本文作者：Patrick Mayr 编译：CoinTime Candice
如今最常用的DeFi贷款协议为贷款人和借款人提供可变利率。虽然可变利率贷款是DeFi的一个重要支柱，但它并不是适合所有人的产品。利率的波动使得在借贷时很难对未来进行规划，做出投资决策和对冲风险。
在传统的金融市场中，固定利率借贷市场占了绝大多数的借贷量，因为它们为市场参与者提供了可预测性并使风险最小化。在DeFi，固定利率借贷市场只占整个借贷市场的一小部分。前3个浮动利率协议——Aave、Compound和MakerDAO——的累积TVL约为136亿美元。3个最大的固定利率协议——Notional、Pendle和Yield——的累积TVL约为8000万美元。
本文研究了3种协议的设计，这些协议通过不同的方法在DeFi中创建固定利率：
- Notional——零息债券
- Element——收益率剥离+零息票债券
- Voltz——利率互换
我们比较和对比了这些方法，讨论了协议面临的挑战，并就什么可以促进这一类别的增长提出了一些想法。
Notional Finance
Notional依赖于一种模拟零息票债券的结构来实现固定利率。Yield是一个具有类似设计的协议。
首先，让我们简要解释一下零息债券的概念。根据Investopedia的说法，“零息债券是一种不支付利息的债务证券，而是以很低的折扣进行交易，在到期时，当债券以其全部面值被赎回时产生利润。”
零息债券的价格由以下公式计算：
P=M÷（1+r）^n
其中，P是债券的价格，M是标的物在到期时的价值，r是年利率，n是距到期日的年数。
让我们通过一个简单的例子。我们假设面值100美元的债券以95美元出售。假设到期时间为1年，假设贷款已偿还，投资者将获得5美元的回报。这意味着隐含利率或回报率为5%，计算如下：
95=100÷（1+r）^1
求解r可获得：
r=0.05或5%
回到Notional，Notional的核心结构是一组合成资产，统称为fCash。fCash是成对创建的代币，有正有负，其价值之和总是等于0。例如，正的105 fCash代币将与负的105 fCash代币一起铸造。正fCash代币是一种资产，代表对某一特定期限的现金流的要求。负的fCash代币是一种负债，要求其持有人在给定的到期日支付一定的金额。概念性的工作具有设定的期限，网络中的每个参与者都需要从中选择。
fCash代币以基础资产计价，并以同一基础资产的产生收益的版本进行结算。例如，如果fCash以DAI等基础资产计价，则以cDAI结算。cTokens等有息资产的结算优化了系统的资本效率，因为用户交易有息资产，无论其在名义上的使用情况如何，都会继续产生收益。
例如，2021年12月1日正105的fDAI的持有人将在2021年12月1日收到价值105的cDAI。2021年12月1日负105的fDAI的持有人将需要在2021年12月1日支付价值105的cDAI。
例子
让我们通过一个具体的例子来更好地理解Notional的工作原理。我们将参考上图，使用2023年12月1日的期限。Notional系统的参与者是贷款人、借款人和流动性提供者（LP）。
- Notional要求LP提供贷款人和借款人交易的流动性。在这种情况下，LP希望提供价值100 DAI的cDAI的流动性，因此他铸造了一对2023年12月1日105个fDAI代币（正和负）。在步骤3中，我们将解释为什么价值100 DAI的cDAI使LP能够铸造一对105的fDAI代币。
- 把正fCash代币和cDAI存入Notional自动做市商（AMM）。作为交换，LP收到反映它在AMM中地位的流动性代币（LT）。每当贷方或借方在AMM上的cDAI和fDAI之间进行交易时，LP都会赚取费用。
- 贷款人决定以固定利率贷款100 DAI。他首先将100 DAI转换为cDAI，并将其存入Notional AMM中。作为交换，他获得105个 fDAI。cDAI/fDAI汇率是固定汇率，由AMM的算法决定。这就是零息债券效应的表现：贷款人最初向AMM发送100 DAI，作为回报，他收到105个2023年12月1日的fDAI，可以在到期日以105DAI赎回。贷款人最初发放的贷款和到期时收到的贷款之间的5美元差额构成固定利率。cDAI/fDAI的汇率也适用于步骤1中的LP。对LP来说，铸造fDAI代币和提供流动性发生在同一步骤中，但我们只是在这里将其分解，以更清楚地解释发生了什么。在第一个LP将流动性存入特定期限的AMM池之前，cDAI/fDAI的汇率由协议初始化。之后，市场力量决定了该汇率。
