本文深入研究了 DeFi 杠杆的多样性和运用处景，详细剖析了代码层面的漏洞，同时提出了杠杆协议关键的安全要点。
DeFi 杠杆简介
最近 dYdX V4的推出引发了大家对永续合约交易所的大量关注和参与。dYdX 成功运用了杠杆交易的案例，而我们不仅该当期待 dYdX V4 的巨大潜力，更要看重杠杆协议的安全性。接下来，我们将会结合详细的代码剖析和示例带领大家熟习不同的杠杆策略和安全考量。
什么是杠杆
在金融领域，杠杆是一种策略，依赖于借入资金以增加投资的潜在回报。简而言之，投资者或交易员借入资金，以放大对特定类型的资产、项目或工具的敞口，远远超过仅依赖自己的成本所能达到的程度。常日情形下，通过利用杠杆，投资者能够在市场上放大其购买力。
DeFi 交易中的杠杆
利用杠杆是加密资发生意营业中最主要且常见的特性之一。在去中央化交易所成立后不久，只管加密市场已经表现出高度颠簸性，但利用杠杆进行交易变得越来越盛行。
与传统金融一样，交易员利用杠杆要么仅仅是为了借入资金以增加其购买力，要么是为了利用各种金融衍生品，准期货和期权。
杠杆比例也从 3 倍、5 倍增加到超过 100 倍。更高的杠杆意味着更高的风险，但正如大多数中央化交易所所见，随着杠杆交易量的增长，这是寻求更高回报的激进交易员乐意承担的风险。
杠杆分类详解
就 DeFi 而言，杠杆产品紧张分为四种类型，其产生杠杆的机制各不相同：杠杆借贷，担保金交易杠杆，永续合约杠杆，杠杆代币。
杠杆借贷
DeFi 借贷和借出是最早也是最大的 DeFi 运用之一，市场上已经有像 MakerDao、Compound、AAVE、Venus 等巨子在运营。通过借贷加密资产获取杠杆的逻辑很大略。
例如，如果你持有 1 万美元的以太币（ETH）并看涨，你可以将你的 ETH 作为抵押存入 Compound，并借出 5,000 美元的 USDC，然后用这 5,000 美元的 USDC 交易换取其余 5,000 美元的 ETH。这样你将在 ETH 上得到 1.5 倍杠杆，比较于你最初的 1 万美元成本，你将得到 1.5 万美元的 ETH 敞口。
同样，如果你看跌，你可以选择存入稳定币并借出 ETH。如果 ETH 价格下跌，你可以以更低的价格在市场上购买 ETH 并偿还债务。
须要把稳的是，由于你将从一个去中央化协议中借款，如果抵押物的代价低落或你所借资产的代价超过一定阈值，你可能会被清算。
担保金交易杠杆
通过 DeFi 借贷，你可以用这些数字资产做你想做的事。DeFi 担保金交易更看重增加头寸规模（增加购买力），被认为是真正的“杠杆头寸”。然而，有一个主要的差异——在担保金头寸仍旧开放时，交易者的资产充当了借款资金的抵押品。
dYdX 是有名的去中央化担保金交易平台，许可最高杠杆为 5 倍。在 dYdX 的担保金交易中，交易者利用自己的资金作为包管，将其原始本金放大数倍，并利用这些放大的资金进行更大规模的投资。
交易者须要支付利息用度以及与交易干系的用度。该头寸不是虚拟布局的，它涉及到实际的借款和购买/卖出。
如果市场朝不利的方向发展，交易者的资产可能无法完备偿还借款。为防止这种情形发生，协议将在达到一定的清算比例之前清算你的头寸。
对付担保金交易中杠杆如何变革——
假设你在担保金交易中看涨 ETH 3 倍，但又不愿意时常调度敞口。
你持有 100 美元的 USDC，借入其余 200 美元的 USDC，用于交易 300 美元的 ETH 以建立所需的 ETH 多头头寸。杠杆水平为 300 美元 / 100 美元 = 3 倍。
如果 ETH 的价格上涨 20%，你的利润将为 300（1+20%）-300 = 60 美元。你相对付被清算的风险更低，而实际的杠杆水平降落为 360/（360-200）= 2.25 倍。换句话说，你在 ETH 价格上涨时会自动减杠杆。
如果 ETH 的价格下跌 20%，你的亏损将为 300（1-20%）-300 = -60美元。在涉及清算的方面，你处于更危险的位置，而实际的杠杆水平会自动增加为 240/（240-200）= 6 倍。换句话说，你在 ETH 价格下跌时会重新平衡杠杆，这表明你比之前处于更高的风险位置。
因此，只管你可能认为通过进行固定的 3 倍担保金交易，可以保持不变的杠杆，但实时的杠杆是不断变革的。请查看下图，理解根据价格变动杠杆将会如何变革[1]。
永续合约杠杆
永续合约类似于传统的期货合约，但没有到期日。永续合约模拟基于担保金的现货市场，因此交易靠近根本参考指数价格。
