目錄：

1. 中心化交易所的運(yùn)作機(jī)制

2. 去中心化交易所早期探索

3. 基于以太坊的去中心化交易所

- 鏈上orderbook好爬，鏈上結(jié)算

- 基于智能合約管理的資金池模式

- 鏈下orderbook，鏈上結(jié)算

- P2P模式

4. 管理員權(quán)限晴音、成本效益及交易體驗(yàn)比較

5. 去中心化交易所的發(fā)展趨勢

從2014年日本比特幣交易所Mt. Gox被盜開始刑顺，我們經(jīng)歷了多次重大的交易所安全事件氯窍，包括2016年Bitfinex比特幣被盜、2017年Yobit被盜并宣告破產(chǎn)蹲堂、2018年1月Coincheck交易所NEM被盜狼讨、3月幣安遭遇黑客危機(jī)等等，人們無不擔(dān)心自己在交易所的資產(chǎn)和交易安全柒竞。在這些安全問題頻發(fā)的情形下政供，去中心化交易所開始受到關(guān)注。去中心化交易所為什么產(chǎn)生能犯？與中心化交易所相比有什么優(yōu)勢鲫骗？他們的運(yùn)作機(jī)制是怎樣的？

要理解去中心化交易所產(chǎn)生的歷史必然踩晶，讓我們先來了解一下幣安执泰、火幣、Kraken, Coinbase等中心化交易所的運(yùn)作機(jī)制渡蜻。

1. 中心化交易所的運(yùn)作機(jī)制

中心化交易所的機(jī)制較為簡單：用戶到平臺注冊賬戶术吝，獲得由平臺給予的賬戶地址计济，用戶往該賬戶地址里充值數(shù)字資產(chǎn)，便可在平臺進(jìn)行交易排苍。平臺為用戶提供資產(chǎn)交易撮合及清算服務(wù)沦寂，交易成功后，用戶賬戶中的資產(chǎn)余額發(fā)生變化淘衙。

中心化交易所的運(yùn)作機(jī)制有以下幾個(gè)主要問題：

1) 資產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)：全過程由平臺托管資產(chǎn)传藏。

用戶在交易所創(chuàng)建的賬戶（錢包地址），類似銀行給予用戶的銀行卡賬號彤守√赫欤“銀行”可把用戶充值進(jìn)入平臺的資產(chǎn)放入自己的數(shù)字資產(chǎn)錢包中保管，用戶只是擁有自己在該平臺的賬戶密碼具垫，并不能實(shí)際掌控自己的資產(chǎn)侈离。一旦平臺的錢包受到攻擊或者平臺自身作惡，用戶資產(chǎn)將受到威脅筝蚕。

2) 資產(chǎn)控制限制：用戶無法自由管控自己的資產(chǎn)

用戶如果需要將資產(chǎn)從交易所提走卦碾，需要在自己的賬戶中點(diǎn)擊提現(xiàn)到個(gè)人的錢包地址。但是往往平臺會設(shè)置規(guī)則限制用戶的提現(xiàn)起宽，包括限制提現(xiàn)額度洲胖、提現(xiàn)時(shí)間、設(shè)置提現(xiàn)手續(xù)費(fèi)等燎含，影響用戶對自己資產(chǎn)的自由掌控宾濒。

3) 交易清算不透明：交易清算過程由平臺完成，無法在區(qū)塊鏈中追溯屏箍。

用戶在交易平臺進(jìn)行的掛單绘梦、吃單操作，以及交易撮合赴魁、清算的過程卸奉，全部由平臺的服務(wù)器協(xié)助完成，而這個(gè)過程跟區(qū)塊鏈無交互颖御，交易所可輕易制造虛假交易榄棵，進(jìn)行價(jià)格操控。

2. 去中心化交易所早期探索

為了解決中心化交易所機(jī)制的弊病潘拱，人們開始了在區(qū)塊鏈上建立交易系統(tǒng)的早期探索疹鳄，保證用戶的資產(chǎn)不受平臺控制，交易清算也能公開透明芦岂。包括Bitshares, Stellar, Ripple, Omni為代表的早期去中心化交易平臺應(yīng)運(yùn)而生”窆現(xiàn)以Bitshares為例介紹其工作原理：

1) 底層公鏈完成交易系統(tǒng)搭建

2) 提供網(wǎng)關(guān)接口，給予數(shù)字資產(chǎn)發(fā)行的渠道（在比特股上發(fā)行資產(chǎn)需要抵押BTS）

3) 用戶下載Bitshare錢包禽最，充值資產(chǎn)