- 一个借款人想要获得100 DAI贷款。为此，他铸造了一对105个2023年12月1日的fDAI代币，用1个ETH做抵押。借款人，相对于LP，需要提供抵押品，因为他正在贷款。抵押品在违约的情况下起到保护作用，可以被清算以保持系统的清偿能力。
- 借款人将正fDAI代币存入AMM以换取cDAI。现在，借款人同时持有cDAI（可转换为100 DAI）和负105的2023年12月1日fDAI代币，该代币代表到期时支付105 DAI的未来义务。借款人最初借款与到期时需要偿还之间的5美元差额构成固定利率。对借款人而言，铸造fDAI和通过AMM将fDAI与DAI交换在同一步骤中发生。在实践中，铸造fCash对所有用户来说都是抽象的，因为它只是Notional的内部会计机制。
Element Finance
Element将收益率剥离与零息债券机制相结合，以创造固定利率。它在设计上类似于其他协议，如Pendle、Swivel和APWine。
收益剥离是一种结构，允许用户在特定到期日将产生收益的资产拆分为两个单独的资产。例如，yvDAI（Yearn上产生利息的DAI）可以分为本金代币（PT）和收益代币（YT），前者代表本金的价值，后者代表本金产生的利息。
一旦代币被拆分，PT就可以在Element AMM上与其基础进行交易。PT/基础代币汇率构成固定汇率。YT也可以在Element上交易。然而，它们在为Element创建固定费率的机制中不起作用。
例子
在本例中，我们将从收益率拆分部分开始，它先于Element上的任何其他活动，然后深入到固定利率机制。在这里，我们使用了1年的期限。Element系统的参与者是固定利率买方、可变利率存款人和LP。
- 用户将100 DAI存入Yearn金库，并获得价值100 DAI的yvDAI作为回报。Yearn金库产生的收益是可变的，但如果我们预测金库中DAI的年利率为10%，在1年内yvDAI可以兑换110 DAI。然后，用户将yvDAI发送给Element，以便将其拆分为两个单独的资产，期限为1年。
- 用户接收新铸造的PT（ePyvDAI）和YT（eYyvDAI）。PT代表坐在Yearn金库中价值100DAI的本金，YT代表本金10%的年收益率。
现在让我们深入研究产生固定利率的机制。你会注意到这部分有点类似于Notional。
- Element要求LP为系统提供流动性。为了做到这一点，LP需要进行上述收益率剥离过程。在本例中，一个LP存入价值100DAI的yvDAI以“收益剥离”，并收到相应数量的ePyvDAI和eYyvDAI。
- LP将价值100 DAI和100 DAI的ePyvDAI存入Element AMM，并收到LT作为回报。每当贷款人或借款人在AMM上的ePyvDAI和DAI之间进行交易时，LP都会赚取费用。
- 另一个用户也决定产出价值100DAI的yvDAI，并获得相应数量的ePyvDAI和eYyvDAI作为回报。
- 然后，该用户决定成为可变利率存款人，并在Element AMM上以95 DAI的价格出售价值100 DAI的ePyvDAI。由AMM算法确定的ePyvDAI/DAI汇率构成固定汇率。在这种情况下，以提前获得DAI，可变利率存款人以其面值的折扣出售ePyvDAI。到期时，ePyvDAI的价格与DAI价格趋同。成为可变利率存款人有很多原因。一个特别的原因可能是，用户只看重他认为会上升的可变收益率，因此想要增加他对YT的投资。通过购买DAI，可变利率存款人可以在Element上购买更多YT代币。与Notional的不同之处在于，可变利率存款人并不是一个“借款人”，而是一个以低于其基础资产的价格出售其PT的用户。这意味着他们未来没有偿还贷款的义务。
- 固定利率买家以95 DAI的价格购买价值100 DAI的ePyvDAI。到期时，贷款人可以用100DAI赎回ePyvDAI，获得5美元的固定回报率。