有许多 DeFi 项目为交易者供应永续合约，如 dYdX、MCDEX、Perpetual Protocol、Injective 等。许多交易者可能很难区分在担保金交易和永续合约上的差异 —— 实际上，它们都涉及用户的杠杆。
然而，在杠杆机制、用度和杠杆水平上存在一些差异。
永续合约是一种交易合成资产的衍生产品，具有按担保金进行交易的特性。对根本资产价格的跟踪以一种合成的办法进行，无需交易实际的根本资产。但是，担保金交易涉及实际借款和实际加密资产的交易。
随着永续合约的涌现，涌现了资金费率的观点，其目的是保持永续合约的交易价格与根本参考价格保持同等。如果合约价格高于现货价格，则多头将支付空头。换句话说，交易者须要不断为借款支付用度。
永续合约中的杠杆常日比担保金交易中的杠杆更高，可以高达 100 倍。清算和实际杠杆机制与担保金交易相同。
杠杆代币
杠杆代币是一种衍生品，为持有者供应对加密货币市场的杠杆敞口，而无需担心积极管理杠杆头寸。虽然它们为持有者供应了杠杆敞口，但不哀求他们处理担保金、清算、抵押品或资金费率。
杠杆代币与担保金交易/永续合约的最大差异在于，杠杆代币将定期或在达到一定阈值时重新平衡，以保持特定的杠杆。
这显然与担保金交易和永续合约不同 - 这些产品的实际杠杆根据价格颠簸不断变革，纵然交易者最初可能指定了一个杠杆水平。
让我们看一下上面的 3 倍 ETH 示例中重新平衡的事情办法：
你持有 100 美元的 USDC 并购买一个 ETHBULL（3 倍）杠杆代币。协议将自动借入 200 美元的 USDC 并交易 200 美元的 ETH。
假设 ETH 的价格上涨了 20%，而 ETHBULL（3 倍）代币价格在重新平衡之前上升到 300(1+20%)-200 = 160 美元。现在，你的实际杠杆变为 2.25（360/160），低于目标杠杆。
在重新平衡过程的一部分，协议将从稳定币池中借入更多的美元，并购买额外的 ETH 代币，以将杠杆调回到 3 倍。在我们的示例中，协议将再借入 120 美元并将其兑换成 ETH。因此，总杠杆再次变为（360+120）/160 = 3 倍。
假设 ETH 的价格下跌了 20%，而 ETHBULL（3 倍）代币价格在重新平衡之前低落到 300(1-20%)-200 = 40 美元。现在，你的实际杠杆将变为 6（240/40），高于目标杠杆。
在这种情形下，协议将出售 ETH 代币并偿还未偿还的债务以降落杠杆。在这个例子中，协议将出售 120 美元的 ETH 以支付给池。债务将变为 80 美元，总杠杆再次为（240-120）/40 = 3 倍。
换句话说，杠杆代币将在盈利中自动重新杠杆，而在亏损中去杠杆，以规复其目标杠杆水平。如果这个机制运作良好，纵然在不利的市场趋势中，杠杆代币持有者也不会被清算，由于去杠杆机制将不断降落用户的有效杠杆水平。
因此，在杠杆代币模型中的借贷池将免于清算风险，比担保金交易中的借贷池更安全。
杠杆运用案例
我们已经理解了一些杠杆的常见 DeFi 协议类型，接下来我们结合详细的 DeFi 协议详解杠杆的运用。
GMX
GMX[2] 是一个去中央化的现货和永续交易所，为交易者供应高达 50 倍杠杆的资发生意营业能力。该协议目前在 Arbitrum 和 Avalanche 上运行。在 GMX 上，交易者完备理解对手方的情形，这与在 CEX 上交易完备不同。GMX 与其他永续合约协议如 dYdX 不同，它完备在链上运作，并利用 AMM 功能来实现杠杆交易。
GMX 与其他做事的不同之处在于它是一个供应杠杆交易做事的去中央化交易所。在这方面，它将类似于 Uniswap 等其他 DeFi 交易所的体验与 Binance 等供应的杠杆交易做事相结合。
GMX 有一个流动性池 GLP，这是一个为担保金交易供应流动性的多资产池：用户可以通过铸造和销毁 GLP 代币来做多/ 做空和实行交易。该池从交易和杠杆交易中赚取 LP 用度，这些用度会分配给 GMX 和 GLP 持有人。
为了进行杠杆交易，交易者将抵押品存入协议中。交易者可以选择最高 50 倍的杠杆，杠杆越高，清算价格越高，随着借贷用度的增加，清算价格将逐渐增加。
例如，当做多 ETH 时，交易者正在从 GLP 池中“租出”ETH 的上行空间；当做空 ETH 时，交易者正在从 GLP 池中“租出”稳定币相对付 ETH 的上涨空间。但 GLP 池中的资产实际上并没有被租出。
平仓时，如果交易者押对了，利润将从 GLP 池中以代币做多的形式支付；否则，丢失将从抵押品中扣除并支付到池中。GLP 从交易者的丢失中获利，并从交易者的利润中获利。
