Binary Research｜DeFi固定利率產品的設計、發展與困境

Author: Kylo（Twitter: @kylohanks_eth）

Editor: Sarah; Ashely

DeFi 作為金融體系在區塊鏈上的延伸，自然也會存在固定利率產品和浮動利率產品。在加密金融行業，固定利率產品和浮動利率產品接近同一時間上線，但由於鏈上用戶需求的牽引，造成了當下以浮動利率產品為主的DeFi 格局。
目前的DeFi 市場缺少固定利率產品，缺少並不意味著DeFi 不存在對於固定利率產品的需求，而是相比於固定利率資金量佔大頭的TradFi 而言， DeFi 中與固定利率相關的產品屈指可數，TVL 也不及浮動利率借貸的零頭。
一方面是目前DeFi 的參與者以散戶為主，而在TradFi 中，政府和機構佔據了資金量的大頭。為方便風險管理，持有大頭寸的機構會傾向於選擇固定利率；另一方面，鏈上固定利率產品邏輯中非常重要的一環在於尋找對手方，由於DeFi 交易深度不足、對手盤不夠，所以鏈上固定利率產品成交量一直低迷。

1. 固定利率產品形態

整體上看固定利率產品的產品形態分為三類：C2C、B2B 以及B2C。
這三種形態分別適合不同的賽道。 C2C 適合固定利率借貸以及固定利率收益產品；B2B 適合機構之間通過OTC 的方式簽署一筆固定利率協議；B2C 則是面向散戶的固定利率資管產品。但在固定利率收益產品這塊C2C 與B2C 存在一定程度的重合，這是因為固定利率收益產品本質上是由於對手盤的存在才可形成，C2C 模式中對手盤都是散戶，而B2C 模式中，散戶的對手方是一個統一的資管產品協議。
上述三種產品形態能真正促進鏈上固定利率產品發展的只有C2C 以及B2C 形態。這是由於即使未來鏈上會存在大量的金融機構參與交易，不同機構之間簽署固定利率協議最便捷的手段仍然是採用鏈下OTC 的手段，而不是通過鏈上固定利率協議。因此從這個角度上看固定利率產品的整體敘事其實被局限在了C 端，也就很難形成像TradFi 中固定利率產品規模遠超浮動利率產品的格局，更可能出現的情況是固定利率作為浮動利率產品的補充服務於鏈上用戶。
但在理想情況下，隨著DeFi 的繼續發展，資金量的不斷增加，傳統金融領域的專業化人才將會進入這個市場。專業化人才需要利用各類衍生品搭建投資組合併對沖風險，因此存在對於固定利率借貸及其衍生品的潛在的需求，這份需求會推動著衍生品、固定利率等產品的改進與發展。

2. 固定利率實現方式—— 鏈上本息分離

鏈上本息分離常用的方式在於將一份浮動利率Yield Bearing Assets 分割成零息債券以及未來收益的折現，代表項目為Element Finance 以及Sense Finance。
Element Finance 目前只支持來自Yearn Finance 的Yield Bearing Assets。其設計原理在於將Yearn Token 作出分割，分為Principal Token 和Yield Token。 Principal Token 為零息債券，Yield Token 則為帶浮動利率的子產品。以USDC 為例，若用戶想要在Element Finance 上對Yearn Finance USDC 池中的資產作出分割，則分割式滿足：1 yearn USDC -> 1 epyvUSDC + 1 eyyvUSDC。
上式表示的是數量關係而不是價值關係，即左右兩邊的市場價值可能是不相等，因此在流動性不佳時套利機會是經常存在的。在存續到期後epyvUSDC 可以以1:1 換成USDC，eyyvUSDC 也可以直接換取1 yearn USDC 產生的收益（epyvUSDC 為1 USDC 滿足一定收益率的零息債券，eyyvUSDC 則為1 USDC 可能產生的未來收益的折現）。零息債券的價格本質上與收益率一一對應，因此當市場對於epyvUSDC 的需求產生波動時， epyvUSDC 的價格就會產生相應的波動，從而使得隱含收益率處於一個變化中的狀態。
eyyvUSDC 這類的付息產品一般有兩種形式：第一種是定期付息，最後該產品的價值縮減為0；第二類是每期該付的利息全部積攢到該產品中，到期後一併贖回。上述兩種模式在提供流動性時完全是兩種邏輯。 AMM 做市對於減值為0 的資產做市具有先天的劣勢，LP 面臨著嚴重的無償損失。因此常用的附息方法是第二種，到期利息全部贖回，主要目的是方便後續做市。

