去中心化交換協(xié)議的發(fā)展以及應用原理解析

去中心化交換協(xié)議的發(fā)展

從Bitshare，Stellar到以太坊上的Etherdelta，Bancor，0x協(xié)議，去中心化交換協(xié)議也經(jīng)過了好幾代發(fā)展和很多模式的探索，每一代都通過前面的協(xié)議的痛點來進行改進和深化，主要分為：鏈上orderbook鏈上結(jié)算、鏈下orderbook鏈上結(jié)算與基于智能合約管理的資金池。

鏈上orderbook，鏈上結(jié)算

最早的基于以太坊的去中心化交換協(xié)議的成功探索非Etherdelta莫屬，曾一度占據(jù)去中心化交換市場的半壁江山。Etherdelta是較為完全的去中心化模式，用戶充值、掛單、吃單、結(jié)算及提現(xiàn)全部在鏈上完成。

具體運行機制如下：

Etherdelta的整個運行都在鏈上完成，用戶保管自己的私鑰，平臺不會觸碰用戶資產(chǎn)，保證了資產(chǎn)和交換的安全、透明。但其弊病也較為明顯：

1. 由于所有的交換環(huán)節(jié)都在鏈上完成，且每一個掛單、撤單、吃單等操作都會消耗GAS費用，導致延時高、成本效益低下；

2. 存在礦工非法預先交換的可能；

鏈下orderbook，鏈上結(jié)算

為了解決純鏈上效率低下，且手續(xù)費低廉的問題，0x協(xié)議引入了relayer（中繼）的概念，所有訂單都發(fā)給relayer，無需上鏈，只有成交才會上鏈。

0x的“鏈下訂單中繼、鏈上最終結(jié)算”運作模式如下：

0x協(xié)議的主要問題在于，如果需要共享訂單，運用0x協(xié)議的交易所每一筆成交都需要廣播出來，以便其他交易所得知和確認，因此單純地使用0x協(xié)議無法實現(xiàn)瞬時成交；另外，由于需要將ETH轉(zhuǎn)化為WETH，也增加了交換成本。

基于智能合約管理的資金池

最具典型的資金池模式有Bancor和Kyber。所謂資金池，可以理解為平臺利用智能合約建立了一個用于儲備各類資產(chǎn)的池子，資金池中資產(chǎn)的提供方可以是普通用戶或者做市商。

MOV去中心化交換協(xié)議介紹

我們在考察各個交換協(xié)議時，其實純鏈上交換協(xié)議才是最發(fā)揮區(qū)塊鏈價值的方案，但是因為以太坊等公鏈性能問題，導致像Etherdelta這樣的純鏈上方案受挫，才有0x這樣的鏈下orderbook出現(xiàn)，來改善性能的問題。究其根本，是本身的基礎設施不完善，導致的迫不得已的改變。所以比原鏈MOV從一開始就先著手解決區(qū)塊鏈性能問題。

高速側(cè)鏈是保障

MOV采用了高速側(cè)鏈Vapor pro作為底層的基礎設施，Vapor每0.5s出塊，每個區(qū)塊可以容納8000筆交易，即每秒16000 tps，在增大區(qū)塊，提升節(jié)點服務器的情況下，仍然有進一步提升空間。這個性能能夠滿足當前非高峰時段的用戶需求，可以比肩部分的中心化的方案。

同時MOV采用了DPoS作為共識機制，雖然喪失了一定的去中心化，但是增加了可以進行鏈上撮合的門檻，提高準入門檻可以更好的防止部分有不良企圖的“礦工”進行預先交易，同時因為鏈上撮合本身具有一定的撮合收入，所以通過這個經(jīng)濟激勵可以防止DPoS的出塊節(jié)點作惡來破壞系統(tǒng)（其作惡的成本高于其不作惡的正常收益）。

訂單共享

0x協(xié)議為了解決性能問題，所以采用鏈下orderbook，但帶來的問題就是訂單的割裂，采用0x協(xié)議的各個不同參與方，為了自己的利益，必然不會將自己用戶的訂單共享出來，從而影響整體的交易深度，而mov采用鏈上orderbook，所有的用戶訂單都在鏈上，公開透明，所有參與撮合的共識節(jié)點都可以共享這個深度，從而增強mov上資產(chǎn)的流動性。