在此过程中，交易者支付交易费、开仓/平仓费和借入费，以换取对美元做多/做空指定代币（BTC、ETH、AVAX、UNI 和 LINK）的上行空间。
Merkle Trade
Merkle Trade[3] 是一个去中央化的交易平台，供应加密货币、外汇和大宗商品交易，杠杆率高达 1,000 倍，并供应以用户为中央的高等交易功能。Merkle Trade 由 Aptos 区块链供应支持，具有一流的性能和可扩展性。比较 Gains Network 在供应同样高杠杆的情形下，具有更低的交易延时和手续费。
与大多数交易所不同，Merkle Trade 上没有订单簿。相反，Merkle LP 充当每笔交易的交易对手，当交易者亏损时，它收取抵押品，并在具有正收益的封闭交易上支付利润。
- 交易加密货币、外汇和大宗商品，杠杆高达 1,000 倍
Merkle Trade 旨在从一开始供应广泛的交易对，包括加密货币、外汇和大宗商品，并供应市场上一些最高的杠杆；在加密货币上最高可达 150 倍，在外汇上最高可达 1,000 倍。
- 公正价格的订单实行，毫秒级延迟，最小滑点
借助迄今为止最低延迟的 Aptos 产生区块链，能够供应最快的链上交易体验。对付交易者来说，这意味着更迅速的交易体验，由于实行延迟而导致的价格滑点更小。
- 去中央化、非托管的交易，无交易对手风险
交易者与流动性池（Merkle LP）进行交易，该流动性池充当协议上每笔交易的交易对手。所有交易和结算都由智能合约实行，任何时候都没有用户资金的托管。
- 最低手续费
Merkle Trade 流传宣传在市场上拥有迄今为止最低的手续费之一。在推出时，加密货币交易对的手续费低至 0.05%，外汇交易对的手续费低至 0.0075%。
dYdX
dYdX[4] 是一个去中央化交易所（DEX），授予用户在完备掌控资产的同时高效交易永续合约的能力。自 2021 年上线以来，dYdX V3 采取了独特的非托管第二层扩展办理方案来实现其交易所，但其订单簿和撮合引擎仍旧由中央化管理。
而现在，通过 dYdX V4，该协议正在发展成为自己的链，并全面重构全体协议以实现完备去中央化，同时提高吞吐量。dYdX 同时包含借贷、杠杆交易与永续合约三种功能。杠杆交易自带借贷功能，用户存入的资金自动组成资金池，交易时若资金不敷，则自动借入并支付利息。
杠杆安全剖析
我们先容了杠杆在 DeFi 中常见类型和运用，同样在杠杆的设计中依然存在很多的安全问题值得我们把稳，我们将结合详细的审计案例剖析 DeFi 杠杆的安全问题和审计点。
区分限价单和时价单
在大多数杠杆的交易所运用中，都存在限价单和时价单，对限价单和时价单的严格区分和校验是很有必要的。接下来，将以我们在 Merkle Trade 审计[5]中创造的问题来做详细剖析。
let now = timestamp::now_seconds; if (now - order.created_timestamp > 30) { cancel_order_internal
该部分代码是实行订单函数中的校验，在该函数中，它会检讨订单创建后是否已超过 30 秒。如果知足条件，则调用 cancel_order_internal 取消订单。但是，如果订单是限价订单，则意味着订单有一个由交易者设定的详细价格，他们乐意在该价格买入或卖出资产。在实行限价单的时候不应有该判断，这可能导致大多数限价单无法得到实行。因此严格区分限价单和时价单的交易逻辑是很主要的。
杠杆打算缺点
打算缺点一贯是 DeFi 中很常见的问题，在杠杆中也尤为常见，我们将以 Unstoppable[6] 协议在第三方审计中创造的问题，来深入研究杠杆的打算问题。
让我们来看 Unstoppable 中计算杠杆的代码：
def _calculate_leverage( _position_value: uint256, _debt_value: uint256, _margin_value: uint256) -> uint256: if _position_value # bad debt return max_value(uint256)
return ( PRECISION (_debt_value + _margin_value) / (_position_value - _debt_value) / PRECISION )
