Decentralized Exchange Research Framework
Authors: 안수빈(subinum), 이재욱(woogieboogie.jl), 강민영(valcreaming)
Reviewed By (하성환, 박찬우, 임요한)
1. Introduction: 왜 DEX인가?
블록체인 생태계에서 프로젝트를 빌딩하고 리서치하는 이유는 무엇일까? 탈중앙화와 함께 검열저항성, 무신뢰성, 소유권, 거버넌스 등을 통해 기존 시스템에서 해결할 수 없었거나 어려웠던 문제를 해결해보려는 시도가 그 배경에 있을 것이다.
탈중앙화 거래소(Decentralized Exchange, 이하 DEX)또한 이러한 시도를 통해 탄생한 대표적인 디파이 테마 중 하나다. DEX는 암호화폐 간의 거래를 중앙화 주체 없이 거래할 수 있는 플랫폼으로, 스마트 컨트랙트를 기반으로 한 다양한 프로젝트 중 가장 사용자 수가 많고 리텐션이 높은 프로젝트 주제 중 하나가 되었으며, 특히 중앙화 거래소의 신뢰도에 대한 문제가 주기적으로 발생하며 DEX의 중요성은 점점 부각되고 있다. 다만 초기 DEX의 개념이 등장한 이후, 그 종류는 기하급수적으로 늘어나고 있으며, 동일프로젝트 내에서도 버전에 따라 내부 코드가 상이하여 개인이 공부하기에 어려운 부분이 많다.
이런 망망대해를 탐색하기 위해 DEXDAO팀은 개인이 DEX를 보다 더 잘 이해하기 위해, 학회의 입장에서는 모두가 DEX라는 새로운 개념을 더 깊이 있게 공부할 수 있게, DEX에 대한 심도있는 리서치를 진행하고 이를 포괄할 수 있는 리서치 프레임워크를 제시하려 한다.
2. DEX 리서치와 Research Framework 제시
2–1. DEX 선별 및 리서치
해당 리서치에 앞서 팀은 한 학기 동안 리서치할 DEX를 다음 기준을 통해 선별하였다.
- 범용적 활용: 유의미한 TVL과 거래량을 가지고 있어야 함. 꼭 현재가 아니더라도 과거에 범용적으로 활용되었어야 하며, 주목할만한 이슈 또는 이벤트 등의 히스토리가 존재.
- 많은 레퍼런스: 백서, 오픈소스 코드 등의 공식적인 레퍼런스가 충분히 공개되었어야 하며, 그 외의 블로그 등의 레퍼런스가 존재하는 경우
- 유의미한 시도: 소비자 및 리서처의 관점에서 특이한 기능이 존재하는 경우로, 사용량이 적더라도 블록체인 산업 전반에 족적을 남겼다면 별도의 선별 가능
해당 기준을 바탕으로 팀 구성원은 개별 DEX를 선정하였으며, 선정된 프로젝트 및 리서치 결과에 대한 간단 요약 설명은 위와 같다.
2–2. 공통점과 차이점
해당 리서치를 기반으로 내부 공유 과정에서 각 프로젝트에 대한 공통점과 차이점 등 내부 내용에 대해 멘탈 모델이 어느 정도 구성되기 시작했음을 확인했고, 아래와 같은 프로젝트별 공통 질문을 통해 각기 다른 DEX 프로젝트의 항목별 분류를 진행했다.
- 대표적으로 어떤 DEX를 타게팅하여 문제를 해결하기 위해 만든 DEX인가?
- 어떤 사용자가 주로 사용하게 되는가?
- 사용자 입장에서 손해를 보는 시나리오는 언제인가?
이렇게 정리된 내용을 바탕으로 초기 리서치나 프로젝트를 빌딩하는 팀을 위한 리서치 프레임워크를 제안하게 되었다.
3. Decentralized Exchange Research Framework
DEX 리서치 프레임워크는 총 7가지 항목으로 구성된다: 각 항목은 (1) 문제 정의 (2) 매커니즘 (3) 보상 (4) 비용 및 손실 (5) 토크노믹스 (6) 사용자 행동유형 (7) 리스크 로 구성되어 있다. 대부분의 DEX 프로젝트는 분석을 통해 위에서 정의된 요소에 따라 분류될 수 있으며, 이러한 프레임워크를 통해 리서쳐는 구조를 파악하는데 있어 더욱 쉽게 DEX라는 디파이 인프라를 쉽게 이해하고 정리할 수 있다.
