简介
Curve协议，一种基于以太坊平台的去中心化交易所，主要聚焦于稳定币、封装资产等的交易。相对于其他DEX，Curve提供的交易对更集中，拥有极低的滑点和手续费，可以满足巨额的资产交易需求。极低的滑点和手续费以及crv的生态，都使得Curve在众多DeFi协议中能占据重要的一席之地。
StableSwap
StableSwap是Curve在白皮书中设计提出的一种稳定币交易模型，该模型能提供极低的交易滑点和无限的流动性。
做市函数
StableSwap模型的恒定函数做市商曲线如下：
该设计理念基于融合恒定和与恒定积两种做市模型，兼具了恒定和的低滑点以及恒定积的无限流动性的特点
推导
假设现共有n个稳定币，则有：
给恒定和部分添上杠杆系数，并加上恒定积部分，则有：
其中系数X引入了偏度的概念，由放大系数和偏度构成，其中偏度用来衡量流动池中各代币的平衡程度
结合以上两式化简即可得出公式(1)
特点
StableSwap模型的曲线兼具恒定和与恒定积的特点，在各稳定币相对平衡的情况下，公式由恒定和占主导，曲线趋于直线，滑点较低；当在极端情况下，各稳定币不平衡，则公式由恒定积占主导，曲线与坐标轴无交点，不会出现流动性枯竭的情况
Basepool
basepool为Curve推出的基础兑换池，最常见的有3pool，由三种稳定币DAI、USDC、USDT组成
basepool合约实现了基本的StableSwap交易模型
参数计算
StableSwap模型的做市曲线公式(1)中，有两个重要的参数A与D，其中参数A为放大系数，由官方调整设置每个池子的放大系数；而参数D则为池中代币总量，是动态变化的。在basepool合约中，参数D的计算由_get_D函数实现：
@pure@internaldef_get_D(_xp:uint256,_amp:uint256)->uint256:"""Dinvariantcalculationinnon-overflowingintegeroperationsiterativelyA*sum(x_i)*n**n+D=A*D*n**n+D**(n+1)/(n**n*prod(x_i))Convergingsolution:D=(A*n**n*sum(x_i)-D**(n+1)/(n**nprod(x_i)))/(A*n**n-1)"""S:uint256=0Dprev:uint256=0for_xin_xp:S+=_xifS==0:return0D:uint256=SAnn:uint256=_amp*N_COINSfor_iinrange(255):D_P:uint256=Dfor_xin_xp:D_P=D_P*D/(_x*N_COINS)#Ifdivisionby0,thiswillbeborked:onlywithdrawalwillwork.AndthatisgoodDprev=DD=(Ann*S/A_PRECISION+D_P*N_COINS)*D/((Ann-A_PRECISION)*D/A_PRECISION+(N_COINS+1)*D_P)#Equalitywiththeprecisionof1ifD>Dprev:ifD-Dprev<=1:returnDelse:ifDprev-D<=1:returnD#convergencetypicallyoccursin4roundsorless,thisshouldbeunreachable!#ifitdoeshappenthepoolisborkedandLPscanwithdrawvia`remove_liquidity`raise
_get_D函数的算法将做市函数公式(1)以D为变量，通过牛顿迭代法计算出合适的D值，算法可谓精妙简洁
同样的算法还用于_get_y函数计算y值
@view@internaldef_get_y(i:int128,j:int128,x:uint256,_xp:uint256)->uint256:"""Calculatexifonemakesx=xDonebysolvingquadraticequationiteratively.x_1**2+x_1*(sum'-(A*n**n-1)*D/(A*n**n))=D**(n+1)/(n**(2*n)*prod'*A)x_1**2+b*x_1=cx_1=(x_1**2+c)/(2*x_1+b)"""#xintheinputisconvertedtothesameprice/precisionasserti!=j#dev:samecoinassertj>=0#dev:jbelowzeroassertj<N_COINS#dev:jaboveN_COINS#shouldbeunreachable,butgoodforsafetyasserti>=0asserti<N_COINSA:uint256=self._A()D:uint256=self._get_D(_xp,A)Ann:uint256=A*N_COINSc:uint256=DS:uint256=0_x:uint256=0y_prev:uint256=0for_iinrange(N_COINS):if_i==i:_x=xelif_i!=j:_x=_xpelse:continueS+=_xc=c*D/(_x*N_COINS)c=c*D*A_PRECISION/(Ann*N_COINS)b:uint256=S+D*A_PRECISION/Ann#-Dy:uint256=Dfor_iinrange(255):y_prev=yy=(y*y+c)/(2*y+b-D)#Equalitywiththeprecisionof1ify>y_prev:ify-y_prev<=1:returnyelse:ify_prev-y<=1:returnyraise
流动性
Curve池的流动性添加不同于Uniswap必须添加交易对的两种资产，basepool可以仅添加池中某一种资产
@external@nonreentrant('lock')defadd_liquidity(_amounts:uint256,_min_mint_amount:uint256)->uint256:"""@noticeDepositcoinsintothepool@param_amountsListofamountsofcoinstodeposit@param_min_mint_amountMinimumamountofLPtokenstomintfromthedeposit@returnAmountofLPtokensreceivedbydepositing"""assertnotself.is_killed#dev:iskilledamp:uint256=self._A()old_balances:uint256=self.balances#InitialinvariantD0:uint256=self._get_D_mem(old_balances,amp)#hunya#初始状态D0lp_token:address=self.lp_tokentoken_supply:uint256=CurveToken(lp_token).totalSupply()new_balances:uint256=old_balancesforiinrange(N_COINS):iftoken_supply==0:assert_amounts>0#dev:initialdepositrequiresallcoins#balancesstoreamountsofc-tokensnew_balances+=_amounts#InvariantafterchangeD1:uint256=self._get_D_mem(new_balances,amp)#hunya#添加流动性后理论D1assertD1>D0#Weneedtorecalculatetheinvariantaccountingforfees#tocalculatefairuser'sshareD2:uint256=D1fees:uint256=empty(uint256)mint_amount:uint256=0iftoken_supply>0:#hunya#非首次添加流动性进行手续费扣出#Onlyaccountforfeesifwearenotthefirsttodepositfee:uint256=self.fee*N_COINS/(4*(N_COINS-1))admin_fee:uint256=self.admin_feeforiinrange(N_COINS):ideal_balance:uint256=D1*old_balances/D0difference:uint256=0new_balance:uint256=new_balancesifideal_balance>new_balance:difference=ideal_balance-new_balanceelse:difference=new_balance-ideal_balancefees=fee*difference/FEE_DENOMINATORself.balances=new_balance-(fees*admin_fee/FEE_DENOMINATOR)new_balances-=feesD2=self._get_D_mem(new_balances,amp)#hunya#扣除手续费后的D2mint_amount=token_supply*(D2-D0)/D0#hunya#LP铸币量else:self.balances=new_balancesmint_amount=D1#Takethedustiftherewasanyassertmint_amount>=_min_mint_amount,"Slippagescrewedyou"#Takecoinsfromthesenderforiinrange(N_COINS):if_amounts>0:#"safeTransferFrom"whichworksforERC20swhichreturnboolornot_response:Bytes=raw_call(self.coins,concat(method_id("transferFrom(address,address,uint256)"),convert(msg.sender,bytes32),convert(self,bytes32),convert(_amounts,bytes32),),max_outsize=32,)iflen(_response)>0:assertconvert(_response,bool)#dev:failedtransfer#end"safeTransferFrom"#MintpooltokensCurveToken(lp_token).mint(msg.sender,mint_amount)logAddLiquidity(msg.sender,_amounts,fees,D1,token_supply+mint_amount)returnmint_amount
Metapool
metapool为basepool基础上扩展衍生的新池，用作将新型的稳定币向basepool的LP代币锚定。basepool池的流动性提供者可以将basepool的LP代币再次在metapool中添加流动性，进一步赚取额外的交易手续费收益。
metapool合约中，间接耦合了新型稳定币和基础池的稳定币，在提供了不同稳定币之间的兑换功能的同时，一定程度上分隔了新型稳定币的风险。
稳定币兑换
metapool合约中的exchange_underlying函数实现了稳定币之间的相互兑换功能
@external@nonreentrant('lock')defexchange_underlying(i:int128,j:int128,_dx:uint256,_min_dy:uint256)->uint256:....#Usebase_iorbase_jiftheyare>=0base_i:int128=i-MAX_COINbase_j:int128=j-MAX_COINmeta_i:int128=MAX_COINmeta_j:int128=MAX_COINifbase_i<0:meta_i=iifbase_j<0:meta_j=jdy:uint256=0...ifbase_i<0orbase_j<0:#hunya#兑换中包含meta池代币old_balances:uint256=self.balancesxp:uint256=self._xp_mem(rates,old_balances)x:uint256=0ifbase_i<0:#hunya#输入代币为meta池代币x=xp+dx_w_fee*rates/PRECISIONelse:#hunya#输入代币为base池代币#iisfromBasePool#Atfirst,gettheamountofpooltokensbase_inputs:uint256=empty(uint256)base_inputs=dx_w_feecoin_i:address=self.coins#Depositandmeasuredeltax=ERC20(coin_i).balanceOf(self)Curve(base_pool).add_liquidity(base_inputs,0)#hunya#base池添加流动性#Needtoconvertpooltokento"virtual"unitsusingrates#dxisalsodifferentnowdx_w_fee=ERC20(coin_i).balanceOf(self)-xx=dx_w_fee*rates/PRECISION#Addingnumberofpooltokensx+=xp...#Withdrawfromthebasepoolifneededifbase_j>=0:#hunya#输出代币为base池代币out_amount:uint256=ERC20(output_coin).balanceOf(self)Curve(base_pool).remove_liquidity_one_coin(dy,base_j,0)#hunya#base池移除流动性dy=ERC20(output_coin).balanceOf(self)-out_amountassertdy>=_min_dy,"Toofewcoinsinresult"else:#hunya#纯base池代币兑换,直接调用base池exchange函数#Ifbotharefromthebasepooldy=ERC20(output_coin).balanceOf(self)Curve(base_pool).exchange(base_i,base_j,dx_w_fee,_min_dy)dy=ERC20(output_coin).balanceOf(self)-dy...logTokenExchangeUnderlying(msg.sender,i,_dx,j,dy)returndy
若兑换情况涉及basepool代币和metapool池代币，则会通过basepool的LP添加或移除流动性来做中间流程；若只是basepool代币的兑换，则直接调用basepool的exchange函数进行兑换。
总结
总的来看，无论是白皮书的理论设计还是代码的算法实现都是十分优秀的，理论设计巧妙夯实，代码算法高效简洁。这些优秀的实现都使得Curve在稳定对价资产交易领域中有着明显的竞争优势。
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