_calculate_leverage 函数通过利用 _debt_value + _margin_value 作为分子而不是 _position_value，导致缺点地皮算了杠杆。该函数的三个输入参数 _position_value、_debt_value 和 _margin_value 都是由 Chainlink 链上预言机供应的价格信息决定的。个中，_debt_value 表示将仓位的负债份额转换为美元债务金额的代价。_margin_value 表示仓位初始担保金金额确当前代价（以美元计）。_position_value 表示仓位初始仓位金额确当前代价（以美元计）。
以上打算的问题在于 _debt_value + _margin_value 不代表仓位的代价。杠杆是当前仓位代价与当前担保金代价之间的比率。_position_value - _debt_value 是精确的，它表示当前的担保金代价，但 _debt_value + _margin_value 并不代表仓位确当前代价，由于不能担保负债代币和仓位代币有干系的价格颠簸。
举例解释：负债代币为 ETH，仓位代币为 BTC。
Alice 利用 1 个 ETH 作为担保金，借入 14 个 ETH（每个 ETH 2,000 美元）并得到 1 个 BTC（每个 BTC 30,000 美元）的仓位代币。杠杆为 14。
第二天，ETH 的价格仍为 2,000 美元/ETH，但 BTC 的价格从 30,000 美元/BTC 下跌到 29,000 美元/BTC。此时，杠杆应为（_position_value == 29,000）/（_position_value == 29,000 - _debt_value == 28,000）= 29，而不是合约中计算的值：（_debt_value == 28,000 + _margin_value == 2,000）/（_position_value == 29,000 - _debt_value == 28,000）= 30。
因此，为了修复这个问题，该当利用上述提到的精确的公式来打算智能合约中的杠杆。杠杆打算缺点可能导致不公正的清算或者在价格颠簸的情形下涌现过度杠杆的仓位。
在智能合约中，确保精确的杠杆打算对付掩护系统的稳健性和用户的利益至关主要。精确的杠杆打算该当基于仓位确当前代价和当前担保金代价之间的比率。如果利用了缺点的打算公式，可能会导致系统对付价格变动的反应不当，可能会清算不应该被清算的仓位，或者许可过度杠杆的仓位连续存在，从而增加系统和用户的风险。
逻辑缺点
逻辑缺点在智能合约的审计中尤其须要重视，特殊是在 DeFi 杠杆交易等繁芜逻辑中。
让我们以 Tigris[7]（Tigris 是一个基于 Arbitrum 和 Polygon 的去中央化合成杠杆交易平台）在第三方审计中创造的问题，来谈论 DeFi 杠杆中须要把稳的逻辑问题。
让我们来看 Tigris 中的限价平仓函数逻辑：
function limitClose( uint _id, bool _tp, PriceData calldata _priceData, bytes calldata _signature) external{ _checkDelay(_id, false); (uint _limitPrice, address _tigAsset) = tradingExtension._limitClose(_id, _tp, _priceData, _signature); _closePosition(_id, DIVISION_CONSTANT, _limitPrice, address(0), _tigAsset, true);}
function _limitClose( uint _id, bool _tp, PriceData calldata _priceData, bytes calldata _signature) external view returns(uint _limitPrice, address _tigAsset) { _checkGas;
