撰文：郑嘉梁，HashKeyCapital研究总监永续衍生品发展脉络
永续衍生品发展的第一阶段是反向永续合约，即Bitmex在2016年发展出来的比特币反向永续合约。传统交割期货都存在结算日、交割、合约移仓等机制，永续衍生品通过质押、资金费率和价格跟踪三个机制的结合，让永续合约大放光彩。但直到2020年大批交易所才纷纷跟进永续衍生品。根据BitMex的研究，反向合约做多的收益率是不平衡的：反向合约主导的的市场，涨跌做多者更加不利。后由于稳定币的引入，正向合约开始替代反向合约，因为其收益率更加线性。也就是反向合约具有凸性，出现了类似期权里gamma的性质。因为比特币实际上并不是正态分布的，一段时间内是具有漂移项的，做多和做空的收益比并不平衡。正向合约弥补了反向合约非线性的部分。
图：反向合约的收益非线性永续衍生品的第二阶段是链上永续合约，在2020年DeFisummer中链上AMM走向大众，永续衍生品也随之启动。第二阶段可以看做是永续衍生品的概念验证到落地，每天有几亿美元的交易量。由于性能的限制，还没有到大规模使用的阶段。
来源：TheBlock第三阶段是随着Layer2上线，永续合约的底层性能的限制突破，伴随着订单薄重新成为项目的可选方向，以及UniswapV3的集中流动性的自带订单薄特性，让专业的做市商和交易员进入。衍生品不仅是投机，复杂的链上衍生品策略组合开始被采用。我们认为永续衍生品第四阶段是永续期权将在2022-23年成为新的交易者认可的工具。随着Paradigm对永恒期权的讨论以及一些项目落地链上永续期权，会有更多的协议参加这个非线性游戏。第四阶段市场将开始理解非线性衍生品带来的greeks交易机会和组合机会。永续期权解决了交割期权流动性被分割在二维平面的困境。长尾资产将获得更多关注。而且由于波动比较大，会让他们成为交易员喜欢的品种。永续衍生品最后会和其他交割衍生品一样并存，为非永续合约对跨期限衍生品套利衍生出更多策略。市场回到多产品状态，流动性大幅提升，这才会进入到乐观主义者谈论的衍生品市场远大于现货市场的阶段。第四阶段另一个重要的特征就是固定收益衍生品开始流行，这样真正进入到一个很机构化的时代。利率这个之前没有被交易过的产品就补齐了。我们认为永续衍生品具备以下功能：一种方便博弈方向的工具。市场现存的永续衍生品续证明了永续合约的适用性一种管理组合工具。可以和现货、交割期货、交割期权进行组合。专业交易员可以构建更多类型的投资组合。永续合约、到期合约、永续期权和到期期权之间可以构建奇异组合提供固定收益的方式。由于永续合约特殊的维持价格稳定的方式，纯粹的以获取fundrate模式的交易必然盛行于专业交易员圈子，类似于外汇里的carrytrade。除了专业交易员自己构建的组合外，已经有一些合约开始把这种组合模板化了。提供去中心化波动率交易的方式。利用永续期权淡化delta和theta的特性。长尾代币的流动性场所永续衍生品的定价
一般期权的微分形式：
S是底层资产，σ是隐含波动率，t是时间，z是一个高斯过程，f是期权价格。期货可以看成是只包含一次项的部分：
期货和期权两个都可以看做是对未来标的的上杠杆，如果不包含边界条件，期权还包含了对价格变动二次项，以及对时间的价值。期权可以看成包含一次项，二次项和时间项。期货可以看成一个只有delta项的期权，期权币期货多了gamma项和theta项。期货的逻辑相对简单，买卖双方均存在权利义务。期权由于行权价的存在，存在payoff函数，这由期权权利金的存在所决定，期权的买方只有权利，没有义务，这个义务的让渡，由权利金去表示，卖方卖出权利金的同时，获得了在到期日负责交付的义务。资金费率是永续期货合约最精妙的一点，所有的衍生品都在围绕自己费率进行扩展。即资金的买方或者卖方支付资金费率给对方，以维持期货价格和标的价格之间的平衡。但是由于高杠杆的永续合约被清算的可能性增加，永续期权提供了另外一种解决策略：1不会被清算，对于期权买方只有权利没有义务，2在没有清算的前提下，把杠杆倍数放大。期权要解决的主要问题是定价，因为引入了二次项和时间，价格表现出凸性。期权的定价和实际交易价格的差别，是期权交易的利润来源。永续期权在学术界已有很多讨论，比如美式calloption的不行权，putoption的解析解等。但期权对于用户来讲，最大的门槛在于：1理解期权和标的物的关系；2期权与期货相比，提供了哪些额外的好处，可以让用户至少在两者之间进行等价的选择。由于历史原因和产品复杂度的原因，大部分用户，都是以期货起家的。Paradigm提供了一种以费率作为永续期权定价的表示方式：
