[論文レビュー] An Empirical Study of DeFi Liquidations: Incentives, Risks, and Instabilities

Kaihua Qin, Liyi Zhou+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 11, 2021

FinTech, Crowdfunding, Digital FinanceBusiness, Management and Accounting被引用数 18

ひとこと要約

本論文は、Aave、Compound、MakerDAO、dYdXにおけるDeFiの清算メカニズムに関する、初めての実証的調査を提示する。インcentive、リスク、システミックな不安定性を分析し、固定スプレッド清算戦略の最適化を提案。この戦略により、清算者の利益が1.36%（1件の事例では53.96Kドルに相当）増加するが、過剰なコラテラルの割引率での清算により、借り手の損失が拡大する。

ABSTRACT

Financial speculators often seek to increase their potential gains with leverage. Debt is a popular form of leverage, and with over 39.88B USD of total value locked (TVL), the Decentralized Finance (DeFi) lending markets are thriving. Debts, however, entail the risks of liquidation, the process of selling the debt collateral at a discount to liquidators. Nevertheless, few quantitative insights are known about the existing liquidation mechanisms. In this paper, to the best of our knowledge, we are the first to study the breadth of the borrowing and lending markets of the Ethereum DeFi ecosystem. We focus on Aave, Compound, MakerDAO, and dYdX, which collectively represent over 85% of the lending market on Ethereum. Given extensive liquidation data measurements and insights, we systematize the prevalent liquidation mechanisms and are the first to provide a methodology to compare them objectively. We find that the existing liquidation designs well incentivize liquidators but sell excessive amounts of discounted collateral at the borrowers' expenses. We measure various risks that liquidation participants are exposed to and quantify the instabilities of existing lending protocols. Moreover, we propose an optimal strategy that allows liquidators to increase their liquidation profit, which may aggravate the loss of borrowers.

研究の動機と目的

• Aave、Compound、MakerDAO、dYdXにおけるDeFiレンディングプロトコルの清算メカニズムについて、縦断的かつデータドリブンな分析を提供すること。
• 現在のDeFi清算システムにおける清算者と借り手が直面するリスクおよび不安定性を定量化すること。
• 借り手と清算者に対するインcentiveに基づいて、清算メカニズムを客観的に比較するための手法を構築すること。
• 固定スプレッド清算戦略を提案・検証し、2回の取引におけるクローズファクター制限を回避することで、利益を最大化するとともに借り手の損失を増大させること。

提案手法

• 2年間の期間にわたり、4つの主要なDeFiプロトコルで発生した28,138件の清算イベントのブロックチェーンデータを分析し、合計ロックドバリュー（TVL）は39.88Bドルをカバーする。
• 清算価格の変動を7つのカテゴリー（例：上昇、下落、上昇-下落）に分類し、タイミングリスクと収益性を評価する。
• 数式（式16）を導出し、固定スプレッド清算が借り手の健全性要因を改善できる条件を特定。これは特定のコラテラル対負債比率下でのみ可能であることを示す。
• 2回の連続した清算を活用することでクローズファクター制限を回避する最適な清算戦略を提案。利益を最大化するとともに借り手の損失を増大させる。
• 過去の取引の実際のブロックチェーンデータを用いて戦略を検証。実世界の事例で利益が53.96Kドル（1.36%）増加したことを確認。
• 統計的分析を用いて、取引手数料への感受性、不良債権の蓄積、価格ボラティリティへの露出をプロトコルごとに測定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 現在のDeFi清算メカニズムは、清算者をどのようにインセンティブ化しているのか。また、それらに伴うシステミックリスクと不安定性は何か。
• RQ2 固定スプレッドメカニズムは、借り手よりも清算者をどれほど優遇しているのか。また、必要以上にコラテラルが清算されている量はどの程度か。
• RQ3 プロトコルの制約内に収まるように、清算者利益を増加させる戦略を設計できるか。
• RQ4 価格ボラティリティとタイミングが、特に価格変動パターンが激しい場合の清算収益性に与える影響は何か。
• RQ5 Aave、Compound、MakerDAO、dYdXの各プロトコルは、清算頻度、手数料負担、リスク露出の観点から、どのように比較できるか。

主な発見

• 4つのプロトコルにおける合計の清算収益は2年間で8.0746億ドルに達し、28,138件の清算イベントと2,011件の独自の清算者アドレスを記録した。
• 73.97%の清算が平均以上の取引手数料を発生させ、清算者間の競争が激しいことを示している。
• 641件のオークションベースの清算が清算者にとって利益を上げられず、オークションメカニズムのリスクを示している。
• Aave V2は2021年4月までに最大87.4Kドルの不良債権を蓄積しており、インセンティブ不足のため借り手が清算しないポジションが存在することを示している。
• ETHの価格が43%下落すると、MakerDAOでは10.7億ドル分の清算可能なコラテラルが発生する可能性があり、市場不安定時にシステミックな脆弱性が顕在化することを示している。
• 提案された最適な固定スプレッド戦略により、実世界の事例で清算利益が53.96Kドル（1.36%）増加した。この結果は、戦略の有効性を検証するとともに、借り手の損失を悪化させる可能性を示している。