DeFi 혁신 사례 중 가장 영향력 있는 기술 중 하나는 자율적으로 기능하는 마켓 메이커(Automated Market Maker, AMM) 방식의 탈중앙화 거래소(DEX) 입니다. AMM 덕분에 온체인에서 다양한 토큰에 대한 유동성이 제공되어 DEX에서의 거래가 가능해졌습니다.

AMM는 유저들이 암호화폐를 거래하는 근본적인 방식을 변화시킵니다. 기존의 매도/매수 오더북 대신 이미 자금이 있는 온체인 유동성 풀에서 거래를 진행합니다. 유동성 풀 덕분에 유저들은 온체인에서 완전히 분산된, 비수탁형 방식으로 토큰 스왑을 활발하게 할 수 있습니다. 유동성 공급자들은 유동성 풀에 대한 기여율에 따라 거래 수수료를 받아 불로소득을 창출할 수 있습니다.

해당 포스팅에서는 AMM의 운영 방식 및 내재된 문제점에 대해 분석하고 이를 해결하는 방안에 대해 검토할 것입니다. 몇 가지 인사이트는 다음과 같습니다.

  • AMM에는 CSMM(Constant Sum Market Maker), Constant Mean Market Maker(CMMM), advanced Hybrid CFMM과 같은 다양한 종류가 있습니다.
  • 비영구적 손실(impermanent loss), 강제 멀티 토큰 익스포져(multi-token exposure), 낮은 자본 효율성 등이 AMM가 극복해야 하는 주요 도전과제입니다.
  • 뱅코르(Bancor), 유니스왑(Uniswap), 커브(Curve) 등의 혁신 덕분에 대규모 유동성 공급자들에게 AMM가 더 매력적이게 되어 자본 효율성 증대, 변동성 리스크 감소 및 더 많은 자본 공급 옵션을 제공하고 있습니다.
  • 체인링크 오라클을 활용해 뱅코르는 다가오는 V2 릴리즈에 맞춰 처음으로 가치변동성 토큰에 대한 비영구적 손실(impermanent loss) 문제를 해결하길 목표하고 있습니다.

더 자세한 분석을 제공해 체인링크는 DeFi 유저들에게 AMM에 대한 챌린지 및 혁신에 대해 알려 탈중앙화 유동성이 완전한 잠재력을 실현시켜 DeFi 생태계의 기반에 중요한 역할을 하고 더 큰 금융 세계에 영향을 미치길 희망합니다.

AMM(Automated Market Makers)에 대한 전반적 설명

마켓 메이커(MM)는 유동적이지 않은 거래소에서 가격 형성을 하는 역할을 하는 주체입니다. MM들은 이익을 창출하기 위해 자신의 계정에서 자산을 매매합니다. 그들의 거래 활동은 다른 거래자들을 위한 유동성을 창출해 더 많은 거래자들에게 슬리피지(slippage) 발생 확률을 줄일 수 있습니다. .

AMM의 알고리드믹 “Money Robots”은 DeFi처럼 전자 시장 내 프라이스 액션(price action)을 모방합니다. 다양한 형태의 DEX가 존재하는데 AMM 방식의 DEX는 한결같이 가장 높은 유동성과 일 평균 거래량을 기록했습니다.

Constant Function Market Makers (CFMMs) 디지털 자산을 거래할 수 있도록 고안된 분산 거래소인 CFMM(Constant Function Market Makers)은 가장 인기 있는 AMM종류입니다. 이런 AMM 거래소들은 상수 함수를 기반으로 운영이 되며 거래하는 토큰 페어의 준비금의 합이 늘 일정하게 유지되어야 합니다. 비수탁형 AMM에서는 스마트 컨트랙트를 사용해 거래하려는 토큰 페어의 디포짓을 받아 모든 거래자들이 토큰 스와프 할 때 유동성을 활용할 수 있도록 합니다. 따라서 유저들은 직접 상대방과 거래해야 하는 오더북 거래소와 달리 스마트 컨트랙트(유동성 풀 내 자산)를 통해 거래할 수 있습니다. 2017년 이후 생긴 CFMM에 대한 주요 설계 법이 있습니다.

가장 처음 등장한 종류는 가장 초기의 AMM 기반 DEX인 뱅코르와 유니스왑에서 인기를 끈 CPMM(Constant Product Market Maker)입니다. CPMM은 x*y=k 공식을 바탕으로 각 토큰의 수량(유동성)에 따라 두 토큰의 가격대를 형성하는 것입니다. K라는 상품을 일정하게 유지하기 위해서는 X 토큰의 공급이 늘어나면 Y 토큰의 공급은 줄어들 수밖에 없고 반대의 경우도 마찬가지입니다. 이를 고려하면 늘 유동성이 있는 쌍곡선이 이뤄지지만 양 끝에서 무한대에 수렴하는 가격 고점에 다가가게 됩니다.