3. 可能提供的金融產品

基於上述基本機制， Element Finance 可以提供三種產品：利率互換產品、槓桿產品、固定收益產品。
利率互換產品本質上與固定收益產品相同。對於Principal Token 的買方而言，買入Principal Token 相當於買入零息債券，收益率由買入價決定，此Principal Token 就是固定收益產品；對於Principal Token 的賣方而言，其獲取的現金可以投入其它浮動利率產品，相當於將手中的固定利率產品（Principal Token）換成了浮動利率產品（例如投入機槍池），完成了利率互換的過程。利率互換本質上是用戶風險的互換，固定利率賣方希望得到超額風險收益，而固定利率買方則希望鎖定未來收益。上述過程其實也解釋了為何固定利率產品會被局限在C 端。
利率槓桿產品的意思是用戶可以利用Element Finance 獲得Yield Bearing Assets 利率變動過程中的收益，並且消除Underlying Assets 自身的價格波動。舉個簡單的例子，用戶A 有1 個ETH，並將其存入Yearn Finance 獲取收益。其預估Yearn Finance 的ETH 收益將在未來長期高於10%。因此他希望盡可能利用鏈上的槓桿工具去增加自己對於Yearn ETH 的利率敞口。那麼利用Element Finance 可以在無清算風險的情況下擴大自己的槓桿。具體的實現步驟如下：
  • 將1 個Yearn ETH 分割後得到一個epyvETH 和一個eyyvETH
  • 預估Yearn Finance 的ETH 年化收益高於10%
  • 以低於10% 的折價出售epyvETH ，假設為6%，獲取了0.94 ETH 的現金
  • 將0.94 ETH 复投進Yearn Finance，再進行分割…
  • 理論上以6% 的折價出售Principal Token 可以最多獲取16.7 個yearn ETH 的浮動利率風險敞口
  • 只要在贖回期到期前，Yearn ETH 的平均浮動利率高於6%，上述操作則總是會獲利的。 （若為10%，則上述策略收益為66.7%）
這個過程有著明顯的優勢，它抹掉了 Underlying Assets 本身的價格風險，讓用戶的風險敞口僅面向利率部分，多重風險被縮減到了一個維度。但通過Yield Token 構造的上述策略只能看漲浮動利率，對於浮動利率的看跌場景則無法適用。

而對於利率投機這個問題，Voltz Protocol 提供了更加全面的解決辦法。

Voltz Protocol 為用戶提供了一個更加全面的利率互換機制。利率互換也被稱為利率掉期，指的是固定利率與浮動利率交易雙方在未來進行一筆互換現金流的交易。但Voltz Protocol 所表示的利率互換與TradFi 還存在一定的區別。 TradFi 中的利率互換是在交易雙方分別持有固定利率產品和浮動利率產品的前提下互為對手盤，在未來的某個時間點將收益現金流互換，常用的方式是B2B 通過OTC 進行。

然而在DeFi 中，利率互換常用的方式則是雙方均以一個已經存在的資金池作為對手盤，在鏈上間接實現C2C 場景的配對，這就需要Voltz Protocol 的vAMM 機制。

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vAMM 中進行交易的交易對為虛擬資產，該虛擬資產交易對通過Uni V3 定價模式確定當下可成交的固定利率。具體計算公式為