3–1. 문제 정의
먼저 프로덕트는 “특정 사용자”가 “특정 목표”를 만족하기 위한 수단이다. DEX라는 프로덕트를 이해하기 위해서는 우선 사용자와 각 사용자에 따른 목표를 구분할 필요가 있다.
DEX에서 사용자의 유형은 크게 다음과 같이 구성된다.
- DEX에서 교환(Swap)을 위한 사용자
- DEX의 유동성을 제공하는 LP (투자자, 개별 프로토콜)
- DEX의 거버넌스 토큰 등을 통해 수익을 추구하는 투자자
- MEV Bot 등 사람이 아닌 User (Aggregator도 포함)
- DEX 개발/운영 팀 및 투자자
또한 사용자 유형에 따라 해결 및 목표로 하는 문제는 다음과 같이 요약할 수 있다.
- (사용자) 자산 교환(스왑)의 과정에서 중개인을 제거하여 더 저렴한 가격으로 교환
- (유동성 제공 투자자) LP를 통한 수익 추구
- (유동성 제공 프로토콜) 프로토콜 초기 유동성 공급을 통한 가격 발견
- (봇 및 일부 사용자) 스왑을 통한 수익 추구 (Arbitrage)
이렇듯 다양한 사용자들의 다양한 수익 추구에 따른 균형점을 찾는 과정으로 DEX 시스템을 구성할 때, 지속 가능한 시스템을 구축할 수 있으며, 좋은 예시로 팬텀 생태계에서 태동한 Solidly 모델의 의 성공적인 포크인 벨로드롬(Velodrome)을 꼽을 수 있겠다.
3–2. 가격 결정 매커니즘
DEX의 대표적인 구조는 거래에 대한 구간별 호가창이 존재하는 오더북(Orderbook) 방식과 풀을 통해 자산의 가격이 결정되는 방식인 AMM(Automated Market Maker, 자동화된 시장 조성자)으로 구분할 수 있다. 본 섹션에서는 AMM 기반의 수식에서 발생되는 가격 발견 메커니즘을 다룬다.
AMM은 유동성풀을 구성하는 토큰의 갯수에 따라 크게 3가지 분류로 나눌 수 있다.
- Asset-Pair: token A / token B의 묶음(페어)으로 풀이 구성되어 페어 사이의 토큰 개수로 CPMM에 의해 가격 결정 (ex. Uniswap)
- Multi-Asset: 두 종류 이상의 token을 넣어 풀을 구성할 수 있으며, 토큰 가격 비를 이용해 토큰별 weight을 설정하여 풀 유지 (ex. Balancer)
- Single Sided Pools: 토큰 별 풀을 만들고 자체 BNT 토큰으로 수수료를 쌓고 mint/burn을 통해 LP의 비영구적 손실을 최소화 (ex. Bancor)
이러한 풀 기반에서 가격 결정 매커니즘에 사용되는 식은 상수(불변값) 기반 공식으로 구성되는 경우가 다수이며 크게 다음과 같이 나뉠 수 있다.
- Constant Product(CP): 매개변수의 곱이 일정함을 사용하여 가격 결정 (ex. Uniswap)
- Constant Sum(CS): 매개변수의 합이 일정함을 사용하여 가격 결정 (ex. Curve)
- Oracle Price Component(OP): 오라클 가격 활용 (ex. DODO)
각 식은 조합되는 형태로 사용되며 각각의 수식의 포인트가 있으며 다음과 같은 기준 혹은 이를 혼합하여 DEX의 스왑 메커니즘을 구성하는 수식이 탄생한다.
- 가격 발견: 상수 K 기반 수식에서 교환되는 비율
- 풀 크기 변화: 거래 또는 신규 유동성 유치에 따른 풀 크기 변화
- 리밸런싱 로직: 풀 크기 리밸런싱 주기 및 산술 방식
- 수수료 산정 로직: 동적 수수료 및 정적 수수료 산정 방식
- 목적에 따른 추가 기능 추가: Time Weighted AMM(TWAMM) 등 다양
3–3. 보상(Reward)
보상은 토큰의 가격 상승 외에 내부 활동을 얻을 수 있는 수익을 칭한다. 대표적인 수익형태로 다음 3가지를 예시로 들 수 있다.