4) 用戶在交易所完成交易

以Bitshare為代表的早期去中心化交易所完全建立在區(qū)塊鏈上腺怯，使得交易過程透明袱饭，資產(chǎn)安全也得到保證，但主要有以下2個(gè)問題：

1) 交易所搭建在鏈上呛占，其邏輯已經(jīng)寫死虑乖，調(diào)整成本較高，而數(shù)字資產(chǎn)交易的功能本身是復(fù)雜多變的晾虑；而且一條公鏈上只有一個(gè)交易所疹味，這樣也制約了交易所的多元化發(fā)展。

2) 缺少社區(qū)支持走贪。由于未能有較好的社區(qū)激勵(lì)機(jī)制佛猛，加上以太坊、EOS等公鏈的競爭坠狡，使他們失去了社區(qū)參與者的擁護(hù)。生態(tài)中缺少眾多有價(jià)值的資產(chǎn)遂跟，交易所也就無法有效運(yùn)行逃沿。

3. 基于以太坊的去中心化交易所

隨著以太坊在智能合約公鏈競爭中的領(lǐng)先，基于以太坊的去中心化交易所如雨后春筍般蓬勃生長幻锁。按照交易撮合的機(jī)制可分為以下幾類：1. 鏈上orderbook凯亮，鏈上結(jié)算; 2. 基于智能合約管理的資金池; 3.鏈下orderbook，鏈上結(jié)算; 4. P2P哄尔。

(1) 鏈上orderbook假消，鏈上結(jié)算

最早的 基于以太坊的去中心化交易所的成功探索非Etherdelta莫屬，曾一度占據(jù)去中心化交易市場的半壁江山岭接。Etherdelta是較為完全的去中心化模式，用戶充值啃沪、掛單入偷、吃單、結(jié)算及提現(xiàn)全部在鏈上完成糯崎。

具體運(yùn)行機(jī)制如下：

1) Maker和taker將資產(chǎn)充值到智能合約中，用戶資產(chǎn)由智能合約管理纸兔，合約的管理員不能任意操作用戶的資產(chǎn)。

2) Maker下單到區(qū)塊鏈。

3) Taker選擇希望交易的訂單，并發(fā)起一筆交易鸦列。

4) 智能合約將對maker和taker的需求進(jìn)行匹配，交易成功后進(jìn)行鏈上結(jié)算。

Etherdelta的整個(gè)運(yùn)行都在鏈上完成，用戶保管自己的私鑰庸诱，平臺不會觸碰用戶資產(chǎn)昧识，保證了資產(chǎn)和交易的安全甸祭、透明煞檩。但其弊病也較為明顯：

1) 由于所有的交易環(huán)節(jié)都在鏈上完成，且每一個(gè)掛單注暗、撤單坛缕、吃單等操作都會消耗GAS費(fèi)用，導(dǎo)致延時(shí)高捆昏、成本效益低下赚楚。

2) 存在礦工非法預(yù)先交易的可能。

為了解決完全鏈上交易的高成本骗卜、低效率等問題宠页，人們又探索了資金池模式、鏈下orderbook模式寇仓，以及P2P模式举户，他們各有利弊。

(2) 基于智能合約管理的資金池模式

最具典型的資金池模式有Bancor和Kyber遍烦。所謂資金池俭嘁，可以理解為平臺利用智能合約建立了一個(gè)用于儲備各類資產(chǎn)的池子，資金池中資產(chǎn)的提供方可以是普通用戶或者做市商服猪。

Bancor和Kyber的資金池模式有所差別：

Bancor的運(yùn)作模式

每一個(gè)交易對都有一個(gè)稱為relay的智能合約供填，合約根據(jù)交易對中資產(chǎn)的數(shù)量拐云，計(jì)算出一個(gè)兌換比例（價(jià)格），并自動根據(jù)資產(chǎn)數(shù)量的增減動態(tài)調(diào)整近她。Taker選擇交易對叉瘩，并向其合約中轉(zhuǎn)入相關(guān)token，獲得其希望的資產(chǎn)泄私。

Bancor的模式優(yōu)勢在于房揭，整個(gè)過程無需掛單、匹配晌端、成交上鏈等復(fù)雜操作捅暴，成本僅來源于支付轉(zhuǎn)賬的gas消耗。但其最大的安全隱患咧纠，在于管理員過高的權(quán)限：每個(gè)智能合約都對應(yīng)一個(gè)管理員地址蓬痒，該管理員有權(quán)限提走智能合約中的資產(chǎn)，勢必威脅到用戶存入合約中的資產(chǎn)安全漆羔，這也是導(dǎo)致之前Bancor遭遇攻擊的重要原因梧奢。

Kyber的運(yùn)作模式

Kyber與Bancor的不同在于：Kyber并不對每個(gè)交易對創(chuàng)建智能合約，且價(jià)格也不是自動計(jì)算演痒。Kyber的資產(chǎn)提供方（做市商）亲轨，將資產(chǎn)存入資金池中，由做市商主動提供報(bào)價(jià)鸟顺，用戶可以更快捷的獲得理想報(bào)價(jià)并進(jìn)行資產(chǎn)交易惦蚊。

