[논문 리뷰] SoK: Decentralized Finance (DeFi) -- Fundamentals, Taxonomy and Risks

Krzysztof Gogol, Christian Killer외 4명|arXiv (Cornell University)|2024. 04. 17.

Banking stability, regulation, efficiencyEconomics, Econometrics and Finance인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 분산화금융(DeFi) 프로토콜을 설계 및 아키텍처 기반으로 세 가지 핵심 유형—liquidity pools, synthetic/pegged tokens, aggregators—으로 분류하는 체계적인 분류 체계와 위험 분석 프레임워크를 제안한다. DeFi 위험은 프로토콜 설계, 토큰 유형, 사용 방식에서 기인하며, 특히 시장 압력 상황에서 높은 탈피 위험이 있는 액면 스테이킹 토큰과 같은 합성 자산이 심각한 위험에 노출되어 있음을 밝혀낸다.

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.

연구 동기 및 목표

• 프로토콜의 아키텍처 및 기능적 설계에 기반해 체계적이고 근거 기반의 DeFi 프로토콜 분류 체계를 수립하기 위해.
• 프로토콜 설계, 토큰 유형, 사용 패턴을 분석하여 DeFi 사용자의 위험 노출을 분석하기 위해.
• 총 자산 잠금액(TVL)의 85% 이상을 차지하는 주요 DeFi 유형을 식별하고 분류하기 위해.
• 특히 액면 스테이킹과 스테이블코인을 포함한 합성 및 액면 토큰에서 발생하는 탈피 위험을 포함한 체계적 위험을 부각하기 위해.
• DeFi 위험이 기관, 프로토콜, 특정 토큰 등 다차원적 요소를 포함하며 복합적임을 입증하기 위해.

제안 방법

• 기능적 및 아키텍처적 특성에 기반해 DeFi 프로토콜을 세 가지 주요 유형—유동성 풀 프로토콜, 합성/액면 토큰 프로토콜, 집계기구 프로토콜—으로 분류하기.
• DeFi Llama의 데이터를 활용해 총 자산 잠금액(TVL) 기준 상위 DeFi 유형을 식별하고 분석하며, TVL가 50억 달러 이상인 유형에 집중하기.
• 위험 차원을 삼중층 프레임워크를 통해 분석하기—DeFi 기관(예: 렌더, LP)에서 온 위험, 프로토콜 설계에서 온 위험, 토큰 특화 위험(예: 탈피, 슬래싱)에서 온 위험.
• 스테이블코인, 랩드 자산, 액면 스테이킹 토큰을 포함한 합성 및 액면 토큰을 분석하며, 탈피 취약성과 설계적 트레이드오프에 집중하기.
• 체인 내 정산 및 블록체인 보안이 DeFi 위험에 미치는 영향, 특히 MEV 및 스테이킹 인cent라이브와의 관련성에서 분석하기.
• 프로토콜 설계가 네트워크 보안에 미치는 영향 평가—특히 대출 대비 스테이킹에서 수익을 추구하는 행동이 수익률 아웃리치를 유도해 스테이킹에서의 탈퇴 위험을 초래할 수 있음.

Figure 1: Value Proposition and Design of DeFi Protocols

실험 결과

연구 질문

• RQ1 DeFi 프로토콜는 핵심 설계 및 기능에 기반해 어떻게 체계적으로 분류될 수 있으며, TVL 기준으로 현재 생태계에서 지배적인 유형은 무엇인가?
• RQ2 DeFi 사용자에게 영향을 주는 주요 위험 차원은 무엇이며, 이러한 위험은 프로토콜 및 토큰 유형에 따라 어떻게 다를까?
• RQ3 왜 합성 및 액면 토큰—예를 들어 액면 스테이킹과 스테이블코인—은 특히 탈피 위험에 노출되어 있으며, 이러한 위험에 영향을 주는 요인들은 무엇인가?
• RQ4 집계기구 프로토콜는 여러 기반 프로토콜과 토큰에 대한 노출을 통합함으로써 위험을 어떻게 확대하거나 재분배하는가?
• RQ5 특히 스테이킹과 수익 생성과 관련된 DeFi 프로토콜 설계는 블록체인 네트워크 보안과 검증자 행동에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 2023년 8월 기준, 유동성 풀, 합성/액면 토큰, 집계기구의 세 가지 주요 DeFi 프로토콜 유형이 총 DeFi TVL의 85% 이상을 차지한다.
• 액면 스테이킹 프로토콜인 Lido는 2023년에 MakerDAO를 초월해 가장 큰 DeFi 프로토콜이 되었으며, 이는 합성 및 액면 자산의 지배력 증가를 보여준다.
• 액면 스테이킹과 스테이블코인을 포함한 합성 및 액면 토큰은 변동성, 설계 결함, 그리고 가치 제안에 스테이킹 수익 포함로 인해 탈피 위험이 크다.
• 유동성 제공자(LPs)와 서비스 사용자는 서로 다른 위험 프로파일을 지니며, LPs는 일시적 손실과 프로토콜 특화 위험에 노출된 반면, 사용자는 상대방 위험과 실행 위험에 노출된다.
• 집계기구 프로토콜는 상호 작용하는 기반 프로토콜과 토큰의 위험을 그대로 이관하고 집중시키므로, 체계적 위험 확대자 역할을 한다.
• 과잉 담보 대출 프로토콜은 대출자에게 청산 위험을 노출시키며, 수익 추구 행동은 DeFi 프로토콜에서 더 높은 수익을 얻기 위해 스테이킹에서 탈퇴하도록 유도함으로써 블록체인 보안을 약화시킬 수 있다.

Figure 2: Taxonomy of blockchain-based financial application