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Automated Risk Management Mechanisms in DeFi Lending Protocols: A Crosschain Comparative Analysis of Aave and Compound

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摘要

本研究基于2021-2024年数据,采用面板固定效应回归模型,系统比较了DeFi顶级借贷协议Aave和Compound在版本v2与v3及L1与L2链上的风险管理机制表现。研究发现,v3版本协议特别是部署于L2链上,清算事件与TVL和总收入呈显著正相关,体现出更优的风险应对能力,而v2版本对TVL和收益影响不显著。此外,机构投资者更偏好流动性深厚的L1链,大众投资者则倾向于低费率高速度的L2链,用户行为呈明显分层。此结果为投资者和政策制定者提供了风险评估与决策依据 [page::0][page::1][page::3][page::4][page::5][page::6]

速读内容


DeFi借贷市场与风险管理机制背景介绍 [page::0][page::1]


  • DeFi借贷是基于区块链智能合约的无中介融资方式,市场规模持续扩大,2024年12月TVL达约1790亿美元。

- 清算风险为核心风险之一,发生于抵押物价值跌破最低抵押率时,清算机制通过激励第三方清算者保障系统安全。
  • 新版本v3协议引入动态抵押要求和增强的清算激励机制,结合L2链低交易成本与高吞吐量,提高清算效率和风险管理能力。


数据集与研究方法综述 [page::2][page::3]


  • 样本涵盖2021年1月至2024年12月,聚焦Aave和Compound的v2与v3版本,分别部署于Ethereum(L1)和Arbitrum(L2)。

- 采用面板回归固定效应模型,核心自变量为日志化清算量,控制变量涉及市场波动率、交易费用、借贷利率波动及市场情绪指标等。
  • 跨层(L1/L2)、跨版本(v2/v3)、跨协议(Aave/Compound)多维度分析TVL和总收入的动态响应。


关键回归结果及发现 [page::4]


| 模型 | 子集 | 清算对TVL影响 | 清算对TR影响 |
|------|------|---------------|--------------|
| Model 1 | v2在L1 | 负相关显著,1%清算增加对应0.01% TVL下降 | 不显著 |
| Model 1 | v3在L1 | 正相关显著,1%清算增加对应0.02% TVL增长 | 正相关,1%清算对应0.02% TR增长 |
| Model 1 | v3在L2 | 更强正相关,1%清算对应0.07% TVL增长 | 更强正相关,1%清算对应0.11% TR增长 |
  • v3协议相较v2表现出更强的稳定性和风险缓解效果,在L2链上尤为明显。

- 清算对v2版本收益影响均不显著,v3版本体现出正向收益关联,证明风控机制升级有效。
  • Arbitrum (L2)链的用户对市场波动更为敏感,TVL和TR对清算事件响应度显著较高。


用户行为和市场分层分析 [page::5]


  • 活跃用户数量和存款次数显示,用户正从v2迁移至v3版本协议。

- Ethereum链上总存款额最大,体现大额资金集中和机构偏好。
  • Arbitrum链上活跃用户数和存款次数最高,反映小额散户偏好L2低费用高速度优势。

- v3版本流动性管理机制促进了稳定TVL和收入的增长,尤其在L2链上表现突出。

研究结论及未来展望 [page::6]

  • v3版本协议结合L2链优势,实现了更优的自动化风险管理,清算事件促进了TVL和收益的增长,反映协议对极端市场压力的更好适应性。

- 该研究填补了对跨版本、跨链DeFi借贷风险管理实证分析的空白,为投资者和监管机构提供策略建议。
  • 未来方向包括细化用户钱包行为分析、事件研究及采用替代性性能指标TVR的研究。

深度阅读

Automated Risk Management Mechanisms in DeFi Lending Protocols: A Crosschain Comparative Analysis of Aave and Compound — 详尽深度分析报告



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一、元数据与报告概览


  • 报告标题: Automated Risk Management Mechanisms in DeFi Lending Protocols: A Crosschain Comparative Analysis of Aave and Compound

- 作者及机构: Erum Iftikhar、Wei Wei、John Cartlidge,所属机构为英国布里斯托尔大学工程数学与技术学院以及意大利卡梅里诺大学高级研究学院
  • 发布时间及研究时段: 研究覆盖2021年1月至2024年12月数据,报告内容涵盖至2024年年底