- 유동성 리워드: LP라고 불리는 유동성 제공을 통해 얻는 수익. 사용자의 수수료를 기반으로 풀의 가치가 상승
- 거버넌스 리워드: 활동에 따라 토큰의 형태로 거버넌스 투표 권한 제공
- 스테이킹 리워드: 거버넌스 토큰 또는 일정 토큰을 스테이킹하여 얻는 부가 수익
- 일부는 거버넌스 토큰을 보유함으로 수익 쉐어 등의 형태로도 나타난다.(예: $GMX)
유동성 리워드, 거버넌스 리워드, 스테이킹 리워드의 경우 정형화된 AMM 수식으로 운영되기 보다는, 각 프로젝트별 토크노믹스 설계에 따라 결정되며, 자세한 유형에 대해서는 후술할 3–5.토크노믹스 파트에서 다루도록 하겠다.
3–4. 비용과 손실
비용은 거래 및 유동성 제공 및 인출 과정에서 발생하는 명시적 비용과 사용자의 행동과 상관없이 발생하는 손실인 암묵적 비용이 존재한다.
명시적 비용에는 대표적으로 다음과 같은 비용이 포함된다:
- 거래 수수료(Swap Fee): 거래 과정에서 존재하는 수수료
- 가스비(Gas Fee): 트랜잭션에 사용되는 가스 수수료
- LP 유동성 인출 패널티(LP withdrawal penalty): 유동성을 제거할 때 생기는 수수료. (DoDo, SushiSwap 등)
암묵적 비용 비용에는 다음과 같은 예시가 있다:
- 슬리피지(Slippage): AMM 식에서 비롯되는 Price Impact, MEV Bot에 의한 피해 등 거래 과정에서 입는 손해
- 비영구적 손실(Impermenant Loss, Divergance Loss): AMM 내에 풀 비율 및 가격 변동에 따라 입는 손해
3–5. 토크노믹스
DEX의 사용자 유치 전략은 (1) 보상을 높이고 (2) 운영에 따른 손실과 비용을 줄이는 것으로 볼 수 있다. 이런 과정에서 토큰 분배 또한 가장 중요한 문제 중 하나로 인식되고 있다. 토크노믹스는 다양한 기준으로 볼 수 있으나 (1) 초기 토큰 분배 비중에 따른 분류 (2) 초기 토큰 분배 방식에 따른 분류 (3) 수익 및 보상 분배 방식에 따른 분류 (4) 그 외로 구분하여 살펴보았다.
(1) 초기 토큰 분배 비중에 따른 분류
프로젝트를 런칭할 때 분배되는 토큰의 비중에 따른 분류로, DEX 및 유동성을 활용한 프로젝트에선 아래와 같은 주체들 사이에 프로젝트 토큰이 분배되며, DEX의 경우 유통성 공급자를 위한 토큰 인센티브가 가장 큰 비중을 차지하는 경우가 대부분이다.
- 프로젝트 운영 주체 (Team)
- 유동성 공급자 (Liquidity Provider)
- 거래 및 서비스 이용자 (User)
- 프로젝트 투자자 (Project Investor)
(2) 초기 토큰 분배 방식에 따른 분류
분배 비중이 결정됐다면, 이에 해당하는 토큰을 어떻게 분배할 것인지도 DEX 토크노믹스의 매우 중요한 부분을 차지한다. DEX의 경우 실제 유동성을 제공하거나 그에 상응하는 거래량을 만들어 내는 방식으로 초기 토큰 분배가 이루어지는 경우가 많다.
- 프로토콜 사용 트랜잭션에서 기인하는 에어드랍
- 벰파이어 어택과 같은 유동성 흡수 (SushiSwap)
- 유동성 제공 및 촘촘한 스프레드를 가진 거래 진행 (DYDX)
- 요구되는 유동성 및 스왑 비율이 참여자와 진행 시간에 따라 변화하는 변화하는 락드랍 (Astroport)
(3) 수익 및 인센티브 분배 방식 (리워드 부분 참조)
분배된 토큰의 유틸리티와 관련된 것으로, 주로 프로젝트/프로토콜의 이익 공유 및 인센티브 구조의 핵심 역할을 담당하며 아래와 같이 그 토큰의 작동 구조에 따라 네가지 기준으로 나눠 생각해 볼 수 있다.
