PDF解密稳定币
密码学与货币政策的结合
Jeremy Clark、Didem Demirag和Seyedehmahsa Moosavi，康考迪亚大学
第一波加密货币，始于20世纪80年代，试图将政府发行的货币（或加密货币爱好者所说的法定货币）数字化。8 第二波浪潮，以比特币7为代表，提供了它们自己独立的货币——其发行和运作独立于任何现有货币、政府或金融机构。比特币的货币（BTC）按照协议中硬编码的时间表以固定数量发行。
用比特币的匿名发明者的话说，
“没有人可以充当中央银行……来调整货币供应量……那将需要一个可信的第三方来确定价值，因为我不知道软件如何知道事物的真实世界价值。如果有一些巧妙的方法，或者如果我们想信任某人来积极管理货币供应以将其与某些东西挂钩，则可以为此编程规则。从这个意义上讲，它更像是一种贵金属。供应量的变化不是为了保持价值不变，而是供应量是预先确定的，价值会发生变化。”2
在没有积极管理的情况下，BTC与政府货币的汇率一直以极端的波动性为标志。图1显示了法定货币和比特币的比较。这些数值是在2016年1月1日至2019年1月1日期间每日检索的。（请注意，1,000 mBTC = 1 BTC）。眯起眼睛看图表，注意英镑（GBP）在2016年6月左右是如何下跌的：这种看似温和的收缩实际上是英国脱欧公投后所谓的“急剧下降”和“剧烈波动”。然而，当与BTC的巨大波动放在一起时，它完全被掩盖了。
第三波浪潮？
极端波动性并非BTC所独有。它也可能出现在其同时代的货币中：ETH（以太币）和XRP（瑞波币）。这种不稳定性是一个实际重要的问题：波动性鼓励用户囤积（如果价值上涨）或避免使用（如果价值下跌）该货币，而不是使用它。它使借贷风险加大，因为货币波动可能超过利息支付。缺乏借贷和信贷会阻碍成熟金融市场的形成。作为回应，人们提出了大量关于新型加密货币设计的提案，这些设计声称提供类似于（或完全镜像）美元等政府发行货币的稳定汇率。这些设计被称为稳定币。
稳定币最近引起了很多关注，既有积极的也有消极的。根据CoinMarketCap（一个为加密货币提供财务指标的服务）的数据，在给定的日子里，泰达币（Tether Limited 发行的加密货币）的交易额超过了比特币——尽管人们对泰达币的储备存在疑问，并且监管机构对其关联公司进行了调查。Facebook 的 Libra 稳定币项目的宣布成为了国际头条新闻，并受到了美联储委员会、美国立法者，甚至在任美国总统的关注。另一个项目 Basis（原名 Basecoin）筹集了 1.33 亿美元的风险投资，但当它找不到通过美国金融监管的可行途径时就倒闭了。包括瑞典和丹麦在内的中央银行已经探索了政府发行的稳定加密货币的想法。
稳定币承诺提供比特币的功能，而没有其汇率的过山车式波动。但是，这种新型加密货币真的能用算法和智能合约胜过数十年的中央银行政策吗？
知识鸿沟
理解稳定币的工作原理应该很容易。大多数项目都有概述其设计方案的白皮书，这些币被推销给公众，并且不乏调查各种设计的在线文章。
不幸的是，系统化这些知识存在许多陷阱。许多白皮书都被术语所掩盖——术语未定义，并且在其他项目和金融文献中不一致地使用。在其他情况下，系统组件似乎被错误地标记了。例如，一个明显符合证券或衍生品定义的组件，反而可能被标记为债券或贷款。也许这是缺乏精确性。也许这是一种使非常规协议显得更常规的策略。或者，也许这些是无意识的尝试，目的是将任何监管风险信号保持在半桅杆高度。无论如何，在这里我们努力提供直接而简单的解释。与我们的工作并行，其他学者也提出了他们自己的分类法。6,9
稳定币如何运作？
我们首先在 CoinDesk（一个在线加密货币新闻来源）上查找稳定币项目，使用诸如“稳定币”、“稳定性”和“价格稳定”之类的搜索查询。这产生了截至 2019 年 1 月 11 日的 185 篇文章。（鉴于其高知名度，在此日期之后发布的 Facebook 的 Libra 币也包含在内。）有足够文档记录的 25 个项目被分类为如图 2 所示。项目根据其主张进行分类（例如，不能保证被归类为“可赎回”的项目能够实际赎回支持其币的资产）。项目根据其在 CoinMarketCap 上的排名进行排序，CoinMarketCap 评估在交易所服务中积极交易的加密货币。未上市的项目排名为 ⊥。
