[論文レビュー] SoK: Decentralized Finance (DeFi) -- Fundamentals, Taxonomy and Risks

Krzysztof Gogol, Christian Killer+4 more|arXiv (Cornell University)|Apr 17, 2024

Banking stability, regulation, efficiencyEconomics, Econometrics and Finance被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、分散型金融（DeFi）プロトコルを、設計およびアーキテクチャに基づいて3つの主要カテゴリーに分類する体系的でリスク分析フレームワークを提案している。これらのカテゴリーは、流動性プール、合成/ペグ付きトークン、アグリゲーターである。DeFiリスクは、プロトコル設計、トークンタイプ、使用状況に起因しており、特に市場のストレス下で顕著なデペッグリスクを抱える液体ステーキングトークンなどの合成資産が顕著である。

ABSTRACT

Decentralized Finance (DeFi) refers to financial services that are not necessarily related to crypto-currencies. By employing blockchain for security and integrity, DeFi creates new possibilities that attract retail and institution users, including central banks. Given its novel applications and sophisticated designs, the distinction between DeFi services and understanding the risk involved is often complex. This work systematically presents the major categories of DeFi protocols that cover over 90\% of total value locked (TVL) in DeFi. It establishes a structured methodology to differentiate between DeFi protocols based on their design and architecture. Every DeFi protocol is classified into one of three groups: liquidity pools, pegged and synthetic tokens, and aggregator protocols, followed by risk analysis. In particular, we classify stablecoins, liquid staking tokens, and bridged (wrapped) assets as pegged tokens resembling similar risks. The full risk exposure of DeFi users is derived not only from the DeFi protocol design but also from how it is used and with which tokens.

研究の動機と目的

• プロトコルのアーキテクチャ的および機能的設計に基づき、体系的かつ証拠に基づいたDeFiプロトコルの分類体系を構築すること。
• プロトコル設計、トークンタイプ、使用パターンを検討することで、DeFiユーザーのリスク露出を分析すること。
• 全DeFiの総ロックed資産（TVL）の85％以上を占める主要なDeFiカテゴリーを特定・分類すること。
• 特に合成およびペグ付きトークンにおけるデペッグリスク、および液体ステーキングやステーブルコインを含むシステミックリスクを浮き彫りにすること。
• DeFiにおけるリスクが、エージェント、プロトコル、および関係する特定のトークンにまたがる多次元的であることを示すこと。

提案手法

• 機能的およびアーキテクチャ的特徴に基づき、DeFiプロトコルを3つの主要カテゴリーに分類する：流動性プールプロトコル、合成/ペグ付きトークンプロトコル、アグリゲーター・プロトコル。
• DeFi Llamaのデータを用い、総ロックed資産（TVL）が50億ドルを超えるカテゴリーに焦点を当て、上位のDeFiカテゴリーを同定・分析する。
• 三層構造のフレームワークを用いてリスク次元を分析する：DeFiエージェント（例：貸出者、LP）からのリスク、プロトコル設計、トークン固有のリスク（例：デペッグ、スラッシング）。
• ステーブルコイン、ラップドアセット、液体ステーキングトークンを含む合成およびペグ付きトークンを分析し、デペッグ脆弱性と設計上のトレードオフに注目する。
• オンチェーン決済およびブロックチェーンセキュリティが、特にMEVおよびステーキングインセンティブと関連してDeFiリスクにどのように影響するかを評価する。
• プロトコル設計がネットワークセキュリティに与える影響を評価する。特に、貸出とステーキングの両方における収益獲得行動が、収益アービトラージによるステーキング解除リスクを引き起こす可能性を検討する。

Figure 1: Value Proposition and Design of DeFi Protocols

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 DeFiプロトコルは、そのコアな設計および機能に基づき、どのように体系的に分類可能であり、現在のエコシステムにおいてTVLの観点で支配的であるカテゴリーは何か？
• RQ2 DeFiユーザーに影響を及ぼす主なリスク次元は何か？ また、これらのリスクは、異なる種類のプロトコルおよびトークンごとにどのように変動するか？
• RQ3 なぜ合成およびペグ付きトークン（液体ステーキングやステーブルコインを含む）は、特にデペッグリスクにさらされやすいのか？ そのリスクに影響を与える要因は何か？
• RQ4 アグリゲーター・プロトコルは、複数の下位プロトコルおよびトークンへの露出を統合することで、リスクをどのように拡大または再分配するのか？
• RQ5 特にステーキングおよび収益生成に関連して、DeFiプロトコルの設計は、ブロックチェーンネットワークセキュリティおよびバリデータ行動にどのように影響を与えるのか？

主な発見

• 2023年8月現在、流動性プール、合成/ペグ付きトークン、アグリゲーターという3つの主要なDeFiプロトコルカテゴリーが、全DeFiのTVLの85％以上を占めている。
• 液体ステーキングプロトコルのLidoは、2023年にMakerDAOを上回り、DeFiプロトコルとして最大のTVLを記録し、合成およびペグ付き資産の支配的成長を示している。
• 液体ステーキングやステーブルコインを含む合成およびペグ付きトークンは、ボラティリティ、設計上の欠陥、および価値提案に含まれるステーキング報酬の影響により、デペッグリスクを顕著に抱えている。
• 流動性提供者（LP）とサービス利用者は、異なるリスクプロファイルを示しており、LPはインパーマネントロスとプロトコル固有のリスクにさらされ、利用者は相手方リスクと実行リスクに直面する。
• アグリゲーター・プロトコルは、統合する下位プロトコルおよびトークンのリスクを引き継ぎ、集約することで、システミックリスクの拡大要因となる。
• 過剰担保型貸出プロトコルでは、借り手は清算リスクにさらされ、収益志向の行動が、DeFiプロトコルにおけるより高い収益を求めるためにステーキングを離脱するインcentiveを生み出し、ブロックチェーンセキュリティを損なう可能性がある。

Figure 2: Taxonomy of blockchain-based financial application