现代DEX - Curve StableSwapNG 是如何构建的

引言

Curve 的 StableSwapNG 是一个去中心化交易所（DEX）项目，旨在有效交易稳定资产或与相同价值挂钩的资产（例如 ETH 和 stETH）。它鼓励来自不同协议的流动性提供者参与，提高市场流动性，并确保平台用户能够轻松交易目标资产。
StableSwapNG 允许为不同代币部署兑换池，每个池最多可容纳八种不同的代币。该实现采用多维不变曲面，与 Uniswap 中传统的二维不变曲线相比，允许三维、四维甚至更高维度的曲线。
StableSwap 不变性及其相应的自动化市场制造商（AMM）设计在 StableSwap 的 白皮书 和其他文献中有详细描述。为了避免深入涉及兑换背后的复杂数学，此讨论将专注于 StableSwapNG 的实现细节。让我们开始吧。

核心 （Core）

我们将探索 stableswap-ng 仓库，从核心组件开始：池工厂 CurveStableSwapFactoryNG.vy。该合约部署两种主要类型的兑换池：PlainPool 和 MetaPool，以及一个特殊的 Gauge 合约，用于分配额外的奖励。

我们将审查 deploy_plain_pool() 和 deploy_metapool() 函数，这两个函数用于创建这两种主要池类型。“plain pool” 旨在用于“标准”代币兑换，而 “meta pool” 可以兑换其他池的 LP 代币。在一个 meta pool 中，有一个“基础”池，其中 LP 代币是列出的第一个代币。

常见的池部署参数包括代币列表（最多八种）、小数位、类型、利率预言机和调用这些预言机的方法签名。其他关键参数是兑换费用和不变曲线的放大因子。代币类型可以 包括：

• 常规 ERC20 代币
• 具有利率预言机的代币（如 wstETH）
• 重基代币（如 stETH）
• ERC4626 股权代币

这些类型的代币在某些情况下可能需要特殊处理（例如，这里）。正如在 Balancer V3 的 文章 中所见，管理 DEX 中的非标准代币总是一项复杂的工作。

值得强调的关键参数是 _implementation_idx。Curve StableSwapNG 允许部署各种类型的池，这些池必须能够升级其逻辑或应用修复。Factory 合约负责 设置 用于部署新逻辑的 PlainPool、MetaPool、Gauge、Math 和 Views 实现合约的新地址。因此，通过其索引从 self.pool_implementations 和 self.metapool_implementations 中选择特定实现。

工厂的部署过程涉及在 self.pool_data 中“注册”新池，配置其详细信息，并将代币地址添加到 self.markets 映射中。该映射允许识别给定代币对的池。为了搜索促进 coin1 和 coin2 之间的兑换的池，键的定义简单地为 uint256(coin1) XOR uint256(coin2)。使用 XOR 确保无论代币地址的顺序如何，都会生成相同的键。示例可以在 这里 找到。

工厂中的另一个池部署函数是 add_base_pool()，该函数仅可由工厂的管理员访问。该池作为 MetaPool 的基础池。

一个有趣的参数是 _ma_exp_time，该参数定义了池移动平均价格预言机的时间窗口。Curve 允许配置此参数，因为不同的代币集需要来自价格预言机的不同“反应时间”。某些代币，尤其是更不稳定的资产，响应需要更快，从而增加预言机对价格操纵的脆弱性。相反，其他代币可以容纳更大的滑动时间窗口，使价格预言机更能抵抗操纵。我们稍后将再次探讨此参数。

新池的部署是通过 Vyper 的内置函数 create_from_blueprint() 执行的。它接收合约实现地址并使用指定的构造函数参数进行部署。在 StableSwapNG 中，此函数不使用盐参数，这意味着所有部署都是使用 CREATE 操作码执行的（与 Uniswap 不同，Uniswap 中所有池地址都是从代币地址确定派生的）。

在 Curve 的 StableSwapNG 中，没有可配置的兑换/流动性钩子（与 Balancer V3 或 Uniswap v4 不同）。逻辑是固定的，只有池和 Gauge 的实现可以通过治理进行修改。