- 프로젝트 토큰 분배 여부 유무
- 스왑 수수료 및 서비스 사용 수수료 수취 여부 유무
- 스테이킹 / 스테이킹 리워드 수령 가능 여부 유무
- 거버넌스 권한 유무
(4) 기타 유형별 토크노믹스 분류
앞서 언급된 분배 비중 / 방식 그리고 인센티브 구조가 충분히 구조화되고 테스팅된 여러 형태의 DEX 토크노믹스가 존재한다. 올림푸스(OlympusDAO)에서 기인된 게임이론(3,3), 커브의 veTokenomics, 유동성풀 예치를 거버넌스에 도입하는 오스모시스(Osmosis)의 슈퍼플루이드(Superfluid) 스테이킹등이 이에 해당한다.
- (3,3), ve토크노믹스 등 ve스테이킹 적용 여부
- Guage/Bribery 시스템 적용 여부 (Curve-Convex 등)
- 스테이킹 과정에서 유동성 제공 필수 여부 (Balancer-BLPT, Osmosis-Superfluid Staking)
이 외에도 덱스에선 스왑 방식과 사용하는 AMM / 오더북 모델의 특징 등 프로토콜의 전체적인 설계에 따라 다양한 형태의 토크노믹스를 구성할 수 있다. 하지만 대다수의 탈중앙화 거래소는 앞서 언급된 프레임에 개별 파라미터를 조정하는 방식으로 운영된다.
3–6. 위협(Risk)
디파이는 위험하다. 23년 8월까지 총 148건의 DeFi(탈중앙화 금융) 해킹 사건이 발생했고, 이로 인해 총합 4조 2800억 달러가 손실됐으며(해킹 당시의 가치 기준), 최근에도 발란서(Balancer)의 보안취약점 노출로 인해 $900K 가량의 자산이 탈취됐다. 비신뢰성 프로토콜이라 언급되는 DEX에 아직도 많은 위험요소가 존재하고 있는 것이다. DEXDAO 팀은 리서치를 통해 아래와 같은 네가지 정도의 리스크 요소를 프레임워크 내에 포함하여, 발생할 수 있는 위험 요소를 유형화하고자 했다.
(1) 개발언어 및 컨트랙트 리스크
개발된 스마트 컨트랙트가 충분한 보안감사나 사용 언어의 보안 취약점이 노출되었을 경우, 이를 악용한 컨트랙트 오작동 / 해킹 사례가 발생할 수 있으며, 최근 발생한 바이퍼(Vyper) 보안 취약점이나 발란서의 V2 보안 취약점등이 이에 해당한다.
- 프로그래밍 언어 취약점 (Curve의 Vyper Vulnerability)
- 컨트랙트 리스크 (SafeMath 미사용, 데이터 자료형에 대한 이해 미숙, 재진입 공격 등)
- 운영 리스크 (Proxy Contract Private Key 노출, 타임스탬프 의존성 등)
(2) 유동성 리스크
DEX는 자금 및 유동성을 기반으로 프로토콜별로 정해진 룰 내에서 운영되나, 정의되지 않은 액션이나 스왑의 규모가 너무 클 경우, 타 이용자에게 손실을 발생시킨다.
- 임의적 유동성 제거 (AKA: 러그풀, 최근 $BALD, $Arbiswap과 같은 유동성 제거)
- 자산 안정성 리스크 ($UST 무한발행으로 인한 LP풀 가치희석, 프록시 컨트랙트 프라이빗키 탈취로 인한 ankrBNB 무한발행)
- 애플리케이션 레벨 위험(유니스왑의 러그풀을 막기 위한 장치: Liquidity Lock 기능의 오작동으로 인해 되려 사용자의 자산 동결 가능, 혹은 러그풀 컨트랙트)
(3) 시스템을 이용한 다양한 공격 및 손실 발생 메커니즘
컨트랙트 및 dApp에 한정되지 않더라도, 오라클과 같이, 디앱의 정보전달 미들웨어에서 이루어지는 공격이나 메인넷 레벨에서 이뤄지는 유동성 공격, 심지어는 암묵적으로 발생하는 MEV 등의 행위가 이루어질 수 있다. 대표적인 사례로 플래시론을 통해 거버넌스와 오라클 공격까지 동시에 감행됐던 빈스톡(Beanstalk)의 피해사례가 있다.
