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1、刷卡機結算原理

刷卡機結算原理

中心化交易所的機制較為簡單：用戶到平臺注冊賬戶，獲得由平臺給予的賬戶地址，用戶往該賬戶地址里充值數字資產，便可在平臺進行交易。平臺為用戶提供資產交易撮合及清算服務，交易成功后，用戶賬戶中的資產余額發(fā)生變化。中心化交易所本質上是一個中心化的記賬本，當數字資產轉入中心化交易所的那一刻，本質上數字資產的所有權已經發(fā)生了轉移。

中心化交易所的運作機制有以下幾個主要問題：

1. 資產安全風險：全過程由平臺托管資產。

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。“銀行”可把用戶充值進入平臺的資產放入自己的數字資產錢包中保管，用戶只是擁有自己在該平臺的賬戶密碼，并不能實際掌控自己的資產。一旦平臺的錢包受到攻擊或者平臺自身作惡，用戶資產將受到威脅。

2. 資產控制限制：用戶無法自由管控自己的資產。

用戶如果需要將資產從交易所提走，需要在自己的賬戶中點擊提現到個人的錢包地址。但是往往平臺會設置規(guī)則限制用戶的提現，包括限制提現額度、提現時間、設置提現手續(xù)費等，影響用戶對自己資產的自由掌控。

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。

用戶在交易平臺進行的掛單、吃單操作，以及交易撮合、清算的過程，全部由平臺的服務器協助完成，而這個過程跟區(qū)塊鏈無交互，交易所可輕易制造虛假交易，進行價格操控。

為了解決中心化交易所機制的弊病，人們開始了在區(qū)塊鏈上建立交易系統的早期探索，保證用戶的資產不受平臺控制，交易清算也能公開透明。包括Bitshares, Stellar, Ripple, Omni為代表的早期去中心化交易平臺應運而生。現以Bitshares為例介紹其工作原理：

（1) 底層公鏈完成交易系統搭建

（2) 提供網關接口，給予數字資產發(fā)行的渠道（在比特股上發(fā)行資產需要抵押BTS）

（3) 用戶下載Bitshare錢包，充值資產

（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，使得交易過程透明，資產安全也得到保證，但主要有以下2個問題：

（1) 交易所搭建在鏈上，其邏輯已經寫死，調整成本較高，而數字資產交易的功能本身是復雜多變的；而且一條公鏈上只有一個交易所，這樣也制約了交易所的多元化發(fā)展。

（2) 缺少社區(qū)支持。由于未能有較好的社區(qū)激勵機制，加上以太坊等公鏈的競爭，使他們失去了社區(qū)參與者的擁護。生態(tài)中缺少眾多有價值的資產，交易所也就無法有效運行。

隨著以太坊在智能合約公鏈競爭中的領先，基于以太坊的去中心化交易所如雨后春筍般蓬勃生長。按照交易撮合的機制可分為以下幾類：

1.鏈上orderbook，鏈上結算;

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，曾一度占據去中心化交易市場的半壁江山。Etherdelta是較為完全的去中心化模式，用戶充值、掛單、吃單、結算及提現全部在鏈上完成。

具體運行機制如下：

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

（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。

（4) 智能合約將對Maker和Taker的需求進行匹配，交易成功后進行鏈上結算。

Etherdelta的整個運行都在鏈上完成，用戶保管自己的私鑰，平臺不會觸碰用戶資產，保證了資產和交易的安全、透明。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，且每一個掛單、撤單、吃單等操作都會消耗GAS費用，導致延時高、成本效益低下。

（2) 存在礦工非法預先交易的可能。

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

2.基于智能合約管理的資金池;

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

Bancor和Kyber的資金池模式有所差別：

Bancor的運作模式

每一個交易對都有一個稱為relay的智能合約，合約根據交易對中資產的數量，計算出一個兌換比例（價格），并自動根據資產數量的增減動態(tài)調整。Taker選擇交易對，并向其合約中轉入相關token，獲得其希望的資產。

Bancor的模式優(yōu)勢在于，整個過程無需掛單、匹配、成交上鏈等復雜操作，成本僅來源于支付轉賬的gas消耗。但其最大的安全隱患，在于管理員過高的權限：每個智能合約都對應一個管理員地址，該管理員有權限提走智能合約中的資產，勢必威脅到用戶存入合約中的資產安全，這也是導致之前Bancor遭遇攻擊的重要原因。

Kyber的運作模式

Kyber與Bancor的不同在于：Kyber并不對每個交易對創(chuàng)建智能合約，且價格也不是自動計算。Kyber的資產提供方（做市商），將資產存入資金池中，由做市商主動提供報價，用戶可以更快捷的獲得理想報價并進行資產交易。

