ETH:深入探討DeFi借貸清算機制及其實現原理、風險與用例_1X Short Ethereum Token

原文標題：《DeFiLendingConceptsPart2:Liquidations》

原文作者：Tal

原文編譯：Kxp，BlockBeats

這篇文章是三篇系列文章中的第二篇，討論DeFi借貸協議的工作原理——它們的關鍵組成部分、公式和用例。在我們之前的文章中，我們回顧了DeFi的核心操作——借貸，以及不同協議如何選擇實現這些操作。在這篇文章中，我們將重點介紹我們認為最令人興奮的DeFi借貸概念之一：清算。

過度抵押和壞賬

你可能會從我們之前的博客文章中想起，協議用戶只能對其提供給協議的抵押品的百分比進行資產借貸。這是有道理的，因為協議需要確保如果你無法償還債務，它可以從你那里收回其資產。這種資產抵押的過程始于傳統金融，例如今天，一個人可以把他們的房子或蘭博基尼作為貸款償還的抵押品。

抵押依賴于抵押品價格保持其價值的前提條件——盡管房屋或蘭博基尼的價格無法保證，但它們各自的價值相對不太不穩定，而比起ERC20或NFT等資產來說，更為穩定。

在大多數DeFi借貸協議中，你的抵押貸款資產必須比你貸款的價值更有價值，也就是所謂的過度抵押。

如果借貸協議想要保持財務穩定，只允許過度抵押的貸款是有利的。想象一下，你提供了一些資產作為抵押品，而這些資產的價值突然低于你從協議中借到的資產價值。現在，你的抵押品價值低于你欠協議的債務，你就沒有還款的動力。畢竟，在償還貸款的過程中，你將獲救的抵押品現在的價值低于實際償還貸款所需的金額。這種貸款現在已經無力償還。

報告：區塊鏈等技術深入應用為在線娛樂帶來發展機遇:7月30日，中國音像與數字出版協會游戲出版工作委員會和中國游戲產業研究院聯合發布《2020年1-6月中國游戲產業報告》，報告稱，5G、云計算、虛擬化技術、編碼技術、人工智能、區塊鏈、數據中心等一系列互聯網新技術的深入應用，將為在線娛樂和云端經濟帶來新的發展機遇。這些新技術將加快云游戲及 AR、VR等多終端游戲的發展和升級迭代，能有效提升用戶體驗。（界面）[2020/7/30]

每筆無力償還的貸款對其所在的協議都是有害的。從無力償還的貸款中產生的債務會在協議中產生不安全因素，畢竟，債務的數量是借出者無法從協議中收回的資產的數量。為了強調這些壞賬有多糟糕：如果在協議上出現了類似傳統金融「銀行擠兌」的情況，最后一批從協議中提取他們的資產的用戶將無法這樣做。

當然，那些有大量壞賬的協議對用戶的吸引力較小。

清算和清算閾值

我們已經確定，當貸款抵押品價值低于借款人帶利息的債務價值時，借款人的債務會對其所在的借貸協議的健康狀況構成威脅。為了防止低于抵押的持倉增加，協議允許第三方償還低于抵押的債務。通過償還低于抵押的債務，這些被稱為清算人的第三方有權以折扣的價格要求歸還其被覆蓋的債務人的抵押品。這個過程被稱為清算。

你可能會想知道：為什么協議要依賴第三方來清算不健康的持倉？畢竟，協議可以將自動清算機制編碼進其代碼中。

發送清算交易的成本非常高。如果協議自動發送這些昂貴的交易，resultinggascosts將會增加其運營成本，從而削弱其利潤。

此外，自動清算系統的設計非常困難。協議不僅必須考慮是否應自動清算一個持倉，而且必須考慮何時這樣做，并以反映市場波動率的速率進行清算。通過激勵專門的第三方來清算這些持倉，這個過程要簡單得多。

聲音 | 中國科學院院士王小云：密碼技術將深入融合5G、區塊鏈、人工智能等數字經濟領域:據中國國際貿易促進委員會四川省委員會官網消息，7月29日，第四屆中國網絡與信息安全大會在成都隆重召開。中國科學院院士王小云在題為《密碼技術與數字經濟高質量發展》的報告中指出，目前我國及世界已經進入到大數據應用和數字經濟高速發展的新時期，但是信息的惡意獲取、篡改、偽造和濫用，使得數字經濟的安全問題日趨嚴重。而密碼技術作為保障數字經濟高質量發展的一個重要技術手段，將深入融合5G、區塊鏈、人工智能、衛星性、物聯網、智慧城市等眾多數字經濟領域，助推智慧社會高速發展。[2019/7/31]

清算本質上不是有利可圖的——對于這個過程來說，債務人的抵押品必須價值高于他們欠債的金額。如果清算人沒有保證這個過程會有利可圖，他們不會清算一個持倉。

那么何時一個持倉才能被清算？這個條件由協議決定，是分配給每個資產的清算閾值的函數。

在清算閾值方面，時間非常重要。正如我們所知道的那樣，如果一個持倉的債務價值超過其抵押價值，清算這些持倉對清算人來說是不賺錢的，協議也會面臨壞賬。因此，安全的清算閾值為清算人提供足夠的時間，在持倉達到無法償還的狀態之前清算它們。