Deriprotocol在8月11日推出了永续期权产品，他们利用的是paradigm对期权定价的模型，并推出了永续模型的另一个表达法：
以及C和P为一般一般性的BSmodel所表示
链上永续期权协议Shieldprotocol直接更近一步，解出了永续期权的解析解：
ShieldProtocol的解析解基于3年历史数据动态对冲验证和场外期权定价理论研究的实证结果。永续期权定价公式的落地，对整个永续产品起到奠基性的作用，期权的卖家可以计算风险敞口了，也就是传统的期权卖方策略可以实现。1973年Black,Sholes和Merton三人提出的期权定价模型，对至今的期权定价仍然是最重要的方法，解析解一直是定价上的明珠，当然大多数期权定价公式还是依赖于数值解，因为期权模型的解析解计算难度太大了。主要永续衍生品项目
行业地图
dYdX
dYdX创立于2017年，提供加密货币衍生品业务产品包括：永续合约、现货和杠杆交易、借贷等。dYdX的永续合约使用USDC作为抵押物，可以crossmargin,即多合约使用同一抵押物。永续合约的fundingrate采用每一个小时结算一次，dydx的fundrate还考到了两个比重直接借贷的利差，他的fundingrate公式为：FundingRate=(PremiumComponent/8)+InterestRateComponentdYdX的永续合约建立在Starkware设计的zk-rollup上。zkrollup在链下完成客户交易，并把交易结果传到链上，rollup是负责交易打包，zk负责提供零知识证明，以证明存入layer2是有效的。交互过程如下：以太坊到Layer2:dYdX监控相关的以太坊交易，即存款、强制提款和强制交易。一旦在以太坊上收到此类交易，相关操作如添加资金将在第二层进行。Layer2到以太坊:在链下执行一批交易后，其有效性的证明被链上的STARK验证者生成并验证。在STARK验证者批准状态转换后，状态转换生效，如存入或从第二层提取而改变用户的以太坊余额。dYdX使用是订单薄系统，订单薄可以提供限价单，所以会更适合于做衍生品。永续衍生品协议Injective曾对比了订单薄和AMM的两个机制。
订单薄系统的优点在于可以提供很多复杂的订单类型，但仍依赖做市商，如dYdX就使用Wintermute这样的做市商，所以订单薄、做市商本质是一套体系。除了专业做市商外，一般流动性提供商可以将USDC添加到流动池中，然后专业做市商可以适用这部分USDC，把流动性和做市做了个区分，进一步利于有资金但没有交易能力的用户参与。dYdX和传统交易市场很像，最大的创新在于API，已经可以提供到类似中心化交易所的水平，即这样的API把其中的区块链逻辑完全去掉，只剩下的适用于做市商的。如1.25ETH就是1.25，而不是最基本的wei表示。从Wintermute的反馈来看，交叉保证金对于做市商是很友好的，可以节省大量资本。dYdX上线layer2后，交易量大幅上升。
一天的成交量可以达到70亿美元，但随着市场的下降，也已经进入到下来了，最大的三个交易对是BTC/ETH/SOL/COMP等。Layer2引擎dYdX使用的是StarkEX的引擎，也是Starkware开发的专门基于二层网络的交易引擎，在2020年6月上线，可以支持很多用例，如现货交易、永续合约交易和NFT的交易。Starkware可以支持数据上链和数据不上链模式。
来源：Starkware用户的资金转入到StarkEX的合约上，实现去中心化自托管，然后就可以在dYdX上交易了。StarkEX的链下组件会管理所有交易订单，执行后将状态更新发送至链上组件部分。
交易和状态的改变会经由StarkEX的验证者进行验证，SHARP是一个将各类statement打包生成证明的工具。目前Stark引擎支持dYdX、DeversiFi、Immutable、Sorare几个协议。PerpetualProtocol
Perpetual是曾经是全网交易量第一的链上永续期货市场，Perpetual的V1版本使用的是vAMM类型的交易池，vAMM是AMM的扩展类型。按交易量统计，Perpetual,dYdX和Futureswap是永续衍生品里的前三大。vAMM采用AMM的计算方式，但是不采用AMM的清算方式。K值可以调节，K值越大，滑点越低，K值大小也要和场外市场相匹配。vAMM可以采用近乎无限的流动性，这样根据恒定乘积公式k=x*y，就几乎不会产生交易滑点，所有流动性较低的AMM的池子都面临流动性不足、交易滑点过大的问题。vAMM真正的清结算在Perpetual的底层，保险基金承担了流动性提供者的角色。Perpetual的v1采用了xDai作为二层方案。