Bancor與Kyber的資金池模式對于用戶尤其是對于新手來說，是一個(gè)非常好的選擇：他們可以直接交換到想要的數(shù)字資產(chǎn)讯嫂，無需掛單蹦锋、吃單。但從功能上說欧芽，如果需要更加豐富的交易模式和體驗(yàn)莉掂，與傳統(tǒng)的交易所對標(biāo)，具有訂單簿（order book）功能的模式仍然是主流千扔。

(3) 鏈下orderbook憎妙，鏈上結(jié)算

0x與Loopring

0x協(xié)議引入了relayer(中繼)的概念，交易者無需充值昏鹃，但是需要將ETH轉(zhuǎn)換為符合ERC20標(biāo)準(zhǔn)的WETH尚氛，方可進(jìn)行交易。0x的“鏈下訂單中繼洞渤、鏈上最終結(jié)算”運(yùn)作模式如下：

● maker創(chuàng)建訂單阅嘶，并發(fā)送給relayer (中繼)

● taker在relayer查詢到訂單，并選擇希望交易的訂單

● taker發(fā)起交易至鏈上，交易確認(rèn)讯柔。

Loopring在0x的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了優(yōu)化抡蛙。之前提到的交易撮合都是在兩個(gè)資產(chǎn)之間，而Loopring可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)資產(chǎn)之間的環(huán)路撮合魂迄。比如A-B-C-A之間存在資產(chǎn)互換關(guān)系粗截，可以直接實(shí)現(xiàn)他們的撮合成交，而不需兩兩之間的多次撮合成交捣炬，節(jié)省了上鏈成本熊昌，也提高了撮合效率。

0x協(xié)議的主要問題在于湿酸，如果需要共享訂單婿屹，運(yùn)用0x協(xié)議的交易所每一筆成交都需要廣播出來，以便其他交易所得知和確認(rèn)推溃，因此單純地使用0x協(xié)議無法實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)成交昂利；另外，由于需要將ETH轉(zhuǎn)化為WETH铁坎，也增加了交易成本蜂奸。而Loopring協(xié)議的環(huán)路撮合邏輯實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜，目前使用Loopring協(xié)議構(gòu)建的交易所與0x協(xié)議相比較少硬萍。

IDEX與DEx.top

鏈下orderbook模式中扩所，另一種廣為接受的，就是目前占據(jù)以太坊去中心化交易所60%市場的IDEX以及緊隨其后的DEx.top朴乖。二者在運(yùn)行機(jī)制上非常類似碌奉，他們綜合了傳統(tǒng)去中心化交易所的安全性能以及中心化鏈下撮合機(jī)制的高效性。

● 用戶通過私鑰簽名寒砖，充值資產(chǎn)到智能合約中；平臺不觸碰用戶的私鑰以及資產(chǎn)嫉拐，安全性得到保障哩都。

● 用戶在交易所進(jìn)行掛單、吃單操作都通過鏈下的服務(wù)器完成婉徘，交易撮合過程與中心化交易所的體驗(yàn)基本一致漠嵌；未成交的掛單，不會造成gas費(fèi)用損失盖呼，節(jié)省了無效訂單上鏈的成本儒鹿。

● 雙賬本模式：鏈下賬本將撮合成功的結(jié)果與鏈上賬本及時(shí)同步，最終實(shí)現(xiàn)交易上鏈几晤。

(4) P2P模式

P2P模式為點(diǎn)對點(diǎn)的資產(chǎn)互換约炎，Airswap即為典型案例。

該機(jī)制運(yùn)作方式如下：

● Maker 向平臺發(fā)出交易對，請求交易

● Taker 向平臺查詢有哪些交易對圾浅，一旦遇到合適的交易對掠手，便可獲取交易對手的信息。

● Maker和Taker商議交換條件（價(jià)格）

● Taker 向智能合約提交請求執(zhí)行交易狸捕。

P2P撮合過程在鏈下完成喷鸽，交易最終在鏈上確認(rèn)。整個(gè)過程與兩個(gè)錢包的相互轉(zhuǎn)賬類似灸拍，平臺不會控制用戶的資產(chǎn)做祝，交易過程安全、透明鸡岗。

該模式的主要問題是靈活性較差：一對一的互換只能讓雙方按照約定的價(jià)格和數(shù)量成交混槐；如果一方需要交易更多，無法靠一次交易實(shí)現(xiàn)纤房，需要尋找更多合適的交易對手進(jìn)行多次交易纵隔。

