去中心化交换协议的发展以及应用原理解析

去中心化交换协议的发展

从Bitshare，Stellar到以太坊上的Etherdelta，Bancor，0x协议，去中心化交换协议也经过了好几代发展和很多模式的探索，每一代都通过前面的协议的痛点来进行改进和深化，主要分为：链上orderbook链上结算、链下orderbook链上结算与基于智能合约管理的资金池。

链上orderbook，链上结算

最早的基于以太坊的去中心化交换协议的成功探索非Etherdelta莫属，曾一度占据去中心化交换市场的半壁江山。Etherdelta是较为完全的去中心化模式，用户充值、挂单、吃单、结算及提现全部在链上完成。

具体运行机制如下：

Etherdelta的整个运行都在链上完成，用户保管自己的私钥，平台不会触碰用户资产，保证了资产和交换的安全、透明。但其弊病也较为明显：

1. 由于所有的交换环节都在链上完成，且每一个挂单、撤单、吃单等操作都会消耗GAS费用，导致延时高、成本效益低下；

2. 存在矿工非法预先交换的可能；

链下orderbook，链上结算

为了解决纯链上效率低下，且手续费低廉的问题，0x协议引入了relayer（中继）的概念，所有订单都发给relayer，无需上链，只有成交才会上链。

0x的“链下订单中继、链上最终结算”运作模式如下：

0x协议的主要问题在于，如果需要共享订单，运用0x协议的交易所每一笔成交都需要广播出来，以便其他交易所得知和确认，因此单纯地使用0x协议无法实现瞬时成交；另外，由于需要将ETH转化为WETH，也增加了交换成本。

基于智能合约管理的资金池

最具典型的资金池模式有Bancor和Kyber。所谓资金池，可以理解为平台利用智能合约建立了一个用于储备各类资产的池子，资金池中资产的提供方可以是普通用户或者做市商。

MOV去中心化交换协议介绍

我们在考察各个交换协议时，其实纯链上交换协议才是最发挥区块链价值的方案，但是因为以太坊等公链性能问题，导致像Etherdelta这样的纯链上方案受挫，才有0x这样的链下orderbook出现，来改善性能的问题。究其根本，是本身的基础设施不完善，导致的迫不得已的改变。所以比原链MOV从一开始就先着手解决区块链性能问题。

高速侧链是保障

MOV采用了高速侧链Vapor pro作为底层的基础设施，Vapor每0.5s出块，每个区块可以容纳8000笔交易，即每秒16000 tps，在增大区块，提升节点服务器的情况下，仍然有进一步提升空间。这个性能能够满足当前非高峰时段的用户需求，可以比肩部分的中心化的方案。

同时MOV采用了DPoS作为共识机制，虽然丧失了一定的去中心化，但是增加了可以进行链上撮合的门槛，提高准入门槛可以更好的防止部分有不良企图的“矿工”进行预先交易，同时因为链上撮合本身具有一定的撮合收入，所以通过这个经济激励可以防止DPoS的出块节点作恶来破坏系统（其作恶的成本高于其不作恶的正常收益）。

订单共享

0x协议为了解决性能问题，所以采用链下orderbook，但带来的问题就是订单的割裂，采用0x协议的各个不同参与方，为了自己的利益，必然不会将自己用户的订单共享出来，从而影响整体的交易深度，而mov采用链上orderbook，所有的用户订单都在链上，公开透明，所有参与撮合的共识节点都可以共享这个深度，从而增强mov上资产的流动性。

磁力合约的优势

因为比原链是基于比特币的UTXO模型，所以在UTXO模型上的磁力合约来做交换协议具有更大的优势，因为UTXO模型本身以资产为基本单位，和账户模型相比，对于资产的操作更加简易和方便，我们来对比两者的流程。

以0x为例，0x整个交互流程：

1. Maker授权DEX合约访问自己的Token A余额；

2. Maker创建订单（订单有固定的格式）并用私钥签名；

3. Maker使用任意通信手段广播订单；

4. Taker接收订单并愿意执行；

5. Taker授权DEX合约访问自己的Token B余额；

6. Taker提交订单给DEX；

7. DEX验证订单的合法性，在两个账户之间按照订单上的汇率进行转账；

那么磁力合约的整个流程就简易很多：

1. Maker创建一个磁力合约（在磁力合约中放入自己的资产，并指定要兑换的资产和数量）；

2. Taker创建一个磁力合约（在磁力合约中放入自己的资产，并指定要兑换的资产和数量）；

3. 共识节点根据合约中的价格和数量，触发能够匹配的磁力合约，并交换两者的资产；

不仅在流程上简单，手续费因为流程的简化也会更低，我们只要在用户设置磁力合约的时候收取手续费即可，事实上，我们还可以尝试0手续费，因为使用DPoS的模式，关于手续费，各个节点之间的博弈也不会太复杂。