- 主题范围: 本文聚焦于区块链领域的去中心化金融(DeFi)借贷市场,具体对Aave和Compound两大主流DeFi借贷协议的自动风险管理机制进行跨协议版本(v2与v3)和跨区块链层(L1与L2)的实证对比研究
  • 核心论点和结论概述:

- DeFi借贷协议的最新v3版本在风险管理方面较v2有显著提升,体现在其清算(Liquidation)机制能够在市场应激中带来总锁仓价值(TVL)和总收入(TR)的增加,特别是在L2链上效果更为显著。
- L1链为大机构用户首选,因其流动性和生态深度较强;而L2链通过降低交易费用和加快执行速度,更受零售投资者欢迎。
- 通过固定效应面板回归模型,作者揭示清算事件的正负影响在版本迭代与链层选择上的异质性。

总体而言,报告从市场数据出发,结合计量模型,系统分析并验证了DeFi借贷系统中自动风险管理机制的演进和差异化表现,填补了最新协议版本和跨链层对比的空白。[page::0,1,2]

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二、逐章节详解



1. 引言(Introduction)


  • 关键论点:

- 去中心化金融通过区块链和智能合约替代传统金融中间人,带来更透明、高效的金融服务。
- DeFi市场中借贷占最大份额,2024年底DeFi总锁仓价值(TVL)达1790亿美元,借贷类占前列。
- DeFi借贷的核心风险为“清算风险”,即当抵押品价值跌破最低抵押率时触发的风险,波及借款人、出借人、流动性提供者以及整个协议的健康。
- 现有文献缺乏对最新版本(v3)及其跨链表现的实证研究。
  • 逻辑及依据:

- 报告基于市场规模及技术演进背景,强调风险管理在保障市场稳定性和吸引投资中的重要性。
- 研究目标为填补文献空白,通过面板回归实证揭示不同版本、链层对风险管理效果的影响。
  • 关键数据/趋势:

- TVL达1790亿美元(图1体现历史爆发和波动)。
- 借贷协议TVL达75亿美元规模。
  • 假设点:

- TVL与总收入为衡量协议稳定性和性能的合理代理指标。
- 清算事件是观察风险管理有效性的关键变量。[page::0,1]

2. 背景(Background)



A. DeFi借贷市场发展与风险管理机制


  • 论点总结:

- DeFi借贷绕过中心化中介,通过智能合约实现抵押借贷,通常为超额抵押(over-collateralised)。
- 利率动态调整以规避挤兑风险。
- 清算机制作为安全阀,将不足抵押的借贷头寸清算,保护平台稳定。
- Aave与Compound作为业界龙头,其早期版本功能较为基础,而v3版本引入更复杂的风险管理工具,如动态抵押率、增强的清算奖励等。
- L1链提供基础安全保障,L2链改善扩展性和交易成本,v3多在L1和L2同时部署。
  • 支撑数据:

- 图2展示典型DeFi借贷流程,图3说明清算动作。
- 表I对比Aave与Compound不同版本特性,强调v3提升的风险管理技术。
  • 逻辑分析:

- 清算作为自动化风险管理机制,依赖抵押品价值实时监控及执行效率。
- L2链的低费用和快速交易特性能够提升清算效率。
- 70%以上的清算非因价格下跌而激发,v3版本利用市场情绪优化清算策略以提高系统稳定性。
  • 概念解析:

- 超额抵押:借款人提供的抵押品价值超过贷款金额,降低违约风险。
- 清算激励机制:通过一定的折扣奖励清算者,确保有人愿意执行清算。
- L1与L2区别:L1如以太坊是区块链的主链,L2则是构建于L1之上的扩展网络,交易更快更便宜。
  • 创新点:

- v3版本引入的风险管理不仅是规则策略,更结合市场情绪、链层技术革新,提升了整体的抗风险能力。[page::1]

B. 现有文献评述


  • 核心点:

- 现有研究关注Liquidations对TVL的负面影响,主要基于协议v1或v2版本,且只在L1链分析。
- 研究表明清算事件常引发TVL下降,并且其机制存在被操控风险与系统性脆弱性(如清算螺旋)。
- 最新的v3和L2展开的市场表现未被充分检验和分析。
  • 具体研究引用详见表II。

- 研究缺口明确:
- 缺少跨版本和跨链的实证对比分析。
- 对清算机制升级后效果的不确定性与潜在正负面影响无系统数据支持。
  • 本文贡献定位:

- 引入时间跨度更长、范围更广的数据。
- 应用详尽的计量模型解释多维因素对协议性能的影响。
- 探索L1与L2链层用户行为的差异及其对风险管理机制的反馈。[page::2]

3. 数据收集(Data Collection)


  • 研究对象与数据时段:

- Aave与Compound,版本v2与v3。
- 时间覆盖2021年1月至2024年12月,囊括多个市场波动和危机事件。
  • 跨链选择与理由:

- L1代表以太坊,L2选取Arbitrum,两者是当下主流且TVL最高的链。
  • 数据来源与类型:

- TVL、总收入、清算量、提现量、贷款率、清算阈值及罚金等协议层面数据来自The Graph。
- ETH每日收盘价(CoinMarketCap)、Gas费(Etherscan、Arbiscan)、USDC借贷利率(Aavescan)、恐惧贪婪指数与传统市场VIX指数(Alternative.me和LSEG)等为外部变量。
  • 风险指标定义—默认风险度量(DRM):

- 计算公式结合贷款额、抵押物价值、清算阈值和罚金,反映协议风险管理严苛程度,高值指严谨风险政策及高清算可能。
  • 数据处理:

- 采用1456个有效样本,剔除部分极端清算事件中的异常值以避免数据歪斜,但整体结论稳健。
  • 图4说明: 不同版本与链层中Aave和Compound TVL随时间变化格局明确呈现v3年内上涨趋势,尤其是Aave v3以太坊多数时间保持高位。


这些严密的数据整合为后续计量建模和分析打下坚实基础。[page::2,3]

4. 方法论(Methodology)


  • 计量模型选择:

- 采用面板数据固定效应回归,考虑个体协议的异质性影响,识别期内跨版本与跨链风险管理效果。
  • 模型构造:

- 依赖变量:对数转换的性能指标,分别为TVL和总收入(TR)。
- 核心自变量:对数化的清算量。
- 控制变量包括默认风险度量(DRM)、ETH价格波动率、Gas费用波动率、USDC借贷率波动率、提现量,以及市场情绪指标(虚拟变量FGI和VIX)。
  • 交互项设置:

- 对清算量与链层(L1=0, L2=1)、版本(v2=0, v3=1)及平台(Compound=0, Aave=1)设置交互项,捕捉影响的异质性。
  • 多重共线性检验:

- 使用VIF检验,取值在1.1到2.1之间,远低于3的阈值,说明变量间无严重共线性,模型稳健。

该方法论综合考虑了协议多维异质性与外部市场环境,为深入分析液化事件对协议表现的影响提供了科学依据。[page::3,7]

5. 结果与发现(Results and Findings)



A. 跨版本、跨链清算影响(Models 1和2)


  • TVL回归(模型1):

- v2版本在以太坊(L1)链上,1%清算量提升伴随0.01% TVL下降,负面关系显著。
- v3版本中,无论L1还是L2(Arbitrum)链,清算与TVL正相关,L1链约0.02%,L2链高达0.07%。
- 清算对液化的影响在L2链比L1更强(清算与L2交互项系数显著正0.05),指示链层差异影响风险管理效果。
  • 总收入回归(模型2):

- v2版本在L1链上,清算对TR影响不显著。
- v3版本清算与TR正相关,L1链约0.02%,L2链增强至0.11%。
- 表明v3版本结合L2链技术,在创收能力方面体现升级优势。

此创新发现表明v3版本清算机制不仅不起负面拖累,反而可视为协议活跃度和资金流动性提升的信号。[page::4]

B. 跨协议与版本对比(Models 3和4)


  • TVL影响(模型3):

- Compound v2清算影响不显著。
- Aave v2清算对TVL有显著负影响,1%清算增加带来0.01% TVL下降。
- v3版本中Compound和Aave均呈现显著正相关,分别为0.05%和0.04% TVL增长。
  • 总收入影响(模型4):