磁力合約的優(yōu)勢

因為比原鏈是基于比特幣的UTXO模型，所以在UTXO模型上的磁力合約來做交換協(xié)議具有更大的優(yōu)勢，因為UTXO模型本身以資產(chǎn)為基本單位，和賬戶模型相比，對于資產(chǎn)的操作更加簡易和方便，我們來對比兩者的流程。

以0x為例，0x整個交互流程：

1. Maker授權(quán)DEX合約訪問自己的Token A余額；

2. Maker創(chuàng)建訂單（訂單有固定的格式）并用私鑰簽名；

3. Maker使用任意通信手段廣播訂單；

4. Taker接收訂單并愿意執(zhí)行；

5. Taker授權(quán)DEX合約訪問自己的Token B余額；

6. Taker提交訂單給DEX；

7. DEX驗證訂單的合法性，在兩個賬戶之間按照訂單上的匯率進行轉(zhuǎn)賬；

那么磁力合約的整個流程就簡易很多：

1. Maker創(chuàng)建一個磁力合約（在磁力合約中放入自己的資產(chǎn)，并指定要兌換的資產(chǎn)和數(shù)量）；

2. Taker創(chuàng)建一個磁力合約（在磁力合約中放入自己的資產(chǎn)，并指定要兌換的資產(chǎn)和數(shù)量）；

3. 共識節(jié)點根據(jù)合約中的價格和數(shù)量，觸發(fā)能夠匹配的磁力合約，并交換兩者的資產(chǎn)；

不僅在流程上簡單，手續(xù)費因為流程的簡化也會更低，我們只要在用戶設置磁力合約的時候收取手續(xù)費即可，事實上，我們還可以嘗試0手續(xù)費，因為使用DPoS的模式，關(guān)于手續(xù)費，各個節(jié)點之間的博弈也不會太復雜。

跨鏈資產(chǎn)的生態(tài)

我們觀察現(xiàn)行以太坊上的去中心化交換協(xié)議，還停留在以太坊本身的生態(tài)上，雖然不能否認以太坊生態(tài)的強大，但其實外面才是更大的世界，當然跨鏈是后續(xù)的主旋律，包括Cosmos和Polkdot都是想做跨鏈的事情，所以MOV在一開始就考慮到了跨鏈的事情，通過OFMF將比原鏈之外的資產(chǎn)映射到比原鏈上來，然后形成囊括所有數(shù)字資產(chǎn)的大生態(tài)，用戶在MOV中體驗的是跟中心化一樣的體驗，可以交易多種資產(chǎn)，這些資產(chǎn)也不單獨是在某一個鏈的生態(tài)。

MOV磁力合約詳解

這里再詳細展開一下MOV磁力合約，看它到底是如何實現(xiàn)的。

MOV磁力合約本質(zhì)上是一個掛單合約，不管是Taker還是Maker都需要生成這樣的一個合約，本質(zhì)上其實并不區(qū)分Maker和Taker，只是根據(jù)掛單的先后來區(qū)分Maker和Taker，兩者在相反的交易對上提升了交易深度，實際上也可以認為都是Maker。

掛單交易合約是高級版的幣幣交易合約，合約的本質(zhì)目的是鎖定任意數(shù)量的資產(chǎn)A，愿意以某特定的匯率兌換資產(chǎn)B。合約的內(nèi)部應該保存有四個常量（資產(chǎn)A的ID不需要存因為合約鎖定的是資產(chǎn)A）：期望兌換的資產(chǎn)B的ID， 期望兌換的匯率（使用分子分母方式解決浮點支持問題），和掛單用戶的公鑰，掛單用戶接受資產(chǎn)B的地址。

合約可以通過三種模式解鎖：全部解鎖：所有合約中的資產(chǎn)A都被兌換成了資產(chǎn)B并轉(zhuǎn)入掛單用戶的地址中。部分解決：部分合約中的資產(chǎn)A被兌換成了資產(chǎn)B并轉(zhuǎn)入掛單用戶的地址中，剩余的資產(chǎn)A通過遞歸合約的模式從新鎖定回合約本身（新生成的UTXO）。取消掛單：掛單用戶通過私鑰簽名將合約中的資產(chǎn)A都轉(zhuǎn)回自己的地址。

