バランスの前に110ドルに上昇しました。この時点で、DODOはプールのXYT側を再バランスするための十分なリソースを持っていないため、プールのUSDC側を犠牲にすることでのみXYTの総量を10に増やすことが可能です。
- もしトレーダーが1 XYTをプールに持ち込むと、新しい残高は10 XYT & 488 USDCになります。この場合、USDC LPは約12 USDCの損失を被ります（簡略化した計算）。
通常、再バランスは価格が上昇する前に発生します。これにより、プールの両側は初期残高の10 XYTと500 USDCに近づきます。一方、再バランスの前にXYTの価格が下落すると、上記のシナリオにおけるLPに利益をもたらします。なぜなら、DODOは100 USDC未満のコストでXYT側のプールを回復できるからです。これにより、10 XYTと>500 USDCの残高が得られます。
プール内の特定のトークンが供給不足の場合、DODOのポジションは実質的にそのトークンのショートポジションです。なぜなら、価格が上昇すると損失が発生し、価格が下落すると利益が得られるからです。
例6
さらに、以下の状況ではXYT LPが損失を被る可能性があります：
初期残高：10 XYT & 500 USDC
最初の取引後の残高：11 XYT & 400 USDC
前述のように、プール内に供給不足のUSDC側があることは、USDC内にショートポジションがあるのと似ています。したがって、XYTの価格が90 USDCに下落すると、相対的に強いUSDCと同時に資金プールの損失を意味します。
XYT = 90ドルの場合、DODOはプールのUSDC側を再バランスするための十分なリソースを持っていないため、プールのXYT側を犠牲にすることでのみUSDCの総数を500にすることが可能です。
- もしトレーダーが100 USDCをプールに持ち込むと、新しい残高は約9.86 XYTと500 USDCになり、LPの損失は約0.14 XYTとなります（簡略化した計算）。
同様に、再バランスの前にXYTの価格が上昇すると、上記の状況においてLPに利益をもたらします。なぜなら、これはUSDCの相対的な弱さを意味するからです。
上記の例から、効果的な再バランスはLPの価値を保護し、リスクを最小化するために重要です。さもなければ、DODO自体がプールの一方にショートポジションを持ち、市場の変動に基づいて利益や損失を生む可能性があります。対照的に、プールがバランスの取れた状態にあるとき、DODOは市場中立です。
YFI/USDCプールに戻ると、損失の原因は市場中立のポジションを維持できないため、YFIトークンの大幅な変動に対するリスクエクスポージャーが過大であることがわかります。
YFI/USDCペアの損失のもう一つの潜在的な原因は、オラクルの先行取引の脆弱性に影響されやすいことです。DODOがChainlinkの価格フィードに依存しているため、トレーダーは特定のトークンのオラクル価格が次のブロックで上昇することを観察し、大量のトークンをプールから引き出し、すぐに売却することができます。この行動はトレーダーにアービトラージをもたらし、DODO LPに損失をもたらします。
例7
- 初期残高：10 XYT & 500 USDC
XYTの価格は次のブロックで110ドルに上昇します。
トレーダーがオラクルの先行取引を行い、プールから1 XYTを取得します（簡略化のため）。
新しい残高：9 XYT & 600 USDC
価格が正式に更新されます。
この時点で、DODOはプールのXYT側を再バランスするための十分なリソースを持っていないため、プールのUSDC側を犠牲にすることでのみXYTの総量を10に増やすことが可能です。
- トレーダーが更新後にポジションを退出し、約12ドルの利益を得て、新しい残高は10 XYT & 約488 USDCになります。
USDC LPは約12 USDCを失います。
例5と例7の最終結果は同じですが、後者はLPに対する危害がはるかに大きいです。例5のトレーダーは、ランダムな取引フローとして分類される可能性が高く、市場の方向性を予測する能力がありません。したがって、このようなトレーダーの取引相手であることは受け入れられます。対照的に、例7のトレーダーは情報トレーダー（アービトラージャー）であり、確実に流動性提供者に損失をもたらします。YFI/USDCプールの両側が明らかに1を下回っていることは、情報トレーダー（アービトラージャー）が原因である可能性が高いことを示唆しています。