- v2版本TR影响均不显著。
- v3版本TR与清算显著正相关,增加1%清算/TR增加0.06%。

这些结果确认了v3协议的风险管理机制改进,并在两个平台均体现良好。清算动作有助于协议稳定及资金周转,而不仅仅是危机的负面表现。[page::4]

C. 使用情况与市场行为分析


  • 用户迁移与行为:

- 图5a显示用户明显从v2迁移至v3,表明用户偏好和信心向更高级协议转移。
- 图5b显示以太坊v3 TVL最高,表示大额资本集中。
- 图5c展示Arbitrum链存款次数最高,暗示零售用户频繁互动。
  • 市场情绪与复苏效应:

- 报告指出价格的反弹效应助推v3协议TVL回升,尤其是波动性资产价格快速上涨时。
- 结合用户迁移和价格反弹,形成液化后TVL和收入上升的双重动力。
  • 用户群分析:

- 机构偏好L1链因流动性稳健,零售青睐L2链成本低且交易快,体现链层用户需求差异。

整体揭示DeFi市场结构及用户行为对协议性能的深刻影响,与监督风险管理相辅相成。[page::5]

D. 清算机制的差异与效率


  • v3协议虽清算更频繁,但管理更有效,避免了TVL流失甚至促进TVL和总收入增长。

- 差异源于抵押率、利率模型和激励机制的机制创新,使得v3具备更强风险弹性和市场适应能力。
  • 该结论呼应文献[21]关于抵押机制对整体健康影响的研究。[page::6]


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三、图表解读



图1:DeFi TVL 2020-2025趋势图


  • 内容描述: 展示了2020年初至2025年DeFi市场总锁仓价值的历史走势,附带重要事件时间点(如COVID-19、Terra Collapse、FTX崩盘等)。

- 数据解读: TVL自2020年激增,2021年底到2022年初达到峰值,随后经历多次大幅回落,2024年再次具备复苏态势。
  • 文本联系: 强调DeFi市场波动大,借贷协议面临的风险时刻变化,催生更成熟风险管理机制需求。[page::1]


图2:DeFi借贷机制示意图


  • 描述: 说明借贷双方与DeFi借贷池之间的资产与权益流动。

- 解读: 清晰展示借贷双方分工,确保读者理解借贷具体操作流程与资金流向。
  • 结合背景章节模型说明清算如何介入借贷回收。[page::1]


图3:DeFi清算机制示意图


  • 描述: 演示借款人因抵押物价值下跌,无法偿还贷款,第三方清算者介入折价获取抵押物并偿债流程。

-
解读: 反映智能合约自动执行清算操作,以保护贷款系统安全。
  • 配合论述强调系统对快速风险处置的需求。[page::1]


图4:Aave和Compound跨链TVL时间序列图


  • 描述: 不同版本、不同链上协议TVL随时间变化轨迹。

- 解读:
- v3版本Aave在以太坊L1链表现最强,尤其2024年显著增长。
- Arbitrum L2链上v3版本增长明显,表明L2优良性能。
- v2版本逐渐被弃用,TVL减少。
  • 说明协议版本迭代对用户资金迁移的影响和链层技术对规模影响的体现。[page::3]


图5:(a)活跃用户数;(b)存款交易量;(c)日存款次数


  • 描述: 横跨不同版本、不同链的用户行为数据。

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解读:
- v3版本活跃用户明显增多,尤其在Arbitrum中表现活跃,用户参与度高。
- 以太坊链存款总额大,代表大资金机构,而Arbitrum存款次数多,零售特征显著。
  • 与章节讨论高度契合,展现用户群体结构分化。[page::5]


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四、估值分析



本文虽然不涉及传统金融意义上的估值定价模型(如DCF),但通过多元面板回归模型,利用TVL与TR作为协议表现代理指标,间接反映协议价值和风险管理水平。
  • 模型输入关键假设:

- 液化量作为风险事件刻度。
- DRM反映风险严格程度。
- 市场情绪变量反映外部环境影响。
  • 模型多重交互项设计 揭示协议版本、链层和平台差异,体现精细化比较。