Plain Pool

我们将从 StableSwapNG 池开始——没有包装代币的“plain”池。它的大多数功能与第二种类型的池，即“meta pools”（CurveStableSwapMetaNG）相似。这部分将在稍后讨论。

部署过程的第一步是 初始化 代币列表、放大因子和预言机时间窗口。

在对所有代币的 循环 中，一个有趣的方面是将预言机地址和方法选择器 打包 成一个 256 位的值。通过将 20 字节地址和 4 字节选择器轻松打包在一起，节省了 gas。

接下来，我们处理 ERC4626 代币，这些代币具有基础资产。与这些代币的操作需要理解规模因子（来自小数位），以便与 ERC4626 以及基础代币正确操作。这些值存储在 call_amount 和 scale_factor 数组 中。它们在 这里 为 ERC4626 代币初始化，随后用于获取存储的费率。

池内的代币转移由两个函数管理：

• _transfer_in()：此函数修改池的 stored_balances[coin_idx]，并包含两个逻辑分支：一个遵循传统的 transferFrom() 逻辑，而 另一个 假设“乐观”转移，池假定在调用 transfer_in() 之前，新代币已经转移。
• transfer_out()：此函数直接执行将代币转移到用户的操作——通过 transfer() 发送代币并更新 self.stored_balances。

兑换

交易过程始于以下任一函数：exchange() 或 exchange_received()。两者在使用的 _transfer_in 方法上有所不同（要么是 transferFrom()，要么是上述的“乐观”方法）。值得注意的是，第二个“乐观”变种 不能 与重基代币一起使用，因为池的余额在转账和兑换过程中可能会发生变化。两个函数接受被兑换的代币的索引和一个 _min_dy 参数，该参数设置了获得代币的最低数量，从而允许设置滑点限制。

兑换过程中的下一步在 _exchange() 函数中，通过 获取 各种代币类型的实际余额来进行。通过调用 _balances() 函数，处理重基代币的方法是查询实际的当前 balanceOf(self)，而不是依赖于 self.stored_balances[i]。然后 _xp_mem() 通过应用相应的费率来计算实际储备值。

兑换的核心是 计算 _dy，该值表示输出代币的结果数量。最后，使用 _transfer_out() 发送代币。

所有兑换相关的数学操作都发生在 __exchange() 函数中，其中主要池变量 D 表示（标准化余额下）总的代币数。放大参数 amp 与 D 和实际储备一起用于计算池中某个代币 y 的目标储备量（如果添加了 x 代币）。这有助于确定 dy，即要发送给用户的 y 代币数量。为了防止舍入问题，目标 dy 值会 减少 一个单位。这种舍入调整可以保护池免受因用户有利舍入而产生的潜在攻击。

计算出的 dy 值随后用于计算一个 动态 费用。该费用从 dy 中减去，并加到 self.admin_balances[j] 中。通过更新协议储备并维护预言机完成该兑换。

费用

让我们回到费用上。在 Curve 的 StableSwapNG 中，费用是动态的，并且从输出代币中扣除，从而增强池的余额（提高 D，增加 LP 代币的价格）。在不平衡的设置中，当添加或移除流动性时也会收取费用，否则用户可能会简单地使用一种代币添加或移除流动性，而不是执行兑换。正确、按比例添加或移除流动性则不收取费用。

“理想”代币数量的计算基于这样一个理念：如果 D 增加了 x%，每个代币余额也应增加相同的 x%。“理想”目标余额的确定使用 D 的这种增加（示例 见此处），并使用差异来 计算 目标费用。有关费用计算的更多细节可以在 此文档 中找到。

动态费用系数取决于两个代币 i 和 j 之间当前的不平衡（公式和行为详述 见此处）。此外，还有一个特殊的 self.offpeg_fee_multiplier 值，该值在池失去其挂钩时由池的治理进行 设置。

添加/移除流动性

add_liquidity() 函数接收所有给定数量的代币，并首先检查 D 是否没有 [减少](https://github.com/curvefi/stableswap-ng/blob/af7685d3f1389ab6a244f9c35c91603b10dcfa48/contracts/main/CurveSt...