接下来，每个项目都被提炼成一个核心的稳定性机制。我们没有列举每种“品牌”的稳定币如何运作的复杂细节——这些细节明天可能会改变——而是专注于基本原理。广义上讲，这些项目可以分为两类：（1）试图直接匹配美元等第二种资产的稳定性，并且没有这种基础资产就无法存在的项目；以及（2）提出独立货币的项目，这些货币具有算法和/或人为干预机制来提供稳定性。
类型 1：支持型稳定币
第一种通用类型的稳定币试图匹配第二种目标资产（例如美元）的稳定性，要么通过利用它（直接支持），要么通过利用第三种储备资产（如 ETH）（间接支持）。这些稳定币没有其基础资产就无法存在。
直接支持且可赎回
对于此类别的稳定币，运营加密货币的公司获得一些有价值资产的储备——可能是美元或其他主权货币、黄金或其他商品，或一篮子多种资产。然后，它发行代表基础资产单位的数字代币，这些代币可以在线兑换（例如，假设一个代币可以兑换 1 美元）。
工作示例：Alice 是一个可信的第三方，她使用以太坊来实例化一个 DApp（去中心化应用程序），该 DApp 发行 1,000 个 AliceCoin 作为标准代币（例如，ERC20）。她为一枚 AliceCoin 索要 1 美元，并承诺以 1 美元赎回任何 AliceCoin。如果 Bob 以 10 美元购买了 10 枚 AliceCoin，Alice 会将这 10 美元存入银行账户。每当 Alice 收到 AliceCoin 的购买订单并且没有剩余的 AliceCoin 出售时，她都会创建新的 AliceCoin。如果 Carol 想要赎回 5 枚 AliceCoin，Alice 会取出 5 美元并与 Carol 兑换，将这些 AliceCoin 从流通中移除。Alice 经常发布银行对账单，显示她的账户持有足够的美元来赎回所有流通中的币（AliceCoin 的数量可以随时在以太坊上查看）。
侧边栏：以太坊和 DApp 入门
直接支持和可赎回货币的想法早于比特币：Liberty Reserve 提供了一种类似的数字货币，但对其可赎回性存在一些注意事项（更不用说其合法性了）。然而，Liberty Reserve、e-gold 和类似的区块链前服务会在私有服务器上维护交易详情和账户余额。区块链为交易实现了去中心化信任，而币的创建和赎回过程则依赖于一家值得信赖的公司。简而言之，这种类型的稳定币比比特币更中心化，但比 Liberty Reserve 更去中心化。还要考虑到，虽然降低中心化程度可能对信任和透明度有利，但还需要采取额外的措施来确保它不会损害隐私。
侧边栏：比特币和区块链入门
为了进行更细致的分析，图 3 提供了一个比较评估，其中实心圆 (●) 表示相应的机制（行）在合理范围内满足属性（列）。半圆 (◒) 表示属性已满足，但满足程度有限。空心圆 (○) 表示未满足。问号 (?) 表示已提出一种用于稳定性的启发式方法，但其工作条件尚未充分确定以进行评估。最后，(×) 表示该属性不适用。
回顾一下 AliceCoin 的发行机制。如果买家愿意为 1 枚 AliceCoin 支付超过 1 美元，则可以以 1 美元的价格生成新币并将其出售给这些买家以获取利润，从而确保出价返回到 1 美元（它可以纠正高估）。如果卖家愿意以低于 1 美元的价格出售 1 枚 AliceCoin，则可以购买这些币并以利润赎回，从而确保报价返回到 1 美元（它可以纠正低估）。
实际上，交易不是免费的、高效的或完全无摩擦的，因此预计会出现一些价格偏差。如果赎回受到质疑，那么价格可能会自由地从 1 美元下跌（尽管这不一定会发生；请参阅下一节）。运营公司的可信度和储备托管人的可信度至关重要，财务审计是建立信心的重要一步（尽管在审计基于区块链的资产时存在许多陷阱10）。
直接支持
如果一个稳定币的运作方式与上一节完全相同，但不提供币的基础资产的赎回流程，该怎么办？如果在赎回方面没有明确的主张，则该项目在图 2 中被列为直接支持。
工作示例：Alice 是一个可信的第三方，她发行 1,000 个 AliceCoin 作为 ERC20 代币。她为 1 枚 AliceCoin 索要 1 美元，并承诺将付款存入银行账户并持有。与之前一样，Alice 在 AliceCoin 用完时创建新的 AliceCoin，并定期发布银行对账单。她不提供 AliceCoin 直接兑换美元的服务。
