[论文解读] 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 3

一句话总结

本文提出了一套针对去中心化金融（DeFi）协议的系统性分类与风险分析框架，根据设计与架构将协议划分为三大核心类别——流动性池、合成/挂钩代币和聚合器。研究发现，DeFi风险源于协议设计、代币类型及使用方式，其中像流动性质押代币这样的合成资产在市场压力下面临显著的脱钩风险。

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.

研究动机与目标

• 基于协议的架构与功能设计，建立结构化、基于证据的DeFi协议分类体系。
• 通过分析协议设计、代币类型与使用模式，评估DeFi用户的潜在风险敞口。
• 识别并分类占总锁仓价值（TVL）超过85%的主要DeFi类别。
• 突出系统性风险，特别是合成与挂钩代币（包括流动性质押与稳定币）的脱钩风险。
• 证明DeFi风险具有多维性，涉及参与者、协议本身以及具体涉及的代币。

提出的方法

• 根据功能与架构特征，将DeFi协议划分为三大类：流动性池协议、合成/挂钩代币协议和聚合器协议。
• 利用DeFi Llama的数据，识别并分析总锁仓价值（TVL）超过50亿美元的顶级DeFi类别。
• 通过三层框架分析风险维度：来自DeFi参与者（如贷款人、流动性提供者）的风险、协议设计风险，以及代币特定风险（如脱钩、罚没）。
• 重点分析合成与挂钩代币（包括稳定币、封装资产和流动性质押代币），关注其脱钩脆弱性与设计权衡。
• 评估链上结算与区块链安全在塑造DeFi风险中的作用，尤其关注MEV与质押激励的影响。
• 评估协议设计对网络安全的影响，包括借贷与质押之间收益率套利导致的质押退出风险。

Figure 1: Value Proposition and Design of DeFi Protocols

实验结果

研究问题

• RQ1 DeFi协议如何基于其核心设计与功能实现系统性分类？当前生态系统中哪些类别在TVL方面占据主导地位？
• RQ2 影响DeFi用户的首要风险维度是什么？这些风险在不同类型的协议与代币之间如何变化？
• RQ3 为何合成与挂钩代币（如流动性质押与稳定币）特别容易发生脱钩？哪些因素影响这一风险？
• RQ4 聚合器协议在整合对多个底层协议与代币的敞口时，在多大程度上放大或重新分配了风险？
• RQ5 DeFi协议的设计，尤其是与质押和收益生成相关的设计，如何影响区块链网络安全性与验证者行为？

主要发现

• 截至2023年8月，三大主导性DeFi协议类别——流动性池、合成/挂钩代币和聚合器——合计占总DeFi锁仓价值（TVL）的85%以上。
• 2023年，流动性质押协议Lido的TVL超过MakerDAO，成为最大的DeFi协议，凸显了合成与挂钩资产日益增长的主导地位。
• 合成与挂钩代币（包括流动性质押与稳定币）因波动性、设计缺陷，以及将质押收益纳入其价值主张，面临显著的脱钩风险。
• 流动性提供者（LPs）与服务用户面临不同的风险特征：LPs面临无常损失与协议特定风险，而用户则面临对手方与执行风险。
• 聚合器协议继承并集中了其交互的底层协议与代币的风险，使其成为系统性风险的放大器。
• 超额抵押借贷协议使借款人面临清算风险，而追求收益的行为可能通过激励质押者为获取更高收益而退出质押，从而削弱区块链安全性。

Figure 2: Taxonomy of blockchain-based financial application