分散市场的系统脆弱性（英）

国际清算银行工作底稿 1062号 在分散的市场系统的脆弱性 由阿尔弗雷德Lehar和克里斯汀一个客厅 货币和经济部门 2022年12月 凝胶的分类:G1,G23。 关键词：去中心化借贷，区块链，去中心化金融，系统性风险。 国际清算银行工作文件由国际清算银行货币和经济部成员撰写，不时由其他经济学家撰写，并由银行出版。这些文件涉及热门话题，具有技术性。其中表达的观点是其作者的观点，不一定是国际清算银行的观点。 本出版物可在BIS网站（www.bis.org）上查阅。 ©国际清算银行2022。保留所有权利。简短的摘录可以复制或翻译，前提是注明来源。 ISSN1020-0959(印刷)ISSN1682-7678(在线) 前言 第21届BIS年会于2022年6月24日在瑞士巴塞尔举行。此次活动汇集了一批杰出的央行行长、知名学者和前公职人员，就“大流行后的中央银行：未来的挑战”这一主题交换了意见。会上提交的文件作为BIS工作文件第1060、1061、1062和1063号发布。 国际清算银行第131号文件载有LaelBrainard（联邦储备系统理事会副主席）、StefanIngves（瑞典央行行长）和EddieYue（香港金融管理局行政总裁）的小组发言。 WP1062WP1062分散市场的系统脆弱性i 内容 前言我 在分散的市场系统的脆弱性由克里斯汀客厅1 讨论他治国27 讨论Dirkniepelt31 前一卷36 WP1062分散市场的系统脆弱性iii 在分散的市场系统的脆弱性 阿尔弗雷德 Lehar∗Haskayne商学院 卡尔加里大学 Christinea.客厅†加州大学伯克利分校哈斯商 学院 2022年12月2日初步意见欢迎 摘要 我们分析了两个去中心化金融借贷平台（Compound和Aave）上抵押品清算的独特数据集。此类清算要求套利者偿还贷款以换取贴现的抵押品。使用区块链交易数据，我们观察套利者是否从自己的库存中清算头寸或获得“闪电贷款”。为了偿还闪电贷款，套利者立即出售抵押资产。我们记录了此类流动易对九个不同的去中心化交易所的高频价格影响。与股票市场的大宗交易一致，DeFi中的抵押资产出售对价格存在暂时和永久性的影响。我们记录了这些交易对回报分配的影响 。我们的工作突出了去中心化市场的系统脆弱性。 关键字：去中心化借贷，区块链，去中心化金融，系统性风险 ∗通讯作者，电子邮件：alfred.lehar@haskayne.ucalgary.ca，电话：（403）2204567。AlfredLehar感谢加拿大证券研究所研究基金会和SSHRC的财政支持。 † 华威商学院吉尔摩中心会议DeFi和数字货币2022，金融创新：对金融稳定的威胁2022会议，和QED征求意见。 Parlour和Lehar感谢特拉维夫区块链研究所和NFI的财政支持。 在分散的市场系统的脆弱性 初步的,不完整的 摘要 我们分析了两个去中心化金融借贷平台（Compound和Aave）上抵押品清算的独特数据集。此类清算要求套利者偿还贷款以换取贴现的抵押品。使用区块链交易数据，我们观察套利者是否从自己的库存中清算头寸或获得“闪电贷款”。为了偿还闪电贷款，套利者立即出售抵押资产。我们记录了此类流动易对九个不同的去中心化交易所的高频价格影响。与股票市场的大宗交易一致，DeFi中的抵押资产出售对价格存在暂时和永久性的影响。我们记录了这些交易对回报分配的影响 。我们的工作突出了去中心化市场的系统脆弱性。 1介绍 抵押品在金融市场中被广泛使用，以减轻贷方的信用风险敞口。无论如何，抵押品只有在能够有效地清算或扣押的情况下才能达到这一目的。这是以不同的方式完成的。在回购市场中，抵押品的所有权直接从借款人转移到贷方，而在许多市场中，贷方保留资本，并在抵押品价值下降时通过追加保证金通知借款人。在这两种情况下，贷方都保留并监控抵押品。在去中心化金融中，抵押品受到监控，保证金由第三方强制执行。