磁力合約Equity的代碼如下：

MagneticContract source code：

contract MagneTIcContract（requestedAsset： Asset，

raTIoNumerator： Integer，

raTIoDenominator： Integer，

sellerProgram： Program，

standardProgram： Program，

sellerKey： PublicKey） locks valueAmount of valueAsset {

clause parTIalTrade（exchangeAmount： Amount） {

define actualAmount： Integer = exchangeAmount * ratioDenominator / ratioNumerator

verify actualAmount 》 0 && actualAmount 《 valueAmount

lock exchangeAmount of requestedAsset with sellerProgram

lock valueAmount-actualAmount of valueAsset with standardProgram

unlock actualAmount of valueAsset

}

clause fullTrade（） {

define requestedAmount： Integer = valueAmount * ratioNumerator / ratioDenominator

verify requestedAmount 》 0

lock requestedAmount of requestedAsset with sellerProgram

unlock valueAmount of valueAsset

}

clause cancel（sellerSig： Signature） {

verify checkTxSig（sellerKey， sellerSig）

unlock valueAmount of valueAsset

}

fullTrade（）就是全部解鎖方法，partialTrade（）是部分解鎖，當觸發(fā)部分解鎖時，會講為解鎖的資產(chǎn)放入一個新生成磁力合約中去，從而等待下一次匹配；cancel（）方法將用戶的資產(chǎn)轉(zhuǎn)回自己的地址，取消這個合約。

我們再看看磁力合約的輸入?yún)?shù)：

type MagneticContractArgs struct {

RequestedAsset bc.AssetID

RatioMolecule int64

RatioDenominator int64

SellerProgram ［］byte

SellerKey ［］byte

}

RequestedAsset是想要兌換的的資產(chǎn)，RatioMolecule，RatioDenominator是想要兌換資產(chǎn)的匯率（RatioMolecule/RatioDenominator 就是匯率），因為當前BVM不支持浮點型，所以額外采用這個參數(shù)作為比例，SellerProgram，SellerKey就是合約創(chuàng)建者自己的合約和地址，目標資產(chǎn)就要鎖定到合約創(chuàng)建者自己的賬戶里面。

細心的朋友可能發(fā)現(xiàn)，這里面和Equity合約少了一個參數(shù)，也就是standardProgram，那么這個參數(shù)不用用戶自己輸入，系統(tǒng)會默認補齊，standardProgram 其實就代表原合約，因為部分匹配會使一部分資產(chǎn)仍然沒有使用，就仍然返回到合約中。

最后通過一張圖來更直白的描述一下磁力合約：

總結(jié)

我們來對比一下當前的幾種去中心化交換協(xié)議：

最早的完全去中心化交換協(xié)議Etherdelta對交換的干擾最少，但完全上鏈的機制使得成本消耗高且體驗較差。

之后的幾類去中心化交換協(xié)議可謂都是在魚和熊掌之間權(quán)衡取舍：Bancor和kyber為代表的儲備池模式，管理員在整個過程中參與度較高，如果儲備池合約中管理員權(quán)限較高比如之前Bancor可以提走用戶資產(chǎn)，將會對用戶的資金安全造成威脅；二者上鏈過程比較簡單，成本控制表現(xiàn)不錯，交易效率也比較高，只是功能性與有orderbook的交換協(xié)議相比略遜一籌。

0x的中繼模式，平臺不觸碰用戶資產(chǎn)，相對而言去中心化程度是較高的，但這也導致成本效益相對較低；交體驗整體不錯，但如果需要共享訂單，就無法實現(xiàn)瞬時成交。

MOV在結(jié)合這幾個前人的基礎上，通過提升基礎設施的性能，通過DPoS提升撮合準入門檻，并實現(xiàn)鏈上訂單共享，還很好的提升了用戶體驗，除了通過DPoS犧牲了一定去中心化外，在其他方面都得到了一定提升，隨著MOV的進一步開發(fā)和完善，必將發(fā)揮該方案的優(yōu)勢，從而讓區(qū)塊鏈能在資產(chǎn)交換領(lǐng)域發(fā)揮巨大的價值，能夠讓去中心化的資產(chǎn)兌換落地。