CPMM을 시각적으로 확인할 수 있는 그래프입니다. (출처: Dmitriy Berenzon)

두번째 종류는 CSMM(Constant Sum Market Maker)입니다. 제로 슬리피지 거래에 최적화되어있지만 무한 유동성을 제공해 주진 않습니다. CSMM은 x+y=k공식을 따르기 때문에 그래프로 보면 일직선의 형태를띕니다. 이로 인해 차익거래자들이 토큰의 오프체인 레퍼런스 가격이 1:1이 아니면 토큰 하나의 준비금을 완전히 바닥낼 수 있습니다. 이런 상황이 발생하면 한 쪽의 유동성 풀을 파괴시킬 수 있으며 유동성 공급자들에게 손실을 입혀 거래하는 사람들을 위한 유동성을 남기지 못할 수 있습니다. 이러한 이유 때문에 CSMM는 잘 사용되지 않는 AMM 모델입니다.

CSM를 시각적으로 확인할 수 있는 그래프 (출처: Dmitriy Berenzon)

세 번째 종류는 CMMM(Constant Mean Market Maker)으로 AMM에서 두 가지 이상의 토큰을 보유할 수 있고 기존 50/50 비율 외 다른 가중치 설정도 가능합니다. 이 모델에서는 각 보유금의 가중치의 산술적 평균값(mean)이 일정하게 유지됩니다. 세 가지 자산에 대한 유동성 풀에 대한 공식은 다음과 같습니다. (x*y*z)^(⅓)=k. 이를 통해 다양한 다른 자산이 풀에 노출이 될 수 있고 풀 내 자산간 스와프가 가능합니다.

AMM 기반 유동성이 진화하면서 더 진보된 형태의 하이브리드 CFMM가 등장하게 되었고 유동성 공급자들에게는 리스크 노출 조정 또는 거래자들에게는 더 낮은 슬리피지를 위한 것과 같은 특정 행동을 달성하기 위해 몇 가지 기능 및 파라미터를 결합합니다.

예를 들어 커브 AMM은 CPMM과 CSMM을 결합해 더 촘촘하게 유동성을 제공해 거래 시 슬리피지를 낮추려 노력합니다. 결과적으로 파랑색 라인인 직각쌍곡선이 대부분의 거래시에는 직선의 형태를 띄고 대규모 거래 발생 시에만 급격한 커브 형태 보이고 있습니다.

Curve Whitepaper‌‌

포스팅 남은 부분에서는 주로 AMM가 가진 주요 문제를 극복하기 위해 다른 방식으로 설계된 AMM종류에 대해 설명하겠습니다. DeFi 1세대 AMM풀은 최근 2년간 눈부신 성장을 기록했지만 비영구적 손실, 낮은 자산 효율성멀티 토큰 익스포져(exposure) 와 같이 더 널리 도입되지 못하게 하는 몇 가지 장애물들이 있습니다.

AMM의 성장을 저해하는 내재된 문제

비영구적 손실

AMM 풀에 유동성을 공급하는 유저들이 경험하는 가장 주된 리스크이자 잘 알려진 리스크는 비영구적 손실입니다. AMM에 예치해둔 토큰의 가치와 월렛에 보유하고 있는 토큰의 가치가 시간이 경과함에 따라 차이가 생기기 때문에 AMM 내 토큰의 시장 형성 가격이 예상 범위 내에서 벗어날 때 손실이 발생합니다. AMM은 자동으로 환율을 적용하지 않기 때문에 차익거래자가 저평가된 자산을 매도하거나 고평가된 자산을 AMM가 제공하는 가격이 외부 시장에 걸쳐 형성된 가격에 매치할 때까지 매수해야만 합니다. 차익거래자가 얻은 수익은 유동성 공급자들의 주머니에서 나오게 되고 고로 손실이 발생합니다.

Impermanent loss in automated market marker based decentralized exchanges

AMM에서 거래되는 토큰 페어의 상대적 가치가 비슷하지 않은 경우 비영구적 손실이 발생합니다.

위의 예시에서 AMM 내 비영구적 손실이 일어난 이유는 다른 거래소에서의 거래 활동 때문에 ETH의 시장 가격이 변동이 되었기 때문입니다. 외부적 가격 변동 요인에 대해 AMM는 내부적으로 풀 내에서 환율을 재조정해 외부 시장의 환율과 동일하게 하도록 합니다. ETH를 BNT로 스와핑하는 재조정 과정에서 AMM 전체 풀 보유량이 조금 감소합니다.