現在我們理解了每個參與方保持持倉健康的動機，我們將展示協議實際如何實現這些機制：

我們在這里看到，該函數的主邏輯被限定在一個for循環范圍內。這表明計算賬戶流動性是通過迭代所有市場完成的，其中賬戶參與。換句話說，在計算賬戶流動性時，考慮到了用戶借貸或作為抵押品的所有資產。

從我們之前的博客文章中回想一下，cTokenBalance是用戶為抵押而提供的基礎資產數量。在這個例子中，我們還可以看到borrowBalance和一些神秘的exchangeRateMantissa，它們都從getAccountSnapshot()返回。

聲音 | 北郵教授：5G的本質是無限連接 將促進區塊鏈等技術的深入發展:據澎湃新聞消息，5月26日下午，2019中國國際大數據產業博覽會舉行“5G重構數字社會基礎生態”高端對話，中國信息經濟學會副會長、北京郵電大學教授呂廷杰在會上表示，5G循序漸進的發展一定會帶來一個完全不同的社會，它會使社會的效率更高，因此也會涉及到更大的安全問題。他指出，5G的本質是無限連接，連接產生了高價值的關鍵數據，未來的大數據會有全新的飛躍，將促進人工智能、區塊鏈等技術的深入發展，生產很多新的架構和生態，必將重構數字經濟的生態，在未來5-8年會滲透到生活的方方面面，也將改變10年以后的整個社會的游戲規則。[2019/5/26]

在我們之前的博客文章中討論的一般化exchangeRate變量中，我們寫道：

「一個任意的利率可以增加鑄造的Token數量，如果exchangeRate<1，則可以減少Token數量，如果exchangeRate>1，則可以增加Token數量。」

這也適用于exchangeRateMantissa，它表示cToken與基礎資產之間的匯率。

正如我們在這個例子中看到的，Comptroller在獲取了上面提到的三個參數之后，將首先獲取當前正在迭代的特定市場的collateralFactor。這個collateralFactor信息是指用戶可以根據其抵押品借多少錢的指標。從這個定義中，我們可以假設每個抵押品的存款可以抵押不同的借款金額。

之所以這個金額在不同資產之間有所不同，主要是因為每個資產在協議眼中都有自己的「風險」，通常是指資產價值隨時間波動的程度。

動態 | 中科院計算所將聯合沈陽市紀委監委 推動區塊鏈等技術在紀檢監察領域的深入應用:據科學網消息，中科院計算所研究員方金云近日接受采訪時表示，中科院計算所將與沈陽市紀委監委聯合成立大數據監督技術研究中心，以沈陽市正風肅紀監督，營商環境優化為試驗田，繼續推進大數據、人工智能、區塊鏈等契合時代發展的信息技術在紀檢監察領域的深入應用。[2019/1/13]

Compound的治理根據市場狀況改變抵押因素，但在任何時候，他們的抵押因素不能超過0.9——最多可以借出你存入的抵押品的90％：

然后，我們看到調用oracle.getUnderlyingPrice(asset)，它調用一個名為Oracle的外部合約。

Oracle是一種有趣的機制，值得一篇專門的博客文章。為了簡潔起見，我們現在所解釋的是，Oracle是用于在借貸協議中獲取某個資產價格的合約，價格通常以協議使用的某種公共貨幣為基礎。

現在，我們已經涵蓋了影響單個市場健康狀況的所有因素，因此我們將寫下計算單個市場AccountLiquidity的方程式：

注意：在Compound中，資產的價格以美元計價。

這是一個相當長的變量列表，但如果你試著記住我們的「份額Token」文章中的Compound部分，你會發現以下表達式：

簡單表示了用戶cToken的基礎資產價值。

此外，borrowBalance_{user}變量，如你在這里所見，是用戶借用的資產總余額，包括其中應計利息。

現在，我們已經到達了以下備選AccountLiquidity方程式的點：

西安高新區：聚焦區塊鏈等技術，深入實施“金融創新攻堅大行動”:據西安日報報道，西安高新區今年將全面實施八大行動。西安市將深入實施“金融創新攻堅大行動”，聚焦區塊鏈、人工智能和大數據等金融科技熱點，形成“一帶兩港一基地”金融產業發展新格局。[2018/5/2]