4. 管理員權(quán)限、成本效益及交易體驗(yàn)比較

從前文的介紹可以看出炮姨，包括Bancor, Kyber, 0x, IDEX, DEx.top在內(nèi)的幾個(gè)典型的交易所捌刮，或多或少會有管理員參與到交易過程之中，履行上/下幣舒岸、資金池管理绅作、交易上鏈等職責(zé)。如果管理員權(quán)限過高蛾派，將對用戶資產(chǎn)和交易安全造成威脅俄认；而如果沒有管理員的參與，也會降低交易所的運(yùn)作效率洪乍，影響交易體驗(yàn)眯杏。此外，交易所在限制管理員權(quán)限和提高交易體驗(yàn)的基礎(chǔ)上壳澳，還需要考慮成本控制岂贩。

下表對目前的幾個(gè)主流的去中心化交易所的管理員權(quán)限的限制情況、成本效益及交易體驗(yàn)進(jìn)行了比較：

最早的完全去中心化交易所Etherdelta管理員對交易的干擾最少巷波，但完全上鏈的機(jī)制使得成本消耗高且交易體驗(yàn)較差萎津。之后的幾類去中心化交易所可謂都是在魚和熊掌之間權(quán)衡取舍：Bancor和kyber為代表的儲備池模式，交易所管理員在整個(gè)過程中參與度較高抹镊，如果儲備池合約中管理員權(quán)限較高比如之前Bancor可以提走用戶資產(chǎn)锉屈，將會對用戶的資金安全造成威脅；二者上鏈過程比較簡單垮耳，成本控制表現(xiàn)不錯(cuò)颈渊，交易效率也比較高，只是功能性與有orderbook的交易所相比略遜一籌。0x和Loopring的中繼模式儡炼，平臺不觸碰用戶資產(chǎn)妓湘，相對而言去中心化程度是較高的，但這也導(dǎo)致成本效益相對較低乌询；交易體驗(yàn)整體不錯(cuò)榜贴，但如果需要共享訂單，就無法實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)成交妹田。IDEX及DEx.top唬党，把撮合的過程中心化處理，節(jié)省了開銷鬼佣，交易體驗(yàn)也較好驶拱；合約層面需要嚴(yán)格限制管理員權(quán)限，方可確保較好的去中心化水平（參考DEx.top做出的努力：《去中心化交易所首先要保證設(shè)計(jì)安全》https://www.jinse.com/lives/39286.htm）晶衷；Airswap是點(diǎn)對點(diǎn)的交易蓝纲，管理員權(quán)限較少，成本效益也相對不錯(cuò)晌纫，但是產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)上相對比較簡單税迷。

5. 去中心化交易所的發(fā)展趨勢

從去中心化交易所歷史的發(fā)展可以看出，由于現(xiàn)有公鏈基礎(chǔ)性能的限制锹漱，為了提高交易效率箭养，鏈下撮合、鏈上確認(rèn)成為趨勢哥牍。然而這也使得中心化的力量參與到交易所運(yùn)行中毕泌，對安全性產(chǎn)生了威脅。因此嗅辣，嚴(yán)格地限制去中心化交易所管理員的權(quán)限就成為了重點(diǎn)撼泛。

此外，交易上鏈需要花費(fèi)GAS費(fèi)用澡谭，在合約和機(jī)制設(shè)計(jì)上節(jié)省開銷坎弯，是去中心化交易所實(shí)現(xiàn)持續(xù)運(yùn)營的關(guān)鍵。

長遠(yuǎn)來說译暂，隨著底層公鏈的性能不斷提高，以及側(cè)鏈技術(shù)解決方案的突破撩炊，去中心化交易所的運(yùn)作效率也將向中心化交易所靠近外永，我們共同期待一個(gè)高效、安全拧咳、逐步完善的去中心化的世界伯顶。

本篇報(bào)告由DEx.top區(qū)塊鏈研究院出品

DEx.top區(qū)塊鏈研究院（簡稱“DEx.top研究院”）成立于2018年9月，是DEx.top投研團(tuán)隊(duì)基于對區(qū)塊鏈行業(yè)的深入研究，開啟的全新探索祭衩，目的是全面拓展現(xiàn)有的研究工作灶体，打造一個(gè)與DEx.top用戶、區(qū)塊鏈?zhǔn)澜鐓⑴c者掐暮、對區(qū)塊鏈感興趣的學(xué)習(xí)者共同研究蝎抽、分享、互動的平臺路克，推動區(qū)塊鏈知識的普及樟结，為投資者創(chuàng)造有價(jià)值的研究服務(wù)。我們的團(tuán)隊(duì)來自全球頂級的咨詢公司精算、金融機(jī)構(gòu)瓢宦、科研院校等，擁有計(jì)算機(jī)灰羽、通信工程驮履、經(jīng)濟(jì)金融等學(xué)術(shù)背景。我們的主要研究內(nèi)容包括：區(qū)塊鏈領(lǐng)域的技術(shù)探究廉嚼、行業(yè)調(diào)研玫镐、應(yīng)用創(chuàng)新、模式探索等前鹅。