在这里，出于与上一节相同的原因，出价不会超过 1 美元。然而，如果报价在 0 美元到 1 美元之间变化（即，该机制不能防止低估），则不再有利润可图。一般来说，此类别的币实际上可以由一个用户赎回：运营该币的公司。它可以购买被低估的币，以从其储备中释放 1 美元。因此，此类别的稳定币会受到审查（在运营公司允许的范围内），以确保储备完好无损。如果每枚 AliceCoin 没有 1 美元的 respaldo，Alice 可能会过度发行 AliceCoin 以致富自己。
此类别的最大币是泰达币。泰达币声称是可赎回的，但用户报告称赎回过程存在很多摩擦，该公司被指控发行币以操纵市场，5 并且该公司并非总是维持充足的美元储备以允许赎回所有泰达币（由于这些原因，我们在此处对其进行分类）。对许多人来说，泰达币为何仍保持高流动性，并且每日交易量超过包括比特币在内的所有其他加密货币的价值（根据撰写本文时的 CoinMarketCap 数据）是一个谜。一种解释是它太有用而不能失败。
泰达币和关联交易所 Bitfinex 说明了一个关键用例，即作为交易员和投机者的临时价值存储。想要将 BTC 剥离为美元的交易员有三个选择：（1）将美元持有在交易所账户中，但该账户只能在同一交易所使用，并且要求该交易所是值得信赖的托管人；（2）从交易所提取美元，但这需要身份验证（在大多数司法管辖区），一家愿意接受加密货币交易收益的银行，以及相当长的时间延迟；（3）将 BTC 兑换成稳定币，该稳定币可以从交易所提取（即，从交易所转移到 Alice 的私钥），几乎没有摩擦、延迟或监管监督。第三种选择是一种平衡的替代方案——提取的稳定币可以转移到不同的交易所，转移给其他用户，或用于直接购买，而无需涉及原始交易所。简而言之，它比将美元留在交易所账户中提供了更大的灵活性，并且比提取美元的摩擦更小。
间接支持
之前的两种机制——直接支持且可赎回，以及直接支持——都对运营货币的公司提出了很高的信任假设（回顾图 3）。一种货币能否由 DApp 自主管理？这种机制的关键思想是提供一种可赎回的代币，该代币可以按当前的 USD/ETH 汇率转换为价值 1 美元的 ETH。因此，收到的 ETH 数量将根据汇率的波动而增加或减少。由于区块链本身不了解汇率，因此该机制仍然需要一个值得信赖的实体（称为预言机）将汇率写入区块链（或者可以跨一组预言机达成共识）。
工作示例：不再假设 Alice 是值得信赖的。她建立了一个可以持有 ETH 并发行代币的 DApp。DApp 使用当前汇率（由可信的第三方预言机提供给 DApp）确定多少 ETH 等于 1.50 美元，Alice 将此数量的 ETH 存入 DApp。DApp 向 Alice 发行了两个排队位置——每个位置都是一个可转让的代币。在未来的某个时间，第一个排队位置的持有者可以按当前的汇率赎回最多价值 1 美元的已存入 ETH，而第二个排队位置的持有者将获得任何剩余的 ETH。Alice 将第一个排队位置（作为名为 AliceCoin 的稳定币）以 1 美元的价格转让给 Bob，并将持有或出售第二个排队位置。当 Bob 赎回 AliceCoin 时，当 ETH 的整个存款价值超过 1 美元时，它将价值 1 美元的 ETH。如果汇率下跌到足够低的程度，整个存款将价值低于 1 美元——Bob 将获得所有存款，而第二个排队位置的持有者将一无所获。
只要有像 Alice 这样的人愿意锁定 1.5 倍于他们收到面值的 ETH 存款（这称为过度抵押），对超过 1 美元的 AliceCoin 的出价就会得到满足。以低于 1 美元的价格提供的 AliceCoin 可以被购买并赎回以获取利润，前提是 DApp 持有足够的 ETH。否则，AliceCoin 将在 0 美元到 1 美元之间出售，具体取决于 DApp 持有的 ETH 的价值。
