來自 ArtexSwap 的 Dex 的另一種架構

84 0 0

ArtexSwap是一家去中心化交易所，採用Artela EVM++和Aspect技術解決MEV風險和Rug Pull問題，提高交易安全性和效率，適合對安全性和靈活性要求較高的去中心化交易場景。

自以太坊誕生以來，它一直是數位貨幣、全球支付和應用的技術家園。 DEX 是去中心化金融（DeFi）的基石。畢竟，沒有DEX，DeFi可以說只是一句空話。作為一個運行在區塊鏈上的平台，它在用戶之間進行直接交易，不受任何第三方機構的監管，這使得它能夠創造出更先進的金融產品。

1.Dex主流架構

目前，DEX在以太坊生態中蓬勃發展。 DEX 有許多不同的設計模式，每種模式在功能、可擴展性和去中心化方面都有自己的優點和缺點。根據交易機制的不同，DEX可以分為兩類（如下圖）。

來自 ArtexSwap 的 Dex 的另一種架構

1.1.基於訂單簿的 DEX

訂單簿本質上是一種匹配演算法，自動搜尋各個市場尚未簽署的買賣訂單。交易平台系統會自動匹配這些買賣訂單。適合需要高效的價格匹配和靈活的交易策略的場景。簡而言之，訂單簿的流動性來自兩個來源：交易者和做市商。更多資訊請見：簡析：訂單簿模型與自動化做市AMM（見附錄）

1.2.自動做市商 (AMM)

自動做市商（AMM）是 DEX 中的定價和流動性決定機制。簡單來說，做市商向流動性池提供流動性資產（兩種資產）。流動性池中準備金的乘積維持在k值。當用戶拿走一枚幣時，他需要向流動性池提供另一枚幣來維持這個k值。

詳細了解AMM請閱讀： UniswapX研究報告（上）：總結V1-3發展環節，解讀下一代DEX原理創新與挑戰

1.3 DEX有什麼價值？

來自 ArtexSwap 的 Dex 的另一種架構

根據CoinGecKos統計，截至2024年7月9日，已知DEX交易所約835家，24小時總交易量為$83.5億美元，每月訪問量為3.2億次。

以交易量計算最大的 3 個去中心化交易所是 BabyDogeSwap、Uniswap V3（以太坊）和 Orca。

我們計算了排名前三的DEX和CEX交易所的24小時交易量。 DEX 佔每日交易流動性 16%，與 2023 年此時相比，DEX 24 小時交易量同比增長率為 315%（2023 年 20 億），交易量同比增長 166%——同比（2023 年為1.2 億次）。可見，去中心化交易平台的市場需求是巨大的。

由於去中心化交易所（DEX）使用確定性智能合約進行交易，無需中心化第三方的干預，這種透明的操作與傳統金融市場形成鮮明對比。

例如，2022年，當時最大的加密貨幣交易平台之一FTX因挪用用戶資金而在一系列下跌中破產，引發廣泛的市場震盪。

此外，DEX 透過去中心化提高了金融包容性，一些 CEX 可能會根據地理位置或其他因素限制使用者存取。

但一般情況下，用戶只需要連接到網路並連接相容的自建錢包即可使用DEX服務。這種無需繁瑣的註冊和審核的模式使新用戶能夠快速且方便地加入平台，提高了用戶體驗。

2、DEX的主要風險

去中心化交易所（DEX）可以確保交易的執行，提高透明度，並且無需許可即可訪問，這大大降低了交易的門檻並提供了流動性。但DEX也存在一定的風險，包括但不限於以下幾個面向：

智慧合約風險：雖然區塊鏈技術可以安全地執行金融交易，但智慧合約的安全性取決於開發團隊的技術水平和經驗。
搶先交易風險：由於鏈上交易的公開透明性，套利者或 MEV 機器人可能會搶佔交易並從普通用戶身上榨取價值。這些機器人類似於傳統金融市場中的高頻交易者，透過支付更高的交易費用並利用網路延遲從普通用戶交易中獲利。
網路風險：由於交易是在鏈上進行的，DEX交易成本可能會很高，當網路擁擠或宕機時，交易成本會更高。因此，用戶很容易受到市場波動的影響。
Rug Pull Risk：去中心化金融（DeFi）領域常見且嚴重的問題，存在大量項目在吸引大量投資者資金後突然撤回流動性並捲走資金。目前，Rug Pull的風險大致可分為三類：