跨链资产的生态

我们观察现行以太坊上的去中心化交换协议，还停留在以太坊本身的生态上，虽然不能否认以太坊生态的强大，但其实外面才是更大的世界，当然跨链是后续的主旋律，包括Cosmos和Polkdot都是想做跨链的事情，所以MOV在一开始就考虑到了跨链的事情，通过OFMF将比原链之外的资产映射到比原链上来，然后形成囊括所有数字资产的大生态，用户在MOV中体验的是跟中心化一样的体验，可以交易多种资产，这些资产也不单独是在某一个链的生态。

MOV磁力合约详解

这里再详细展开一下MOV磁力合约，看它到底是如何实现的。

MOV磁力合约本质上是一个挂单合约，不管是Taker还是Maker都需要生成这样的一个合约，本质上其实并不区分Maker和Taker，只是根据挂单的先后来区分Maker和Taker，两者在相反的交易对上提升了交易深度，实际上也可以认为都是Maker。

挂单交易合约是高级版的币币交易合约，合约的本质目的是锁定任意数量的资产A，愿意以某特定的汇率兑换资产B。合约的内部应该保存有四个常量（资产A的ID不需要存因为合约锁定的是资产A）：期望兑换的资产B的ID， 期望兑换的汇率（使用分子分母方式解决浮点支持问题），和挂单用户的公钥，挂单用户接受资产B的地址。

合约可以通过三种模式解锁：全部解锁：所有合约中的资产A都被兑换成了资产B并转入挂单用户的地址中。部分解决：部分合约中的资产A被兑换成了资产B并转入挂单用户的地址中，剩余的资产A通过递归合约的模式从新锁定回合约本身（新生成的UTXO）。取消挂单：挂单用户通过私钥签名将合约中的资产A都转回自己的地址。

磁力合约Equity的代码如下：

MagneticContract source code：

contract MagneTIcContract（requestedAsset： Asset，

raTIoNumerator： Integer，

raTIoDenominator： Integer，

sellerProgram： Program，

standardProgram： Program，

sellerKey： PublicKey） locks valueAmount of valueAsset {

clause parTIalTrade（exchangeAmount： Amount） {

define actualAmount： Integer = exchangeAmount * ratioDenominator / ratioNumerator

verify actualAmount 》 0 && actualAmount 《 valueAmount

lock exchangeAmount of requestedAsset with sellerProgram

lock valueAmount-actualAmount of valueAsset with standardProgram

unlock actualAmount of valueAsset

}

clause fullTrade（） {

define requestedAmount： Integer = valueAmount * ratioNumerator / ratioDenominator

verify requestedAmount 》 0

lock requestedAmount of requestedAsset with sellerProgram

unlock valueAmount of valueAsset

}

clause cancel（sellerSig： Signature） {

verify checkTxSig（sellerKey， sellerSig）

unlock valueAmount of valueAsset

}

fullTrade（）就是全部解锁方法，partialTrade（）是部分解锁，当触发部分解锁时，会讲为解锁的资产放入一个新生成磁力合约中去，从而等待下一次匹配；cancel（）方法将用户的资产转回自己的地址，取消这个合约。

我们再看看磁力合约的输入参数：

type MagneticContractArgs struct {

RequestedAsset bc.AssetID

RatioMolecule int64

RatioDenominator int64

SellerProgram ［］byte

SellerKey ［］byte

}

RequestedAsset是想要兑换的的资产，RatioMolecule，RatioDenominator是想要兑换资产的汇率（RatioMolecule/RatioDenominator 就是汇率），因为当前BVM不支持浮点型，所以额外采用这个参数作为比例，SellerProgram，SellerKey就是合约创建者自己的合约和地址，目标资产就要锁定到合约创建者自己的账户里面。

细心的朋友可能发现，这里面和Equity合约少了一个参数，也就是standardProgram，那么这个参数不用用户自己输入，系统会默认补齐，standardProgram 其实就代表原合约，因为部分匹配会使一部分资产仍然没有使用，就仍然返回到合约中。

最后通过一张图来更直白的描述一下磁力合约：

总结

我们来对比一下当前的几种去中心化交换协议：

最早的完全去中心化交换协议Etherdelta对交换的干扰最少，但完全上链的机制使得成本消耗高且体验较差。

之后的几类去中心化交换协议可谓都是在鱼和熊掌之间权衡取舍：Bancor和kyber为代表的储备池模式，管理员在整个过程中参与度较高，如果储备池合约中管理员权限较高比如之前Bancor可以提走用户资产，将会对用户的资金安全造成威胁；二者上链过程比较简单，成本控制表现不错，交易效率也比较高，只是功能性与有orderbook的交换协议相比略逊一筹。

0x的中继模式，平台不触碰用户资产，相对而言去中心化程度是较高的，但这也导致成本效益相对较低；交体验整体不错，但如果需要共享订单，就无法实现瞬时成交。

MOV在结合这几个前人的基础上，通过提升基础设施的性能，通过DPoS提升撮合准入门槛，并实现链上订单共享，还很好的提升了用户体验，除了通过DPoS牺牲了一定去中心化外，在其他方面都得到了一定提升，随着MOV的进一步开发和完善，必将发挥该方案的优势，从而让区块链能在资产交换领域发挥巨大的价值，能够让去中心化的资产兑换落地。