在本文中，我们记录了第三方清算如何影响协议风险、抵押品风险和去中心化金融系统的风险。 去中心化金融中的抵押贷款是自动化的，风险通过两种方式降低。首先，借款人发布债务抵押品，每个头寸的贷款价值比率是公开的。如果LTV超过阈值，任何人都可以清算贷款。通过这种方式，每个头寸的信用风险被最小化。其次，所有贷款都以高频浮动利率发行，随着资本从协议中撤出而增加。浮动利率的提高会增加贷款金额，这可能会引发清算。通过这种方式，协议运行风险降低，并转移给借款人。 这两种风险缓解都依赖于有效的抵押品清算。在本文中，我们收集了关于Compound和Aave这两个最大的DeFi借贷协议的抵押品清算的独特数据集。在我们的样本中，大约$90亿抵押品被锁定在Compound中，甚至超过20亿$110亿锁定在Aave.1我们观察到清算价值$2,487,543,624. 利用这些数据，我们记录了抵押品清算对价格的暂时和永久影响：去杠杆化导致价格下跌。我们观察到交易发生的交易所以及随后在其他交易所（包括链下市场）的价格较低。这种传染导致负反馈循环：贷款被清算，导致抵押品价格下行压力，然后更多的贷款被清算。其次，这些交易对抵押品回报分配具有可衡量的影响：清算抵押品的尾部比未清算抵押品更重。最后，我们提供与清算人战略行为一致的证据。传染、负反馈循环、清算人的战略行为以及对抵押品回报分配的可衡量影响凸显了一种新的系统脆弱性形式。 去中心化金融提供了一个独特的实验室来研究抵押品清算的直接影响和后续传播。首先，可以借入投资的金额没有规定的最高限额。其次，区块链结算的独特性允许闪电贷款或无信用风险的贷款可用于套利交易。因此，套利资本不受约束。第三，区块链的透明性使得可以高频跟踪交易并精确估计其影响。最后，去中心化交易所的机制使我们能够精确估计如果套利者没有交易将价格恢复到其均衡值，价格会是多少。 在去中心化交易所旁边，去中心化金融（Defi）的大部分资金都分配给抵押借贷协议。用户可以在一个代币中发布抵押品并贷款 1近似数字可从defipulse.com 在另一个令牌中。一个常见的用例是在以太坊区块链的原生加密货币以太币（ETH）中建立杠杆头寸，方法是将ETH作为抵押品，借入美元稳定币，然后用美元交易更多ETH。在DeFi借贷中，用户与部署在区块链上的智能合约系统、计算机代码（通常是开源）进行交互。智能合约在托管中持有抵押品，批准贷款，收取利息，最重要的是，对于我们的研究，有一个机制来确保贷款得到足够的抵押。 大多数借贷平台要求抵押品为借入金额的1.2至1.5倍。一旦抵押品的价值低于此门槛，贷款就有资格清算。虽然贷款平台在实际清算过程中有所不同，但它们的结构大致相同。为了确保竞争和及时清算，任何用户都可以以折扣价购买抵押品，并使用收益偿还贷款。这个市场的大部分都是自动化的，通常被称为守护者的交易算法（机器人）实现了这些交易。由于抵押品以相对于当前市场价格的折扣出售给清算人，清算人赚取的利润补偿了他们的交易成本，并为迅速清算提供了动力。这些保管人的行动有助于确保贷款协议的稳定性和弹性，并消除信用风险。 关于去中心化金融的文献有限但增长迅速。最近的各种论文调查了去中心化交易所的属性。其中包括Angeris和Chitra（2020），Angeris，Kao，Chiang和Noyes（2019），Park（2021）和Aoyagi（2020）的理论贡献，这些贡献表征了自动化做市商机制和信息传输。卡波尼和贾（2021）、巴邦和拉纳尔多（2021）以及莱哈尔和帕洛尔（2021b）最近的实证贡献。所有这些论文都指出了汽油费的重要性。 金融学中有很长的文献探讨了大宗交易对市场的影响。Kraus和Stoll（1972）的开创性论文发现 ，纽约证券交易所的大宗交易会导致永久性的价格效应，他们将其归因于流动性提供的补偿。相比之下，Holthausen，Leftwich和Mayers（1990）研究了大宗交易对纽约证券交易所的影响，发现流动性效应在几次交易后被逆转。