流動性提取
開發者持有大量代幣和/或發行額外代幣
假項目

這一騙局對投資者造成重大損失，項目價值瞬間跌為零。這對整個 DeFi 市場的信任產生了重大影響。例如2021年的SushiSwap事件就是一個典型的例子。在專案籌集大量資金後，SushiSwap 匿名創始人 Chef Nomi 突然拋售開發者基金中價值 $13 萬的 SUSHI 代幣，引發市場恐慌，導致代幣價格暴跌。雖然Chef Nomi後來歸還了資金，社區接管了專案管理，但這件事給投資者帶來了巨大的損失和心理震撼。

3.從Bancor延伸到DEX的問題

如果說誰是第一個嘗試AMM的項目，就不得不提到Bancor。說起來有點可惜，在 DeFi 熱潮之前並沒有受到廣泛關注，所以很多人誤以為 AMM 是 Uniswap 發明的。

如今，隨著Bancor V2的上線，雖然V2引入了預言機提供最新價格、根據預言機價格更新代幣池比例等創新設計，但仍存在一些不足之處。

雖然預言機的引入可以提供更準確的價格訊息，但也帶來了實施上的挑戰。例如，如果中心化交易平台上沒有對應的交易對價格，這就產生了先有雞還是先有蛋的問題。此外，預言機的可靠性和安全性也值得關注。預言機可能成為攻擊目標，導致價格操縱和其他安全問題。
雖然動態池模型可以根據預言機的價格更新代幣池的比例，但在市場波動較大的情況下，流動性提供者（LP）可能面臨更大的損失風險。市場波動越大，LP的無常損失可能越嚴重，可能導致流動性提供者撤資，進而影響流動性池的穩定性和交易效率。
Bancor的設計也可能面臨交易對手風險。雖然引入了預言機機制，但如果市場價格波動劇烈，預言機無法及時更新價格，流動性提供者仍可能面臨較大風險。如果預言機價格更新不及時或不準確，可能會導致LP在價格波動中虧損。

Bancor V2雖然引進了許多創新設計，但其複雜性也提高了使用者的學習和使用門檻。與其他更簡單易用的AMM模型相比，Bancor可能需要使用者俱備更多的專業知識和技術背景才能充分理解並利用其新功能。這可能會限制其用戶成長和市場接受度。

4. ArtexSwap 的 DEX 實現

ArtexSwap 平台的運作方式與 Uniswap 類似，但透過使用 Artela EVM++ 的本機功能增強了安全性。

4.1 Artela的擴展機制

首先，為了更了解ArtexSwap的底層環境，我們先簡單說一下Artela的底層運作機制。這裡的可擴展性實際上包含兩層含義，即EVM的可擴展性和效能。

為了可擴展性，Artela引入了Aspect技術來實現。此技術支援開發者在WebAssembly（WASM）環境中建立鏈上自訂程式。這些程式可以與 EVM 協作，為 dApp 提供高效能的客製化應用程式特定擴充。

更多內容請造訪：Vitalik Buterin 全文：Web3.0基礎架構的下一步：「封裝還是擴充」？（見附錄）

從效能角度來說，是為了提高EVM的執行效率。我們都知道EVM是一個串列虛擬機器環境。與現今的硬體相比，這種方法的利用率很低，因此並行處理就顯得尤為重要。

要實現並行執行，如何解決以下問題：

1. 如何解決同時執行的事物之間的衝突？

採用預測樂觀執行的平行執行策略，假設初始狀態下事務之間不存在衝突，且每個事務記錄修改但不會立即最終確定。

交易執行後，進行驗證，檢查是否有衝突。如果是，則重新執行。

預測性是利用人工智慧模型分析歷史交易數據，預測交易依賴關係，優化執行順序，減少衝突和重複執行。

相較之下，Sei 和 Monad 依賴預先定義的事務依賴文件，缺乏 Artela 基於 AI 的動態預測模型的自適應能力，而這正是 Artela 在減少執行衝突方面的優勢。

2、如何提高IO的速度，減少事務執行的等待時間？

採用非同步預載技術來解決狀態存取所帶來的輸入輸出（I/O）瓶頸。在交易執行之前，Artela透過預測模型將所需的狀態資料從慢速儲存（例如硬碟）預先載入到快速儲存（例如記憶體）。這種預先載入和快取資料技術使得多個處理器或執行緒能夠同時存取它，從而提高了執行的並行性和效率。