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因此上述vAMM 機制其實就是可成交固定利率的市場化發現機制，至於為什麼採用1% Fixed Tokens 作為AMM 中的一個參數，主要原因在於便於利用進行利率的100% 換算。由於採用Uni V3 定價模式，LP 在進行做市時可以選擇自己可以接受的固定利率區間進行做市，換句話說就是在與Trader 進行對手盤交易時，LP 所能承受的固定利率範圍。

LP 在提供資金以及Trader 在進行交易時需要用到Voltz Protocol 的保證金系統，LP 提供的是單幣流動性，比如為aDAI 利率掉期6 月池提供流動性時只需要存入DAI 即可，因此LP 也就不存在無償損失的問題。但由於LP 在整個系統中的角色是一個類似於撮合雙方散戶的角色，難免要下場親自作為散戶的對手方。當雙方沒能達到平衡時，LP 本身也就存在著一定的風險敞口。若浮動利率的變化方向與LP 風險敞口相反，那麼LP 就會造成直接損失。

Voltz Protocol 在功能上為散戶提供了做空做多浮動利率的機會。做多浮動利率的人本質上就是Variable Taker，其可以最高1000x 槓桿基於當下由AMM 確立的固定利率做多浮動利率，但當浮動利率低於清算線以下時，Trader 的倉位就會被保證金系統清算；做空浮動利率的人本質上是Fixed Taker ，與上述邏輯類似。

4. 固定利率產品的發展問題出在哪？

從敘事上看，Element Finance 為DeFi 引入了新的資產類別（零息債券以及浮動利率子產品）以及關於利率的槓桿工具，按道理該賽道的發展應該已經上了快車道，而不是現在所處的起步階段。問題其實出在多個方面。
流動性應該是最為核心的問題。 Element Finance 能提供的所有的金融產品都建立在epyvToken(EP) 和eyyvToken (EY)高流通的前提下，但Yield Bearing Assets 本身作為低流動性資產，其本身無法對EP 和EY 提供一定程度的流動性溢出。此外Yield Bearing Assets 種類繁多但單個類別Yield Bearing Assets 的市值過低也是一個原因，相應的EP 和EY 市值過低，無法形成規模效應。

5. B2C 資管產品的可能形態

目前鏈上唯一具有EP\EY 分割潛力的Yield Bearing Assets 只有ETH 的staking 票據，如stETH等，約50 億美元的市值，主要原因是其資管規模足夠大，流動性問題不難解決。 ETH staking 票據的分割其實很適合做成B 端資管協議，分割成的Principal Token 可以直接充當零息債券，代替穩定幣成為散戶的儲備資產；而Yield Token 則可以作為利率槓桿工具，為散戶提供一個交易staking yield 利率敞口的產品。