- 基于统计显著性 界定风险管理改进的真实效果。

此方法虽非传统估值,但符合区块链协议性能评价范式,实现了风险与价值关系的定量刻画。[page::3,4,7]

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五、风险因素评估



报告明确指出:
  • 风险类别:

- 交易费用波动与链拥堵风险。
- 市场波动与快速贬值风险。
- 清算机制可能存在的操纵风险与系统性脆弱性。
- 协议治理或技术漏洞风险。
  • 风险影响:

- 可能导致资本效率下降、流动性拒绝、投资者损失。
- 极端事件下可能触发连锁反应和系统性风险。
  • 缓解机制:

- v3版本引入动态抵押率调整、清算激励优化。
- L2链降低交易门槛,加快清算执行。
- 市场情绪感知集成改善风险响应速度。

整体风险管控具备技术先进性,但仍需关注市场极端波动及恶意操控风险。[page::1,2,6]

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六、批判性视角


  • 潜在弱点与局限性:

- 数据仅覆盖两大协议,DeFi生态多样化,结论泛化需谨慎。
- 清算正面效应机理虽展示,但背后复杂市场因果关系未完全展开深入分析。
- 用户分类(零售/机构)基于链层推断,具体用户行为细节尚未所得。
- 极端事件剔除处理虽保证稳健,但是否影响极端风险理解值得关注。
  • 假设局限:

- TVL及TR作为稳定性和活跃度代理尚有争议(如文献[11]指出存在误差需结合TVR等指标)。
- 可能忽略了跨协议间资产流动复杂性及生态协同效应。
  • 内部矛盾:

- 某些结论基于统计相关,因果关系未能完全断定。
- v2和v3表现差异受市场因素与版本迭代双重作用,难以孤立版本影响。

综合来看,报告保持学术严谨,结论基于大量数据支持,提出的新发现合理但仍留有后续细化空间。[page::6,7]

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七、结论性综合



本报告系统分析了DeFi借贷协议中自动化风险管理机制的演进与效果,展现出以下关键发现:
  • 主要发现:

- v3版本的Aave与Compound协议在清算风险管理方面明显优于v2版本,通过先进的机制设计和跨链技术应用,实现了清算量增加反而带动TVL与总收入提升的积极效应,体现了风险管控的有效性与协议的稳健性。
- L2链技术的引入,尤其是Arbitrum,因其低交易成本和高效率加强了资产和用户的活跃度,促进了清算机制的快速执行和市场反应,显著提升了协议抗风险能力。
- 用户行为上存在明显分化,机构投资者集中在以太坊L1链,零售用户活跃于Arbitrum L2链,双轨并行的用户结构支持了差异化产品设计与风险管理策略。
- 清算事件在v3协议中可能标志着健康的风险处置过程以及生态系统的活力,而非纯负面冲击,这是此前文献未揭示的新视角。
  • 图表见解总结:

- 图1凸显DeFi市场的总体波动背景和风险四伏的外部环境。
- 图4与表IV清晰量化了多维变量对协议性能的影响,验证了版本升级和链层切换的正性效应。
- 图5展现用户迁移及使用结构,丰富了对市场生态和风险管理互动的理解。
  • 整体评价:

- 报告将DeFi借贷风险管理置于技术和市场双重视角下,运用严谨计量工具和详实数据,提供了科学、可信的政策建议和实践参考。
- 对风险管理者、投资者及政策制定者具有高度价值,推动DeFi领域的健康可持续发展。
  • 未来研究方向建议:

- 深入用户层面行为分析,理解策略性行动对协议风险暴露的影响。
- 探索清算中的系统性风险与稳定币跨链效应等更细颗粒度问题。
- 考虑采用TVR等更准确的协议价值计量指标。

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总体而言



通过严谨的数据整合与实证模型,本文首次从跨版本跨链视角深入揭示了DeFi顶尖借贷协议自动风险管理机制的差异与优势,论证了v3版本联合L2技术对风险管理绩效的显著提升,丰富了去中心化金融风险生态的学术和实务认知。

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参考图示(示意)


  • Fig.1:

- Fig.2:
  • Fig.3:

- Fig.4:
  • Fig.5:


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报告