3.如何解決寫入時資料膨脹，資料庫處理壓力增加的問題？

Artela結合多種傳統資料處理技術，開發了平行儲存系統，提高平行處理的效率。平行儲存系統主要解決兩個問題：一是實現儲存的平行處理，二是提高高效率地將資料狀態記錄到資料庫的能力。在資料儲存過程中，常見的問題包括寫入時資料膨脹、資料庫處理壓力增加等。為此，Artela採取了狀態承諾（SC）與狀態儲存（SS）分離的策略。此策略將儲存任務分為兩部分：一部分負責快速處理操作，不保留複雜的資料結構，以節省空間並減少資料重複；另一部分則記錄所有詳細的數據資訊。此外，Artela透過將小資料塊合併成大塊來降低資料保存的複雜度，以免在處理大量資料時影響效能。

此外，驗證人節點支援水平擴展，網路可以根據當前負載或需求自動調整計算節點的規模。這個擴容過程由彈性協定協調，以確保共識網路中有足夠的運算資源。

透過彈性運算，可以擴展網路節點的算力，實現彈性區塊空間，允許根據需求申請獨立的區塊空間，既滿足了公共區塊空間的擴展需求，也保證了性能和性能。

這使得DEX網路能夠像Web2的彈性擴展一樣從容應對交易高峰。

值得一提的是，彈性區塊空間作為區塊鏈效能等級擴展的解決方案，其前提是： 事務可以並行化 。只有在提高了事務並行度後，才需要橫向擴展節點機器資源來提高事務吞吐量。 4.2 ArtexSwaps DEX 安全探索

4.2 ArtexSwap的DEX安全探索

來自 ArtexSwap 的 Dex 的另一種架構

ArtexSwap已更新至2.0版本。從ArtexSwap的架構來看，主要關註三個安全方面，即：

DEX如何辨識和預防惡意行為？
交易時如何避免受到地毯拉力的傷害？
如何防止高滑點？

黑名單機制

來自 ArtexSwap 的 Dex 的另一種架構

黑名單機制是一種把安全放在第一位的策略，因為從行為角度來看，參與過壞事的地址和使用者很有可能再次犯罪。透過給帳戶、地址和合約打上危險標籤，ArtexSwap平台可以在交易前對交易雙方和交易環境進行先驗分析。黑名單機制將持續監控交易活動，並將黑名單上的危險份子一一剔除。當偵測到來自黑名單帳戶的操作請求時，這些請求將被自動阻止，以防止惡意行為。

例如，如果一個帳戶因參與拉地毯或其他詐欺活動而被列入黑名單，則該帳戶將無法在 DEX 上進行交易或增加流動性，從而保護其他用戶免受潛在損失。

在本質上， ArtexSwap提供以後端為主的C端被動防禦系統。

防地毯機制

Rug Pull是指開發商或大戶突然增加代幣供應量或撤回流動性池中的大部分資金，導致代幣價格暴跌，投資者蒙受巨大損失的情況。

這種情況通常伴隨著合約的後門。如果合約到了這一步，通常就是漏過黑名單機制的魚了。由於黑名單資料有一定的滯後性，一般有兩種情況：

該合約漏洞尚未被發現。
有沒有發現黑名單？

我們先來說第一個。當沒有直接證據表明代幣合約存在問題時，ArtexSwap 一般會採用樂觀機制來處理，即假設其是安全的，但 ArtexSwap 平台會始終監控任何大幅增加代幣供應量的嘗試。一旦發現此類情況，將會進行封禁，同時也會阻止其他用戶交易相關代幣，以免造成損失。

第二種方法依賴鏈下訊息通訊。當啟用鏈下訊息通訊時，Aspect 允許在區塊鏈之外進行互動和資料交換。這使得ArtexSwap能夠從第三方資訊來源即時取得相關惡意合約的位址，進而對整個DEX上的代幣合約進行安全檢查。一旦發現惡意合約，所有相關作業將直接封鎖。

滑點機制

需要明確的是，在AMM的流動性機制下，高滑點極有可能導致損失。簡單來說，滑點是指交易執行價格與預期價格之間的差異。當市場波動較大或流動性不足時，滑點就會變得顯著。這是一個機制問題。

顯然，防止滑點是預測問題。解決流動性不足的問題並不難。 ArtexSwap平台的合約只需要即時監控流動性池就可以實現這一目標。困難在於市場的波動性，因為市場是外部事件資訊。首先想到的是造訪預言機以獲得市場地位。為了實現這一點，ArtexSwap需要使用其基本運作環境。 Artela 支援 Aspect 技術。 ArtexSwap 使用它在鏈上創建 dApp。 dApp可以與第三方預言機互動以獲取市場波動。 Artela支援AI代理，透過市場狀態資料和AI來預測某一時刻交易的高滑點，並結合上述的流動性監控來獲得估計值。當估計值超過門檻（30%）時，交易將被阻止執行，從而保護交易者免受價格劇烈波動造成的損失。