6. 鏈上固定利率借貸

鏈上固定利率借貸最簡單粗暴的方式就是P2P 固定利率借貸，但這種與人治沾邊的DeFi 協議少了一絲程序式的美感。因此以下主要討論的是Yield Protocol 此類的AMM 借貸模式。 Yield Protocol 是Arbitrum 和以太坊主網的固定利率借貸協議，其設計了一個很不一樣的AMM 機制，姑且稱之為AMM with Time Decay。
該AMM 公式的推導非常簡潔，只需要一步常微分方程求解即可。
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理解（1）式的核心在於理解零息債券的價格與收益率的一致性，當距離到期日所剩的時間為t 時，收益率可以表示為
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（4）式是官方對於收益率的一種假設定義。而根據實際經濟學意義，零息債券的收益率計算公式為
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假設定義與實際定義相等時，即可得出
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其中p 為價格，t 為距離到期的時間。而對於價格p 本身，p 的另外一個計算公式在於
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從而得出上述AMM 公式。
Yield Protocol 的借貸資金來源於用戶提供的流動性，用戶可選擇3個月或6個月的定期存款池。用戶在提供USDC 流動性後，Yield Protocol 會根據當前的隱含收益率mint 相應數量的fyUSDC，並將USDC 與fyUSDC 組成交易對。
例如在3個月池子剛開放時，協議決定該池的初始固定利率為3%，那麼此時fyUSDC 的價格為1/1.03，一個fyUSDC 將會在3個月後以1:1的比例銷毀並換成USDC。在3個月期限到期前，fyUSDC 是會受需求影響下的市場價波動的，這也意味著收益率會產生波動，但無論怎樣波動，3個月到期後fyUSDC 會被及時兌付。
定期存款池是隨時開放的，用戶在任何時間都可以存入存款池，但是固定收益率則由此時的fyUSDC 的價格決定，因此會出現的情況是同一用戶在不同時間存入池子裡的資金會有不同的收益率。
Yield Protocol 特殊的一點在於它利用AMM 機制進行借貸，借貸雙方本質上是進行fyUSDC- USDC 的交易，該協議將Lend 和Pool 這兩個名詞特意分開了。
Yield Protocol 的Pool 的資金是用於構建fyUSDC- USDC 交易對，也就是用於增加AMM 中的k 值。而Lend 和Borrow 則是在不改變k 值的情況下進行fyUSDC 的買賣。
Lend 時用戶用USDC 在AMM 中購買fyUSDC，收益率由fyUSDC 的價格決定；Borrow 時用戶利用超額抵押品mint fyUSDC，再將fyUSDC 通過AMM 賣出獲取USDC，借貸利率是由此時的fyUSDC 的價格決定的。也正是由於AMM 負責整個Yield Protocol 的借貸過程，其才需要採用上述引入了t 的AMM 機制，主要目的在於計算fyUSDC 的價格時可以price in 到期的時間，減少交易時的滑點，具體如下圖所示：

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利用AMM 機製做固定利率借貸已經開闢了固定利率借貸的新的敘事了，但發展至今借貸的主流仍然是AAVE 的浮動利率借貸。
問題可能出在四塊：一是MakerDAO 的D3M 跟AAVE 和Compound 的緊密合作，將關於DAI 的借貸利率穩定在較低的水平，使得用戶進行DAI 的借貸時幾乎不會存在過高利率的情況；二是AMM 借貸機制需要首先提供LP 流動性，LP 具有固定的無常損失，如果提供LP 過程中的手續費以及部分資產的增值沒有辦法超過無常損失，那麼對該AMM 做LP 將會面臨直接損失；三是目前DeFi 的用戶以散戶為主，而散戶對於固定利率借貸的需求其實並不高；四是目前大額固定利率借貸受制於AMM 中的流動性。
因此由於上述存在的原因，固定利率借貸目前仍然是浮動利率借貸產品的一個補充，談不上超越甚至取代。

7. 綜述

固定利率產品敘事的重點來源於TradFi 中浮動利率產品與固定利率產品的類比，在TradFi 中固定利率產品的規模是大於浮動利率產品的，所以在DeFi 領域，鏈上固定利率產品規模理論上應該高於浮動利率產品的規模。
但TradFi 的主要參與者是金融機構，由於OTC 的存在，金融機構之間簽署固定利率協議往往成為機構之間的合作方式，而且每筆大宗交易的資產規模都足夠大，不存在流動性問題，因此也就成就了以固定利率產品為主流的格局。
而對於DeFi 來說，目前鏈上用戶的構成以散戶為主，散戶參與DeFi 的訴求重點在於便捷性，像固定利率這樣風險可控的產品可能並非散戶的核心訴求，所以當前DeFi 和TradFi 的玩家類型完全不一樣，如果用TradFi 的發展規律去推測DeFi 的發展，其結果可能會謬以千里。
我們不知道固定利率產品在未來到底會發展成什麼樣子，但其作為補充產品的敘事應該是目前最穩妥的一種描述了。
參考文獻:

https://yieldprotocol.com/YieldSpace.pdf

https://docs.element.fi/

https://docs.yieldprotocol.com/#/

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