IPosition.Trade memory _trade = position.trades(_id); _tigAsset = _trade.tigAsset; getVerifiedPrice(_trade.asset, _priceData, _signature, 0); uint256 _price = _priceData.price; if (_trade.orderType != 0) revert(\公众4\"大众); //IsLimitif (_tp) { if (_trade.tpPrice == 0) revert(\"大众7\公众);//LimitNotSetif (_trade.direction) { if (_trade.tpPrice > _price) revert(\公众6\"大众);//LimitNotMet} else { if (_trade.tpPrice \"大众6\公众);//LimitNotMet} _limitPrice = _trade.tpPrice; } else { if (_trade.slPrice == 0) revert(\"大众7\公众);//LimitNotSetif (_trade.direction) { if (_trade.slPrice \公众6\"大众);//LimitNotMet} else { if (_trade.slPrice > _price) revert(\"大众6\"大众);//LimitNotMet}//@audit stop loss is closed at user specified price NOT market price_limitPrice = _trade.slPrice; }}
在利用止损平仓时，用户的平仓价格是其设定的止损价，而不是资产确当前价格。在方向性市场和高杠杆的情形下，用户可能会滥用这一点，实现险些无风险的交易。用户可以开设一个做多仓位，并设置一个止损价格，该价格比当前价格低 $0.01。
如果不才一次更新中价格立即下跌，他们将以他们的入场价格平仓，只需支付开仓和平仓手续费。如果价格上涨，他们则有可能得到大额收益。甚至于用户可以滥用止损的价格设定办法，以开设高杠杆、上行潜力大、下行风险小的交易。
价格颠簸
价格颠簸对 DeFi 杠杆的影响是很主要的，时候考虑价格颠簸才能担保杠杆协议的安全。让我们以 DeFiner[8] 协议在第三方审计中创造的问题作为例子深入剖析：
DeFiner 协议在处理提款之提高行两次检讨。
首先，该方法检讨用户要求提取的金额是否超过了该资产的余额：
function withdraw(address _accountAddr, address _token, uint256 _amount) external onlyAuthorized returns(uint256) {
// Check if withdraw amount is less than user's balancerequire(_amount \"大众Insufficient balance.\公众); uint256 borrowLTV = globalConfig.tokenInfoRegistry.getBorrowLTV(_token);
其次，该方法会检讨提款是否会利用户的杠杆率过高。提取的金额会从用户当前价格的 \"大众borrow power\公众 中减去。如果用户的借贷总值超过了新的 borrow power，则方法失落败，由于用户不再有足够的抵押品来支持其借贷头寸。不过，只有在用户尚未过度杠杆化的情形下，才会检讨此 require：
if(getBorrowETH(_accountAddr) 100) ), \"大众Insufficient collateral when withdraw.\"大众);
如果用户借入的资金已超过其 \"大众borrow power\"大众 所许可的数额，则无论如何都可以提款。这种情形可能涌如今多种情形下，最常见的是价格颠簸。该协议并没有考虑价格颠簸对协议的影响，以是造成了这个问题。
其他
除了上面提到的没有区分限价单和时价单、打算缺点、逻辑缺点、价格颠簸的影响，还有许多与杠杆协议干系的安全要点须要我们把稳。这包括但不限于闪电贷攻击、价格操纵、预言机安全、权限掌握、杠杆检讨不足严格或短缺检讨等问题。在设计和履行杠杆协议时，必须细致谨严地考虑这些成分，以确保协议的健壮性和用户资产的安全。预防方法、实时监控和紧急相应操持也是关键，以降落潜在风险并保障用户利益。
总结
杠杆交易的引入在 DeFi 协议中确实为市场供应了更大的可操作性，同时也带来了更繁芜的交易机制。只管杠杆交易为用户供应了更多的投资机会，但其潜在风险和对协议安全性的寻衅也变得更加显著。
随着杠杆的增加，协议的操作变得更为灵巧，但也因此变得更加薄弱，更随意马虎受到各种安全威胁的影响。这包括潜在的没有严格区分限价单和时价单、打算缺点、逻辑缺点，以及对价格颠簸等成分的极度敏感性。在这种情形下，我们必须更加关注协议的安全性，以确保用户的资产得到有效保护。