이 현상이 “비영구적” 손실이라고 불리는 이유는 AMM 내 토큰의 상대가격이 원래 수준으로 돌아오면 손실이 사라지고 유동성 공급자들이 계속해서 수수료로 수익을 창출할 수 있습니다. 하지만 이런 현상은 자주 일어나지 않고 대부분의 유동성 공급자들은 거래 수수료를 초과하는 손실을 입게 되어 결과적으로 비영구적 손실을 입게 됩니다.

하단의 그래프에서는 거래 수수료를 고려하지 않은 채 ETH-DAI AMM 풀에서 유동성을 제공하면 비영구적 손실이 생기는 이유를 보여줍니다.

Impermanent loss from ETH price change starting from 100 USD per ETH

1ETH당 $100에서 시작해 ETH 가격 변동에 따른 비영구적 손실

멀티 토큰 익스포져

일반적으로 AMM는 유동성 공급자들이 필수적으로 두 가지 다른 토큰에 대한 디포짓을 공해 거래의 양쪽에서 동일한 양의 유동성을 제공하도록 합니다. 결과적으로 유동성 공급자들은 하나의 토큰에 대한 롱 익스포져를 취할 수 없고 추가로 ERC20 준비금을 보유해야 합니다. 만약 하나의 토큰에 대한 수량이 많은 기관이 있거나 하나의 개인이 하나의 토큰에 대한 유동성을 공급하고 싶다고 해도 원하는 토큰의 유동성을 공급하기 위해 다른 자산을 매도해야 합니다. 이를 통해 풀의 기본 토큰에서 그들의 보유량을 줄이고 다른 자산의 익스포져를 늘려야 합니다.

낮은 자본 효율성

AMM는 오더북 기반 거래소와 같은 수준의 슬리피지를 유지하기 위해 큰 유동성 풀을 필요로한다는 비판을 받고 있습니다. 이러한 이유는 AMM 유동성의 상당 부분이 가격 커브가 지수 곡선이 될 때만 사용되기 때문입니다. 따라서 이성적인 거래자들은 극심한 슬리피지를 경험한 적이 있기 때문에 대부분의 유동성은 사용되지 않을 것입니다.

AMM 유동성 공급자들은 거래자들에게 제공되는 기준 가격점에 대한 통제를 할 수 없으며 이로 인해 AMM가 잘 활용되지 못하고 제대로 관리되지 않는 “게으른 유동성”이라는 비판을 사기도 합니다. 오더북 기반 거래소들의 MM들은 그들의 토큰 매매 기준 가격점을 제어해 원하는 가격으로 맞출 수 있습니다. 따라서 자본 효율성은 높지만 이를 위한 적극적인 참여와 유동성 관리에 대한 관리감독이 수반됩니다.

AMM개선을 위한 혁신적 방안

1세대 AMM에는 많은 한계점이 있고 새로운 설계 패턴을 가진 혁신적인 프로젝트들이 이 문제를 해결하고 있습니다.

높은 자본 효율성 및 낮은 슬리피지를 구현한 AMM

지난번 섹션에서 언급했듯 하이브리드 CFMM는 유동성 풀이 대부분 일직선이고 한계점에 도달했을 때만 포물선 형태를 띈 환율 커브가 형성되기 때문에 슬리피지가 상당히 낮은 거래가 가능합니다. 자본이 더 효율적으로 사용되기 때문에 유동성 공급자들은 더 많은 거래 수수료를 지급받으며(각 거래 당 기본 수수료는 낮지만) 차익거래자는 풀 재조정을 통해 이득을 볼 수 있습니다.

커브는 비교적 안정적인 1:1 환율을 가진 토큰 간 슬리피지가 낮은 거래를 구현할 수 있습니다. 비록 최근 커브는 renBTC와 wBTC와 같은 랩트비트코인을 페어로 한 스테이블 거래소를 런칭하긴 했지만 이 해결법은 주로 스테이블코인을 위해 고안되었습니다.

뱅코르 V2는 풀의 준비금 가중치를 동적으로 업데이트해 준비금의 가치를 1:1 비율로 맞추도록 하는 비슷한 메커니즘을 활용해 이 낮은 슬리피지 모델을 가치변동형 자산에까지  적용하려 합니다. 유동성은 일반적인 가격대에서 더 증가할 수 있으며 차익거래자들이 풀을 재조정하기 위한 인센티브도 그대로 유지합니다.