Alice 提供这样的 AliceCoin 是否有风险？持有第二个排队位置比持有 ETH 本身更具波动性。这种稳定性机制没有（也不能）消除波动性；它只是将其从第一个排队位置推到第二个排队位置。然而，第二个排队位置永远不会比 DApp 中持有的 ETH 的全部金额少 1 美元。通过保留她为 AliceCoin 收到的 1 美元，Alice 可以抵消第二个排队位置的任何损失。她承担的风险不比持有 ETH 多。第二个排队位置也可以出售给寻求风险的人：该代币是对 ETH 升值的杠杆押注。Bob 有风险吗？在大多数情况下，持有 AliceCoin 的目的与持有美元相同。然而，如果 USD/ETH 汇率迅速恶化，AliceCoin 将耗尽其缓冲，并开始贬值（以与 ETH 相同的速度）。
以下是在部署间接支持型稳定币时需要考虑的一些设计决策：过度抵押率应该是多少（例如，1.5 倍）？AliceCoin 何时可以赎回（例如，按需赎回、经过一段时间后赎回、在 USD/ETH 变动后赎回等）？如何发行多个 AliceCoin（例如，每个币的抵押品单独持有，还是所有币的抵押品汇集在一起，并且币是可互换的）？
类型 2：基于干预的稳定币
第二大类稳定币包括那些提出独立货币的项目，这些货币具有算法和/或人为干预机制来提供稳定性。
货币供应量调整
可信的预言机提供加密货币与美元等价值稳定的资产之间的当前汇率。当加密货币升值时，加密货币的供应量就会增加；当它贬值时，供应量就会减少。该机制基于中央银行历史上如何控制其经济；然而，现代中央银行在过去失败后放弃了汇率目标制的具体做法。
也就是说，汇率只是一个例子，也可以使用其他金融指标：预言机提供的利率（如果出现借贷市场）或购买力；链上指标，例如交易量（如果这些指标被证明可以抵御操纵）；或人为酌情权（例如中央银行本身4）。
允许加密货币扩张并不困难。谁接收新货币是一个设计决策，选项包括：（1）现有货币持有者按其持有比例；（2）通过随机抽奖的现有持有者；（3）矿工；或（4）特定实体，例如中央银行。确定当货币收缩时谁会遭受损失是主要的挑战。
工作示例：Alice 分叉比特币以创建一个名为 AliceCoin 的新山寨币。她根据此处概述的规则调整了发行新 AliceCoin 的时间表（称为 coinbase 金额）。她为 AliceCoin 与美元的最新汇率设置了一个可信的预言机。AliceCoin 被编程为在 AliceCoin 的价格超过 1.02 美元或跌破 0.98 美元时应用干预措施。如果价格超过 1.02 美元，则允许矿工增加 coinbase 金额（由价格超过 1.02 美元的幅度决定，通过某种数学关系）。如果价格跌破 0.98 美元，则矿工必须根据相同的关系减少 coinbase 金额。声明的 coinbase 的正确性由其他矿工在决定接受还是拒绝挖出的区块时进行验证，就像比特币中的所有其他检查条件一样。
如果许多对 AliceCoin 的出价超过 1.02 美元，则一些新注入的货币可能会花费在获取美元上，直到所有愿意支付超过 1.02 美元的买家都购买了 AliceCoin。这仅仅是一个启发式论证，因为无法保证接收者会将新货币花费在美元上，尤其是当对美元的需求下降时。低于 0.98 美元的报价的理由是对称的：货币紧缩可能会使持有者不太愿意将其花费在美元上。然而，如果价格下跌是由对 AliceCoin 的需求不足而不是供应过剩引起的，那么减少供应只会稀释市场，而实际上不会给交易员提供交易和纠正低估的动力。
当 coinbase 动态增加或减少时（这称为弹性 coinbase），增加可以任意数量，但减少不能低于零。当 coinbase 恰好为零时，矿工仍然有挖矿的动力，因为交易中提供了费用。事实上，这就是比特币最终（预计在 2140 年发生）在所有 BTC 创建后将如何运作的方式（它的运作效果如何值得商榷1）。
coinbase 可以为负数吗？由于矿工获得的奖励是 coinbase 和交易费用的总和，如果交易费用大于负 coinbase，则 coinbase 确实可以适度为负数。在这种部署下，用户实际上是在燃烧他们的交易费用以收缩货币供应量。
资产转移
第二种子类型的基于干预的稳定性机制扩大和收缩货币供应量以影响其价值；然而，它使用一种不太直接的收缩方法，如下例所示。