- 샌드위치 / 프론트러닝 (Bad MEV)
- Oracle Manipulation (ex.GMX / Fulcrum)
- Liquidity Drains via IL(Impermanent Loss)
- 플래시론 등을 통한 다양한 공격(ex. Beanstalk — 거버넌스 어택)
(4) 기타 Unforseen Risks
원인이 아예 시스템 외에 존재하거나 때로 위험 인지의 범위가 너무 광범위한 경우다. 대표적인 사례로 UST 디페깅 사태가 있으며, 주로 블랙 스완 이벤트나 법적인 요소와 같은 블록체인 외적인 요소에서 큰 파장을 일으키는 리스크가 이에 해당한다.
- 메인넷 의존도가 높을 경우, 메인넷 오작동 및 인프라 변경시 원치 않는 큰 변화가 발생 가능 (UST — Anchor)
- 증권성 여부 및 이에 따른 법적 방향성의 불확실성 리스크 (유니스왑 프로토콜 내 리스팅된 토큰에 대한 증권성 판단 여부)
4. Framework 기반 사례 분석
다음은 각 DEX 별 간단한 사례 기반 분석 예시이다.
5. Conclusion
5–1. 기대효과 및 가이드
해당 리서치에서 정리한 DEX 리서치 프레임워크는 DEX의 이용 목적과 사용자 타입에 따라 다르게 활용할 수 있으며, ‘3–1. 문제 정의’에서 분류한 5가지 분류의 사용자들 각각 아래와 같이 주요 요소를 파악하는데 사용할 수 있다.
- 트레이더: 보상, 비용 및 손실, 토크노믹스, UI/UX
- LP: 보상, 비용 및 손실, 토크노믹스, 사용자와 행동 유형, UI/UX
- 투자자: 문제 정의, 보상, 비용 및 손실, 토크노믹스, 사용자와 행동 유형, UI/UX
- 리서쳐: 가격 결정 매커니즘, 문제 정의, 보상, 비용 및 손실, 토크노믹스, 사용자와 행동 유형, UI/UX
- DEX 빌더: 가격 결정 매커니즘, 문제 정의, 보상, 비용 및 손실, 토크노믹스, 사용자와 행동 유형, UI/UX
5–2. 각자가 예상하는 DEX의 미래
이렇게 제시한 프레임워크별 각 항목 외에도 DEX 백서 및 작동 방식등을 직접 공부해 보면서 광의적으로 현재 디파이의 주측을 이루고 있는 DEX라는 인프라가 나아갈 수 있는 그 방향성에 대해 각자의 의견을 공유해 보았다.
5–3. DEX 소개 영상 (Work In Progress)
본 미디엄 글은 각 학회원이 진행한 리서치를 기반으로 작성되었으며, 아카이빙 및 공유 용도로서 진행한 덱스별 리서치 자료 혹은 유튜브 동영상 (순차적으로 업데이트 진행 예정)은 다음과 같다.
수빈(WIP)
재욱(WIP)
- 발란서 발라보기
- 아스트로포트 포팅하기
- Synthetix vs GMX (WIP)
Disclaimer: 본 글은 일반적인 정보 제공을 목적으로 작성되었으며, 법률, 사업, 투자 또는 세금 관련 조언을 제공하지 않습니다. 본 글을 기반으로 투자 결정을 내리거나 이를 회계, 법률, 세무 지침으로 사용해서는 안됩니다. 특정 자산이나 증권에 대한 언급은 정보 제공의 목적일 뿐, 투자에 대한 추천이 아님을 밝힙니다. 본 글에서 표현된 의견은 저자의 개인적인 의견이며, 관련된 기관, 조직 또는 개인의 견해를 반영하지 않을 수 있습니다. 본 글에 반영된 의견은 사전고지 없이 변경될 수 있음을 유의하십시오.