それにもかかわらず、DODOは確かに単一のトークンエクスポージャーを提供しますが、LPは他のトークンのプールの特性に注意を払う必要があります。例えば、理論的には、単一のトークンエクスポージャーがある場合、USDC LPであれば、プール内の他のトークンがWBTCであろうとYFIであろうと関心を持たないでしょう。しかし、実際には、この違いは非常に大きいです。プール内の他のトークンが不安定であればあるほど、リスクエクスポージャーは大きくなります。
DODOリスクの要約：
Ø DODOはUniswapの無常損失特性を解決し、COFIXと同様の損失を受けにくいです。なぜなら、単一のトークンエクスポージャーを提供するからです。
Ø しかし、DODOがトークン供給を効果的に再バランスできない場合、LPはプールの反対側に間接的にさらされることになります。この場合、DODO LPは市場価格の変動に応じて利益を得たり損失を被ったりする可能性があります。
Ø 最後に、DODO LPはアービトラージャーが成功裏に価格フィードの先行取引を行った場合、確実に損失を被ります。
上記のCOFIXとDODO LPの損失は、本質的には無常のものであり、価格変動がマーケットメイカーに有利であれば、それらは消失する可能性があり、必ずしも存在しないわけではありません。しかし、前述の定義に従ってそれらを無常損失として分類することはできず、むしろ各プロトコル特有のマーケットリスクとして定義できます。
以下に、各プラットフォームのリスク特性をまとめます。
5. リスクヘッジ - AMMプロトコルの持続可能な発展の鍵
マーケットメイキングはリスクのない活動ではありません。注文モデルを使用する場合でもAMMプロトコルモデルを使用する場合でも同様です。いずれにせよ、LPは不利な状況下での潜在的な損失に注意を払う必要があります。リスクを理解していなければ、LPはマイニング資金の期待収益率を正確に特定することも、そのポジションを適切にヘッジすることもできません。
ヘッジに関しては、分散型オプション市場の成長がAMM LPにリスクをヘッジするためのより多くの必要なツールを提供できます。例えば、AMMは特定のトークンのデリバティブや高度に関連する資産のデリバティブを通じてポジションを自動的に相殺できます。例5では、2ステップ目の取引の後（価格が上昇する前に）、DODO LPはXYTトークンに対してコールオプションを自動的に行使してリスクエクスポージャーを相殺することができます。同様に、COFIX LPは例4でXYTトークンに対してコールオプションを購入してトークンの正のエクスポージャーを得ることを望むかもしれません。一方で、ヘッジは高価になる可能性があるため、ヘッジが不必要に利益率を圧迫する可能性があります。
考慮すべき要因には、リスク許容度、最近の取引規模、取引相手、対象資産の特性が含まれます。明らかに、DODOの例のシナリオでは、プール内のトークンの消費が多いほど、トークンの上昇リスクをヘッジする必要性が高まります。同様に、取引フローがランダムであるか、情報量が十分であるかもヘッジの需要に影響を与えます。現在、AMMは取引フローを分類することができませんが、将来的には特定のアドレスからの過去の注文フローを分析するために機械学習を導入することで、AMMがこれらの情報を得ることができるかもしれません。最後に、対象資産が相対的に安定している場合、リスクは小さく、方向性のあるポジションを相殺する必要性も小さくなります。
COFIXは、LPにヘッジの選択肢を提供する最初の企業です：https://github.com/Computable-Finance/CoFiX-hedger
6. 結論
シンプルで理解しやすい設計はUniswapの重要な利点であり、それが多くのLPと資本を引き寄せました。一方で、新興のAMMソリューションは資本効率を高めようとするため、避けられないほど複雑になっています。それにもかかわらず、これらのAMMソリューションの中で、私たちはあらゆるマーケットメイキング活動が潜在的な損失をもたらすと信じています。LPはこれらの損失に注意を払い、自身のリスク許容度に基づいてリスクを分析し、ヘッジする必要があります。
このような急速に変化する分野では、革新が常に先行しています。流動性マイニングのインセンティブがプロトコルを導き、初期ユーザーを引き付ける初期の使命を果たした後、真のゲームは始まったばかりです。AMMプロトコルに関しては、その持続可能性の広範な適用を推進するために、より専門的な分析とヘッジのフレームワークやツールが必要です。
免責事項：DODO、1inch、KyberはIOSGのポートフォリオです。