工作示例：Alice 使用 ERC20 代币实例化一个名为 AliceCoin 的 DApp。DApp 被编程为在 AliceCoin 的价格根据可信的预言机超过 1.02 美元或跌破 0.98 美元时应用干预措施。如果价格超过 1.02 美元，则 DApp 会创建一组新的 AliceCoin（与之前一样，根据某种数学关系）并将它们转移给排队等待的用户。用户如何排队等待？当价格跌破 0.98 美元时，DApp 会在队列末尾创建新的位置，并将它们拍卖给出价最高者。购买排队位置的付款以 AliceCoin 的形式从出价者支付给 DApp，DApp 会销毁付款。排队位置是一个可转让的代币。如果队列为空，则根据后备策略分配 AliceCoin。
如果许多超过 1.02 美元的出价仍然未执行，则逻辑遵循上一节：货币被分发出去，希望购买更多的美元。低于 0.98 美元的报价的理由是，个人将购买排队位置，如果这个前提成立，那么由此产生的货币紧缩遵循与上一节相同的逻辑。购买排队位置具有高度投机性——货币可能不会恢复稳定，并且可能永远不会达到该位置。随着队列变长，排队位置的价格会下降，投机市场会精简为想要更高和更高风险/回报率的交易员。这些趋势不能保证，甚至不能指向价格的恢复。
讨论和结论
总而言之，一些稳定币将低波动性币代币化并将其带到区块链上。其他稳定币通常玩两种技巧之一：第一种是扩大和收缩货币数量以稳定价值；第二种是将两种高波动性币（例如，基础加密货币的币）变成一种稳定币和一种极具波动性的币。这最后一个技巧类似于其他金融资产，它们不会降低整体风险，而是将其从资产的一个部分转移到另一部分。
本文的更详细版本以白皮书的形式提供。3 它包括有关类别的更多详细信息和讨论、对这些币的稳定程度的一些实证研究、稳定币永远不会完全稳定的原因，以及对以太坊用于支付计算（gas）的机制是否稳定的评估（答案：目前看来并不稳定）。
图 4 取自白皮书，显示了两种法定货币（加元 [CAD] 和欧元 [EUR]）和两种稳定币（泰达币和 BitUSD）相对于美元和 BTC 的价格波动性（价格来自 2017 年 1 月至 2018 年 11 月；1000 mBTC = 1 BTC）。垂直线段表示货币与美元相关，而水平线段表示与 BTC 相关。虽然加元和欧元是自由浮动货币，但它们表现出的稳定性与稳定币并无太大差异，这表明这些经济区类似的中央银行业务的稳定性。
侧边栏：价格
加密货币（像任何资产一样）有两种价格：（1）某人愿意支付的最高价格；以及（2）某人愿意出售的最低价格。这些分别称为最佳买入价和最佳卖出（或要价）价。请注意，最佳买入价在逻辑上应低于最佳卖出价；否则，将发生交易（这些价格可能偶尔会“交叉”，但这应该是暂时的，并且可以通过交易迅速解决）。假设一种稳定币旨在确保一个单位始终定价为 1 美元。要论证稳定性，必须证明买入价永远不会超过 1 美元，并且卖出价永远不会低于 1 美元。相反，请注意，买入价可能会低于 1 美元（每个人都宁愿支付低于某物价值的价格），而要价可能会超过 1 美元（每个人都宁愿收到高于某物价值的价格）。
为什么有这么多稳定币项目？币之间的差异化是沿着几个参数进行的：（1）可以兑换币的资产类型：美元、欧元、黄金等。；（2）底层区块链（例如，比特币、以太坊等）和底层技术设计（可更新合约、治理等）；以及（3）运营所在的国家/地区，这决定了所需的监管合规程度。
接下来是什么？自主权稳定币很有趣，并且可能会继续存在；然而，它们面临来自银行、金融跟踪和（可能）证券法的众多监管障碍。对于由政府货币支持的稳定币，最终的表达形式将是 CBDC（中央银行数字货币）。由于纸币一直在稳步下降（并且在合法交易中不成比例地下降11），CBDC 可以以技术优势和高效结算重新引入现金，同时最大限度地减少用户费用。
致谢
作者按字母顺序列出。D. Demirag 和 S. Moosavi 应被视为同等的第一作者。J. Clark 感谢 AMF（金融市场管理局）和国家科学与工程研究委员会 (NSERC)/Raymond Chabot Grant Thornton/Catallaxy 区块链技术工业研究主席对该研究项目的支持。S. Moosavi 感谢魁北克研究基金 - 自然与技术 (FRQNT) 的支持。
参考文献
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最初发表于《Queue》杂志 第18卷，第1期—
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