以及從bark()中的類似片段：

你可能會注意到兩者具有相同的not-unsafe消息。因此，對于每個清算函數，Vault的安全要求都相同，并且可以用以下等式表示：

我們可以使用這個等式來定義一個不等式，以便Vault仍然是安全的：

優化一下：

我們建議我們的讀者前往MakerDAO術語表，擴展我們提供的有關Maker生態系統中不同變量名稱和術語的信息。

或者，你可以相信我們在此概述的內容：

?spot_{ilk}在這個不等式中用作抵押品的價格，以DAI計價，除以抵押品的清算比率

?ink_{urn}是頭寸的抵押品余額

?rate_{ilk}是特定抵押品類型的累計債務。當與art_{urn}相乘，這是一個頭寸借入的標準化債務金額，我們可以得到以DAI計價的總債務

為了簡化我們剛剛涵蓋的內容，不使用Maker術語，我們將這樣表示：

注意：Maker決定將抵押品和債務的價值計價為DAI——協議的穩定幣。

顯然，當用戶沒有債務時，他們的頭寸無法被清算，因此健康因子默認為type(uint256).max。

否則，健康因子被定義為：

當清算閾值由治理獨立定義，目前由Gauntlet代表提供協議的所有風險參數，包括LiquidationThresholds。

現在讓我們分解上面的內容，來看看這個頭寸的情況有多糟糕：

·總欠債ETH：17.83508595148699ETH

·總抵押ETH：0.013596360502551568ETH

這就是我們需要了解的所有內容，這個頭寸有麻煩了——抵押品的價值只是欠款的一小部分。

那么這個頭寸是如何陷入困境的呢？

為了回答這個問題，我們可以查看該用戶在AAVE上執行的最新操作：

看起來一切都很好，直到塊13514857，在該塊中，用戶從AAVE借出了一些資產。讓我們看看他們做了什么：

債務人借了700,000MANA，快速查看MANA的美元價格將揭示該價格為：

每個MANA單位0.00032838ETH。

通過簡單的乘法，我們知道該用戶通過以下方式增加了協議的債務：0.00032838*700000=229.866ETH

值得一提的是，在該塊的USD價格是4417.40美元。

請注意上圖中發生的存款操作，發生在借款幾個小時后的塊13517657。讓我們看看市場上是否有什么事情動搖了我們用戶的信心：

上面是發送到AAVEV2價格Oracle的RPC調用，以獲取指定塊中1個MANA單位的wei值。

如果我們使用這些數據轉換上述價格，我們可以看到發生了什么：

0.00033625*700000=235.375ETH

在短短幾個小時內，債務增加了5.5ETH，價值24000美元。

由于我們知道這個頭寸的故事結局，我們知道它在某個時候是可清算的，因此讓我們檢查是否有涉及該用戶地址的liquidationCall調用：

一旦我們找到第一個清算事件，我們就可以了解為什么用戶在借款后不久就存入資產：

在這里，我們可以看到第一次清算發生在塊13520838。這次清算發生在用戶存入資金之前。

然后，在13520838-13522070塊之間發生了一系列小的清算，這些清算最終價值相當高：

讓我們檢查清算人在這些塊之間從用戶處奪取的所有抵押資產類型：

我們可以看到只有2種資產，DAI和ETH。

以及它們的數量：

~50ETH

~387663DAI

有人可能會問，為什么清算會分成這么小的塊？

當像這樣龐大的頭寸被一次性清算時，市場會將這樣大量的抵押品收購解釋為這些資產類型的賣出信號。請記住：根據協議的清算獎勵政策，以折扣購買清算中獲得的資產。

一次大規模的清算會引發一系列清算，隨著賣出壓力的上升，其他市場參與者可能也會賣出其資產，導致資產價格進一步「崩盤」，進而導致協議中其他頭寸的更多清算。

因此，協議通常限制單個清算可以奪取的資產數量。AAVE版本的此限制，作為變量，如下所示：

正如我們所看到的，限制百分比為50％，這意味著只有頭寸債務的一半被允許在一次清算中償還。

清算人有動機將其清算拆分成較小的塊。如果在清算時市場上沒有足夠的流動性來提供抵押品資產，那么將清算拆分成較小的塊，清算人更有可能獲得清算資產，并從他們的清算中獲利。

此外，如果市場上沒有足夠的流動性來獲取債務資產，則清算人可能需要花費很多費用來獲得首先要償還未充足抵押的用戶的債務。

最后，想象一下試圖清算大量某種Token，而沒有擁有那么多。如果你去DEX并嘗試交換一些WETH或其他資產以獲得這一Token，你可能會遇到非常高的Gas費，這會使你的清算變得無利可圖。

回到我們的例子，為了檢查鏈中一系列清算之后的頭寸參數，我們需要解析從getUserAccountData返回給我們的數據：

然后我們使用cast查詢鏈：

最后解析輸出：

在這里，我們看到清算對頭寸的影響：幾乎沒有剩余的抵押品，精確到0.6ETH。但是債務呢？高達45.26716296709878ETH。

這個塊的MANA價格是多少？

0.000862110734985458ETH。

如果你還記得，我們的用戶僅僅幾個小時前以0.00032838ETH的價格借了MANA。這相當于開了一個股票的空頭頭寸，而這支股票的價格升了2.65倍。

這些清算人在價格下跌到無法獲利的程度之前無法及時清算完整個頭寸，我們留下了一個破產的頭寸。

現在，我們可以意識到有效的流動性閾值在防止協議產生壞賬方面的重要性。

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