引介 | Caspian —— 一种由 Layer 2 驱动的新型 AMM 设计

文章转自以太坊爱好者，作者Louis Guthmann

前言

• 在 Layer 2 上构建 DeFi 解决方案时，资金效率是人们最关心的问题之一。
• 原因：流动性将分散在 Layer 1 和多个 Layer 2 解决方案之间。
• Caspian：我们提出的一种由 Layer 2 驱动的 AMM 设计。该 AMM 将资产留在 Layer 1 上，可有效防止流动性碎片化，并提高资本效率。
• StarkEx 3.0（2021 年 6 月启动）将支持 Caspian。它将包含实现 Caspian 所需的两个新元件：Layer 1 限价订单（Limit Order）和批处理交易的闪电贷（Batch-Long Flash Loan）。

背景

AMM 是一个重要的 DeFi 工具。其核心特征 —— 自主性、可组合性和引导流动性启动 —— 使得 AMM 成为 DeFi 乐高的第一大基石。自 Bancor 和 Uniswap 诞生以来，AMM 的设计空间开始朝着多个方向拓展：从专业化市场（如 Curve）到通用型市场（如 Balancer）再到无常损失感知市场（如 Dodo 和 Bancor V2）。

AMM 如何适应快速发展的 Layer 2 领域？迄今为止，所有 Layer 2 AMM 设计都需要将整个 AMM 转移到 Layer 2 上，包括流动性，从而导致 Layer 1 流动性碎片化。我们提议的由 Layer 2 驱动的 AMM 设计可将流动性保留在 Layer 1 上，同时让用户在 Layer 2 上进行交易。这一设计不仅可以让 Layer 1 流动性提供者参与进来，还可以：

• 将流动性存入其它 Layer 1 DeFi 协议（如 BentoBox 和 Balancer V2）。
• 实现跨 Layer 2 AMM。

Caspian 是什么？

概念

Caspian 是一个由 Layer 2 驱动的 AMM 方案。就像全球最大的湖泊里海（Caspian Sea）那样，Caspian AMM 不仅可以让流动性在不同的 Layer 2 方案之间转移，还能有效防止 Layer 1 上的流动性碎片化。

Caspian 通过一个链下运营者来批量处理 Layer 2 交易。该运营者是唯一与 Layer 1 上的（L2 驱动型）AMM 合约交易的实体。它模仿 AMM 合约的逻辑，并基于一批交易开始时 Caspian AMM 的状态，以及这批交易中包含的 Layer 2 交易来提供报价。处理完一批交易后，运营者会将这批交易的净差额与由 Layer 2 驱动的 AMM 合约进行撮合，从而完成结算。运营者必须模仿合约的逻辑，并将其应用于正确的账户状态，以确保 Layer 1 合约能够充当 Layer 2 交易的对手方。 

参与者

链下

• 运营者：存在于 Layer 1 和各 Layer 2 协议上的无风险做市商。运营者充当协调者。其唯一目的是为每一批交易撮合交易者，并将每一批交易的净差额与 Layer 1 合约撮合。运营者使用 STARK 证明来结算每一批交易。请注意，此处唯一的信任假设是运营者会公平地对交易进行排序。若想解决这一中心化单点问题，我们可以将运营者本身变成去中心化的。
• 交易者：Alice 和 Bob 都是 Layer 2 上拥有资金的交易者。
• 流动性提供者：Carol 是 Layer 1 上的流动性提供者。 

链上

由 Layer 2 驱动的 AMM 智能合约：该合约是一个标准的 AMM 界面，主要有两处变化：

• 只有运营者才能充当这个 Layer 1 合约的对手方。
• 取款需要度过 AMM 冷却期（AMM Cooldown Period，ACP）。为什么需要 ACP？假设在链下，运营者向 Alice 提供了报价。如果 Layer 1 AMM 的流动性增加，报价就会变高；相反，如果 AMM 的流动性减少，报价就会变低。因此，存款可以是即时的，但是取款必须等到一批交易处理完之后。 

StarkEx：将 AMM 的逻辑与链下 StarkEx 可扩展性引擎连接的智能合约。

新增功能

正如上文所述，StarkEx 很快将新增两个功能：Layer 1 限价订单和批处理交易的闪电贷。我们已经在 DeFi Pooling 一文中介绍过了 Layer 1 限价订单功能（中译本见文末）。现在来介绍批处理交易的闪电贷。批处理交易的闪电贷打破了以往闪电贷仅限于单笔交易的限制，而是可以将贷款期限延长至一个批处理交易的生命流程，L2 运营者可凭借这个功能在 L2 上铸造代币，前提是该批处理交易结束时必须销毁这些代币。这提高了运营者作为中间方的效率，简化了合并多笔限价订单以及在 Layer 2 内路由交易的流程。

基本操作

Layer 2 交易

1. Alice/Bob 向运营者请求报价/同意运营者的报价。
2. 运营者自行撮合这些报价订单。为了避免流动性闲置，运营者可以发起批处理交易的闪电贷（根据定义，需要在同批次 L2 交易处理完成后偿还贷款）。

根据 AMM 规则，运营者可以：

1. 在 AMM 池内生成一个 Layer 1 限价订单
2. 将净差额（即，批处理交易的闪电贷的金额）与 Layer 1 限价订单进行撮合
3. 生成批量交易证明/发送证明
4. 更新状态

Layer 1 流动性提供者

对于流动性提供者来说，Layer 1 和 Layer 2 之间没有任何区别。流动性提供者通过 Layer 1 智能合约与 AMM 进行交互，无需了解链下流程的内部运作方式。我们来看一下流动性提供者的两个基本操作 —— 存款和取款：存款

存款是单步操作：Carol 将资金存在 Layer 1 上，获得流动性提供者代币。运营者会监控 Layer 1 区块链，并基于新增存款调整报价。

取款

取款是三步操作：

1. Carol 锁定她的流动性提供者代币，从而触发 AMM 冷却期。
2. 运营者必须在 ACP 结束时满足 Carol 的取款请求。
3. 如果运营者拒绝 Carol 的取款请求，Carol 可以在 ACP 结束后按最新的 AMM 比率直接从 AMM 智能合约取走资金。 

总结

为实现 DeFi 的金融普惠目标，我们需要降低交易成本并不惜任何代价防止流动性碎片化。由 Layer 2 驱动的 AMM 方案 Caspian 就是在朝着这一目标迈进。它可以将 Layer 2 逻辑最小化，同时提高资本效率，让 Layer 2 流动性成为超流体质押物（在作为质押物的同时可以产生利息）。我们将继续积极探索并研究 Caspian 的设计空间。

（完）