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

3.鏈下orderbook，鏈上結算;

0x與Loopring

0x協議引入了relayer(中繼)的概念，交易者無需充值，但是需要將ETH轉換為符合ERC20標準的WETH，方可進行交易。0x的“鏈下訂單中繼、鏈上最終結算”運作模式如下：

Maker創(chuàng)建訂單，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。

Loopring在0x的基礎上又進行了優(yōu)化。之前提到的交易撮合都是在兩個資產之間，而Loopring可以實現多個資產之間的環(huán)路撮合。比如A-B-C-A之間存在資產互換關系，可以直接實現他們的撮合成交，而不需兩兩之間的多次撮合成交，節(jié)省了上鏈成本，也提高了撮合效率。

0x協議的主要問題在于，如果需要共享訂單，運用0x協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，因此單純地使用0x協議無法實現瞬時成交；另外，由于需要將ETH轉化為WETH，也增加了交易成本。而Loopring協議的環(huán)路撮合邏輯實現起來較為復雜，目前使用Loopring協議構建的交易所與0x協議相比較少。

IDEX與DEx.top

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

用戶通過私鑰簽名，充值資產到智能合約中；平臺不觸碰用戶的私鑰以及資產，安全性得到保障。用戶在交易所進行掛單、吃單操作都通過鏈下的服務器完成，交易撮合過程與中心化交易所的體驗基本一致；未成交的掛單，不會造成gas費用損失，節(jié)省了無效訂單上鏈的成本。雙賬本模式：鏈下賬本將撮合成功的結果與鏈上賬本及時同步，最終實現交易上鏈。

4.P2P。

P2P模式為點對點的資產互換，Airswap即為典型案例。

該機制運作方式如下：

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，一旦遇到合適的交易對，便可獲取交易對手的信息。Maker和Taker商議交換條件（價格）Taker 向智能合約提交請求執(zhí)行交易。

P2P撮合過程在鏈下完成，交易最終在鏈上確認。整個過程與兩個錢包的相互轉賬類似，平臺不會控制用戶的資產，交易過程安全、透明。

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格和數量成交；如果一方需要交易更多，無法靠一次交易實現，需要尋找更多合適的交易對手進行多次交易。

從前文的介紹可以看出，包括Bancor, Kyber, 0x, IDEX, DEx.top在內的幾個典型的交易所，或多或少會有管理員參與到交易過程之中，履行上/下幣、資金池管理、交易上鏈等職責。如果管理員權限過高，將對用戶資產和交易安全造成威脅；而如果沒有管理員的參與，也會降低交易所的運作效率，影響交易體驗。此外，交易所在限制管理員權限和提高交易體驗的基礎上，還需要考慮成本控制。

下文對目前的幾個主流的去中心化交易所的管理員權限的限制情況、成本效益及交易體驗進行了比較：

最早的完全去中心化交易所Etherdelta管理員對交易的干擾最少，但完全上鏈的機制使得成本消耗高且交易體驗較差。之后的幾類去中心化交易所可謂都是在魚和熊掌之間權衡取舍：Bancor和kyber為代表的儲備池模式，交易所管理員在整個過程中參與度較高，如果儲備池合約中管理員權限較高比如之前Bancor可以提走用戶資產，將會對用戶的資金安全造成威脅；二者上鏈過程比較簡單，成本控制表現不錯，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，平臺不觸碰用戶資產，相對而言去中心化程度是較高的，但這也導致成本效益相對較低；交易體驗整體不錯，但如果需要共享訂單，就無法實現瞬時成交。IDEX及DEx.top，把撮合的過程中心化處理，節(jié)省了開銷，交易體驗也較好；合約層面需要嚴格限制管理員權限，方可確保較好的去中心化水平；Airswap是點對點的交易，管理員權限較少，成本效益也相對不錯，但是產品功能設計上相對比較簡單。

從去中心化交易所歷史的發(fā)展可以看出，由于現有公鏈基礎性能的限制，為了提高交易效率，鏈下撮合、鏈上確認成為趨勢。然而這也使得中心化的力量參與到交易所運行中，對安全性產生了威脅。因此，嚴格地限制去中心化交易所管理員的權限就成為了重點。

此外，交易上鏈需要花費GAS費用，在合約和機制設計上節(jié)省開銷，是去中心化交易所實現持續(xù)運營的關鍵。

長遠來說，隨著底層公鏈的性能不斷提高，以及側鏈技術解決方案的突破，去中心化交易所的運作效率也將向中心化交易所靠近，我們共同期待一個高效、安全、逐步完善的去中心化的世界。

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