保险基金承担了vAMM的对手风险。如果业务没有持续稳定发展，保险资金的增长应该是不可持续。大的负面波动会抵消掉几星期的insurancefund的增加。在新的V2版本中，Perpetual利用了UniswapV3的流动性，引入了对手方，流动性风险降低。V2版本做了很多其他改进设计，V2版本会分成四步：V2.1:利用V3版本的集中流动性，基于Arbitrium的做市；V2.2:上线现价单系统和PERP的staking；V2.3:除USDC以外的多抵押系统；V2.4:无需许可的私人市场。在V2.2版本这将和dYdX一样变成限价单系统。OffchainLab认为Arbitrium每秒可以打包4200个交易，比以太坊主网高300倍。
Perp的V2选用Arbitrium，一方面UniswapV3选用Arbitrium有关，因为v3的流动性池建立在v3上面。V3的因为集中流动性滑点会更小，这是比Perpv1的vAMM更进步的地方。另一方面，和Optimism相比，Arbitrium完全兼容EVM，这样Uniswap完全不用做任何修改，就可以直接上线，这影响一大批的非项目的选择。完全兼容和部分兼容的区别就在此。5月底，Uniswap的社区群投票几乎100%支持v3在Arbitrium上线。已经有许多项目开始支持Arbitrium，除Uniswap外，包括Aave,Band,Hop,imToken,MakerDAO,WBTC等70所个项目都选择了Arbitrum。永续掉期DerivaDEX
DerivaDEX的主要产品是永续互换合约，也就是和Bitmex类似的链上版本。
来源：DerivaDEXDerivaDEX使用的是订单薄，DerivaDEX也设计了类似PerpetualProtocol的Insurancefund，用来保护当协议出现一定损失。爆仓没有什么特别的解决办法，需要依赖insurancefund去解决，这也是Bitmex永续合约创造的另一个机制。在DerivaDEX，资金费率的游戏也可以变成一种交易策略：比如可以持续构造一个现货多方和期货空方，当假设资金费率利于己方时候的，就赚了固定的资金费率。
来源：DerivaDEX永续期权ShieldProtocol
ShieldProtocol是一个链上永续衍生品协议，其经济逻辑是非合作博弈逻辑。其第一版产品是一个链上永续期权产品，之后会开发永续合约产品，场外期权及结构化产品。具有非抵押、透明、无中介费、去信任以及容易上手等特点。永续期权产品形式逻辑和永续期货类似，即期权价格的payoff由价格变动，资金费和交易费决定：Payoff=(No.OfContracts*PriceChange)-FundingFee-TradingFee期权相比期货，没有清仓的概念。每天的最大损失就是资金费率。其流动性由私池和公池两个池子支持。Shield的核心创新在于永续期权的定价公式的解析解，形如BSmodel，已如前所述。期权在marketfit层面最主要的问题是，因为操作复杂，所以并不是很适合散户，T字报价板就是一个最大的障碍。最大的期权交易所Deribit的交易量比较少，期权领域更加适合于专业交易员。Shield解决这个困扰的办法是：1.于是引入了broker角色，broker帮助用户理解期权和提供交易/投资咨询。整个过程发生在链上，broker可以获得佣金，和传统金融一样，佣金来自于被推荐者的交易佣金。2.将传统的交割期权改造成了永续期权，并让用户只能做平值的买权，这样大大降低了用户使用门坎和风险。Shield特有的是公池、私池系统。私池作为主要的交易池，公池作为补充。私池是为专业交易者服务的，他们可以通过外部对冲转移风险。公池的门槛较低，适合散户和风险厌恶者参与。在T=0时刻，私池相当于期权的卖方，交易者为期权的卖方，所有的交易都是peertopool的，流动性来自于池子。新开单的分配由随机数决定，一个是区块的哈希，另一个区块的时间。订单被随机匹配到私池中。私池的提供方获得基于SLD的交易费，私池的费用收入较高。清算人通过提供清算服务，获得奖励。Shield的五个角色通过非合作博弈来维护协议的稳定。
永续期权的显性用处，投资者可以不必承担移仓的麻烦，作为期权的持有方，没有爆仓风险。期权的长期持有就是要付出时间价值，即每天都有时间损耗，永续期权不需要付出时间价值，付出的是fundingfee。永续期权的隐形用处，提供了一种可以博弈波动率用的衍生品。当把永续期货和永续期权结合起来，剔除掉一次项，剔除掉时间价值，，那合成的产品就是一个纯粹的波动率，给非方向性的博弈提供了大的空间。此外丰富了产品组合，可以体现了真正的可组合性。永续期权可以和交割期权结合起来，形成一些策略，但是目前的永续期权价格机制还比较繁琐，不太好计算各类greeks的风险暴露。永续模板和可组合性-Ribbon和OPYN