我们注意到，在DeFi掉期市场中，流动性提供者不会因大额交易而获得补偿——这些好处会累积到套利者身上。在我们的背景下，进一步的含义是存在系统脆弱性，因为清算导致价格变化，通过预言机更新机械地触发进一步清算。 经济学和金融学的平行文献已经考虑了杠杆对资产价格、回报和风险的影响。在一系列论文中，Geanakoplos和Fostel（2015）说明了杠杆如何在不完整的市场中提高资产价格。直觉上，资产估值高的代理商会借款以应对未来的索赔，从而提高价格。这意味着去杠杆化将产生永久性的价格效应 。在金融文献中，Gromb和Vayanos（2002）表明，如果套利者受到财务限制，资产价格甚至可能在很长一段时间内出现差异。同样，Brunnermeier和Pedersen（2009）表明，交易者提供流动性的能力取决于他们的资本。我们注意到，在去中心化金融中，套利资本从来不会因为闪电贷款的存在而受到限制。 2分散贷款 在我们的分析中，我们专注于两个DeFi借贷平台，Aave和Compound，这两个平台的结构相似 。这些协议匹配特定资产对或池中的借款人和贷方。虽然它们在经济上类似于银行，但它们作为平台运营，因此不保留任何中介风险。 贷方提供汇集的资产，然后借给借款人。每个贷方收到的利率（和借款人支付的利率）是逐块计算的，作为借出和借入的资金比率（“利用率”）和常数的函数。此浮动速率可确保协议不受运行风险的影响。随着贷款人提取资金，利用率以及借款人支付的利率也会增加。这为借款人提供了关闭贷款的激励，或者为清算人为他们完成贷款提供了激励。这种高频浮动利率的含义是，与中介机构不同，协议不会面临流动性转换风险，而是将其转移给借款人。 在去中心化的系统中，没有声誉或身份的好处，贷款是抵押的.2许多不同的代币被接受为抵押品，但每个代币在所需的超额抵押方面都不同。每个代币的交易价格都会波动，如果借入代币的相对价值充分上涨，则可以清算头寸。这些协议依靠所谓的清算人来监控头寸并出售标的抵押品。清算人通常是部署算法或“交易机器人”来监控所有抵押头寸的交易者。原则上，任何以太坊地址都可以调用清算功能，但实际上这是一项专门的活动。我们注意到，由于存在闪电贷款，专门知识更有可能成为制约因素，而不是资本。 清算是有利可图的，因为借入金额的一小部分或全部可以以当前市场价格减去清算折扣来偿还抵押品。换句话说，清算人以折扣价收到抵押品。 图1说明了清算人如何偿还Aave上的贷款并扣押抵押品。首先，清算人必须偿还贷款。在这种情况下，借款人的债务为1WBTC，并已将11WETH作为抵押品。清算人可以从库存中偿还债务，也可以通过闪电交易获得债务。在获得1WBTC后，清算人扣押抵押品。她可以将其保留在库存中，也可以在去中心化交易所（DEX）上交换。 为了说明清算的机制，我们详细介绍了区块14759771中的一笔交易，该交易发生在2022年5月12日7：19UTC.3清算是由机器人进行的.4清算人通过将USDT39，330.04返还给AaveV2借贷池来部分偿还未偿还贷款。作为回报，清算人获得了22.80ETH的抵押品。清算人随后在寿司交换将ETH21.50兑换成USDT39，330.04。 2虽然主要观察到超额抵押，但抵押不足是可能的，但在这些情况下，协议保留对借出资产的控制权。3交易0x41eddc70253a40cea41587aab1c46c057a1c7247b9aefd1e79917dd00c6b4715 4地址0xabcf5d4be599f1c7f71fcbcae4643a2aa849f4c8 Aave Flash银行 Flash借1 WBTC WBTC 借1 11WETH 获得担保WBTC 偿还借款1 Flash偿还1WBTC WETH 抵押品11 交换1WBTC 借款人 清算人 交换10WETH 敏 清算人利润1WET