출처: 뱅코르 V2 유동성 확장 관련 포스팅

비영구적 손실 문제 개선

뱅코르는 다가오는 V2 릴리즈에서 처음으로 가치변동형 토큰의 비영구적 손실 문제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 뱅코르 V2는 고정된 유동성 준비금을 사용해 비영구적 손실의 리스크를 줄이기 위해 노력하고 있고 이를 통해 AMM 준비금의 상대적 가치를 일정하게 유지할 수 있습니다. 얼마 전까지만 해도 같은 자산 페어 만을 통해 1:1 가격 비율을 유지할 수 있었습니다. 하지만 뱅코르 V2는 변동형 환율을 가진 자산에 체인링크 오라클을 활용할 것입니다. 이는 비 스테이블코인 디지털 자산을 사용하는 AMM에게 있어서 유동성 공급자들의 리스크를 감소시킬 수 있기 때문에 혁신적인 방법입니다.

뱅코르 V2 풀은 체인링크 오라클을 사용해 외부 시장 가격에 따라 토큰의 가격이 예상 범위를 벗어나더라도 정확한 환율을 유지할 수 있도록 할 것입니다. 차익거래자들이 환율을 바꾸려고 하는 것이 아니라 오라클이 가격 업데이트를 제공해 AMM의 비중을 바꿔 내부 환율이 외부 시작 가격에 매치될 수 있도록 할 것입니다. 이로 인해 더 이상 차익거래자들이 유동성 공급자들의 이득을 비영구적 손실의 형태로 빼앗아가지 못하게 됩니다.

Bancor V2 uses Chainlink oracles to remove impermanent loss

체인링크 오라클을 통해 뱅코르 V2가 시장 가격 변화 및 비영구적 손실을 없애는 방법

그 대신 차익거래자들은 토큰 거래를 위해 AMM 풀에서의 토큰 분포를 조정하기 위해 필요합니다. 뱅코르 V2는 유동성 풀이 50/50으로 돌아오기 전까지 더 낮은 가중치(weight)의 준비금 유동성 공급자들이 더 높은 ROI를 얻기 때문에 늘 밸런스를 맞추려고 노력합니다. 따라서 모든 유저들과 유동성 공급자들은 모두 그들이 얻는 수익이 일반적 시장 가격 변동이 아닌 거래 수수료에 기인한다는 것을 믿고 안심하고 뱅코르를 사용할 수 있습니다.

멀티 토큰 익스포져

유니스왑 V2는 어떤 ERC20 토큰도 다른 ERC20 토큰과 함께 풀에 공급 가능하게 되고 유동성 공급자들이 ETH에 대한 익스포져가 없어도 됩니다. 이 덕분에 유동성 공급자들은 더 다양한 ERC20 토큰 포지션을 취할 수 있고 거래자들이 사용할 수 있는 풀 내 토큰 콤비네이션이 더 다양하게 됩니다. 뱅코르 V2는 여기에서 한 단계 더 나아가 유동성 공급자들이 하나의 토큰에 대한 익스포져가 가능해 유동성을 위해 다른 토큰에 대한 디포짓이 필수적이지 않습니다. 체인링크 오라클을 통해 유동성 준비금을 고정해 유저들은 AMM에서 어떤 토큰에 대해 원하는 익스포져를 할 수 있으며 어떤 ERC20 토큰에 대한 100% 익스포져, BNT에 대한 100% 익스포져, 또는 두 개의 토큰에 대해 다른 비율의 익스포져도 가능합니다. 비영구적 손실 문제도 개선되었기 때문에 특히 선호하는 자산에 대한 익스포져를 본인이 컨트롤하고 싶은 암호화폐 투자자들에게 적합합니다. 이로 인해 추가 준비금 없이도 AMM에 낮은 리스크로 유동성을 공급하고 싶은 토큰 팀 및 투자 펀드를 불러 모을 수 있습니다.

미래를 위한 AMM 혁신

뱅코르에서 유니스왑에서 커브까지, 그리고 더 많은 AMM 기술들이 모든 디지털 자산에 대한 유동성에 언제든 접근할 수 있는 새로운 기회를 열어주었습니다. AMM는 기존에 유동성이 없던 시장에 프라이스 액션만 제공하는 것이 아니라 고도로 안전한, 전 세계적 접근성이 있는 비수탁형 방식으로 운영될 것입니다.

AMM는 이미 눈부신 성장을 했지만 자본 효율성 제고, 멀티 자산 풀, 비영구적 손실 감소 및 필요한 인프라 제공 등과 같은 혁신을 고려한다면 기존 시장보다는 더 큰 유동성 공급자들을 유인할 수 있을 것입니다. 자산을 더 잘 활용할 수 있고 커스터마이징을 할 수 있으면서도 하방 리스크는 감소되어서 DeFi는 앞으로 다양한 주요 자산이 몰려드는 장이 될 것입니다. 체인링크는 뱅코르(Bancor)와의 협업을 통해 AMM의 가장 중요한 이슈들을 해결하려고 하고 미래 혁신을 위한 노력을 멈추지 않겠습니다.

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