Ribbon和OPYN的故事显示出了一个有趣的现象，复杂产品的创意往往依靠极端简单的前端做到扩大化，正体现了DeFi可组合性的优势。RibbonFinance利用了OPYN提供的永续期权模板，创造出了类似定期储蓄的资金池，底部由putselling和coveredcall策略的期权卖出策略支撑，可以给用户提供类固定收益的集合产品。
Ribbon相当于为OPYN建立了一个策略聚合收益前端，帮助用户每周固定执行卖出期权策略，也就类似于永续期权的衍生品。实现原理是，ThetaVault把投资人的90%的存入资金在OPYN铸造coverdcall,并以oToken卖给做市场，期权的参数设定由ThetaVault决定，用户无需考虑，一般会选用价外期权，这样可以赚到premium，缺点是若单位时期内，标的价格上涨至行权价，用户会承受损失。这里不得不提一下OPYN，OPYN越来越走向底层，特别是一些是实用性的工具如看涨期权，清算机器人，期权流动性池以及永续期权金库模板，这个模板被Ribbon所用，也为OPYN提升了大量的TVL。基本上OPYN的TVL的近期增长全部由Ribbon推动。
来源：DelphidigitalOPYN的底层：PerpetualVaultTemplates。它使用了一整套永续期权模板，任何人可以构建他们所需要的期权，省去了从底层bootstrap的功夫，做出来任何策略的，并以oToken的形式其表示这个期权。其可以容乃非常大量的期权策略，面向前端的vault可以自行构建客户需要的产品。从期权的发展看永续衍生品
古代和近代期权的发展可追溯到中东地区以及郁金香泡沫时代，都是一种约定的交易合同的形式出现。比如买家向卖家支付3.5%-10%的定金，到期日如果郁金香价格低于合同价格，卖家可以豁免买入义务。现代期权无论是理论还是实践都在美国，商品期权起源于农作物和畜牧业，金融期权一开始都是去中心化的模式，都是场外期权。1973年是期权市场发展的转折的一年，芝加哥期权交易所邀请南森公司完成了一份《南森报告》。同年FisherBlack、MyronSholes和RobertMerton分别发表两篇论文，提出了结论近似的期权定价模型，也就是后来被称之为BSM的期权定价模型。1974年的美国证监会报告大量引用了《南森报告》的内容，四项结论非常重要：1场内期权有助于降低场内现货的波动，2场内期权提升了现货流动性，3场内期权不会分流流动性，4场内期权让投资人开始成熟面对复杂的市场。在1985年美国四大监管机构推出了《期货和期权交易对经济的影响研究》，这个俗称四方报告的刊物让期权发展正式走上正轨。期权的发展历史非常之长，是市场、理论、交易者和监管共同作用的结果。对应到crypto的期权，我们发现理论是基本不变的，市场需求是存在的，交易者不太成熟，监管持很负面态度，符合早期也就是1973年以前股票期权市场的特征。衍生品发展的早期一般都具有较重的投机味道，直到投资者开始成熟，工具属性才慢慢复现，对于机构和个人，期权的意义也明显不同。所以发展crypto期权市场的定位是需要值得思考的。为什么此时看好永续衍生品：性能提升：Layer2上线是似乎解决了性能问题，更重要的是，给了衍生品launch新V的契机。在基础链的AMM模式开始向订单薄过度。随着UniswapV3的出现，订单薄这个之前被遗忘的方案重新回来了，AMM会和订单薄一起玩法多样：永续是一个很好的方向，Crypto散户多的特点，到期衍生品很多人操作不习惯。永续衍生品已被市场证明可以组合成有趣的收益产品。期权热度上升：期权的热度在上升，期权很适合专业做市商的出现，专业做市商在Layer2做事已经司空见惯。永续、永恒期权的定价和时间已经开始形成风气，这是促使专业交易员进入到市场的重要因素。潜在的交易因素和非交易因素：只要全市场市场交易量上升，永续衍生品上量会非常快。而目前的一些其他因素让DeFi衍生品有了增量。永续衍生品的风险：衍生产品的高杠杆是可以吸引客户但是也对协议造成压力对其池子的设计者而言，流动性的提供方会面临损失或者不愿意积极参与的局面抵押品的选择是一个双刃剑衍生品是否可以承担高通量还未经过验证越接近于中心化的订单薄系统，越接近于和中心化交易所竞争的位置。之前通过mining/staking机制激发了用户，但是随后是真正产品的竞争。
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