Voltz
Voltz是一种利率互换（IRS）协议，允许固定利率接受者用可变利率交换固定利率，可变利率接受者用固定利率交换可变利率。
Voltz使用虚拟AMM（vAMM）进行价格发现。与将资产转移到流动性池中的Notional和Element AMM不同，Voltz利用vAMM进行价格发现，同时通过保证金引擎管理用户的基础资产。
与Notional和Element类似，Voltz使用设定的到期日。
例子
Voltz系统的参与者是固定利率接受者、可变利率接受者和LP。
- 由于vAMM仅用于定价，且固定利率和可变利率是在同一基础资产中产生的，因此LP只需要为一项资产提供流动性。在这种情况下，利率以DAI计价，因此LP提供100 DAI的流动性。
- 固定利率接受者拥有价值100 DAI的cDAI，在Compound的当前可变年利率为5%。固定利率接受者没有保持对可能增加或减少的可变利率的风险，而是选择了更多的确定性，并决定用可变利率换取Voltz的固定利率。为此，他首先向管理资产的Voltz保证金引擎发送了cDAI。
- 固定速率由vAMM确定。让我们假设它是10%。在1年后的到期日，固定利率接受者将收到价值100DAI和应计利息。计算方法如下：Notional*（1+r）^（n÷365）=>100*（1+0.1）^1=110 DAI。
- 可变利率接受者的DAI为100。cDAI的当前可变利率为5%，Voltz的固定利率为10%。该可变利率接受者认为Compound的可变利率将上升到高于Voltz的固定利率，所以他想增加对Compound的风险。他将100 DAI存入Voltz保证金引擎。100 DAI将用于向固定利率接受者支付固定利率利息。可变利率者通常会利用Voltz，但在本例中，为了简单起见，我们省略了它。
- 在到期期限内，Compound的可变利率最终跃升至25%。可变利率接受者赚取可变利率和固定利率之间的差额。在到期时，他获得以下收益：100*（1+（0.25-0.1）^1=115 DAI。如果可变利率低于固定利率，那么可变利率接受者就会亏损。
协议的比较
下面是以DAI市场为例的协议比较。
所有讨论的协议都依赖于AMM来确定固定速率。在Notional和Element中，AMM持有和管理系统参与者交易的代币，而Voltz利用vAMM专门为固定利率定价，而代币管理和清算则通过保证金引擎处理。
Notional和Element均采用零息债券机制。他们创建了一种合成的零息债券式工具fCash和PT，可与基础资产进行交易，到期时可1:1赎回该资产。在交易时，合成资产和基础资产之间的汇率由AMM决定，构成固定汇率。
Notional最明显的结构是作为一个借贷市场，为贷款人和借款人提供了一个直接替代Compound或Aave等可变利率借贷市场的机会。在Element上，固定利率买家类似于贷款人，但可变利率买家不是借款人，因为他们只是在两种资产之间进行交易，未来没有偿还贷款的义务。Voltz是一个利率衍生品市场，与贷款市场相距最远，因为它为有利率风险的参与者提供对冲其现有头寸的机会。
挑战与展望
在寻找DeFi固定费率尚未产生显著吸引力的原因时，我会指出三个主要原因：
- 流动性去中心化
- 确定条款几乎没有灵活性
- 不适合机构
这些协议中的流动性很小，在AMM中的不同到期池中去中心化，这使得参与者更难执行交易并获得良好的利率。
用户在确定条款方面没有什么灵活性。虽然AMM设定的利率可以适用于某一组用户，但其他用户需要更大的灵活性，以点对点的方式直接与他们的对手谈判条款。这也适用于期限，这可能是目前设计中缺乏灵活性的最重要一点。很有意思的是，让可变利率贷款协议更加高效和灵活的一些新发展，例如Morpho开创的点对点市场，是否也适用于固定利率贷款。
机构将是固定利率协议的最佳选择。这些协议是复杂的，并且需要用户比可变利率协议更高的复杂度。固定利率也为机构提供了他们所需的更多确定性。然而，这些协议尚未准备好为机构服务。KYC/AML和许可池将缓解机构目前可能存在的一些担忧。
*本文由CoinTime整理编译，转载请注明来源。
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