用dYdX做空以太坊时，内部合约是怎么运作的？
在传统的金融市场里，期货的规模可能是现货的100倍。显然金融衍生品是一块更大的市场。
现在许多中心化交易所除了币的买卖交易，也开始提供一部分的期货交易，做衍生品的生意。
火币在去年11月推出火币衍生品市场，最初提供比特币的撮合服务，后面又加上了以太坊和EOS，前段时间他们放出了一个新闻，说自己的衍生品市场交易额已经突破了200亿美元大关，量看起来还不错；而 OKEx 则在更早之前就推出了衍生品服务，后面还搞了一个“永续合约”的玩法，他们大部人的用户也都是炒的期货。当然，这样的代价是一旦爆仓，大家也会骂得更凶。毕竟期货的风险加上杠杆更大，很容易一夜清零。韭菜们私底下就有句话叫，「珍爱生命，远离期货」。但另一方面，虽然现在是熊市，但因为可以做空，很多投资者押注熊市里各种币会下跌，因此很多借贷市场反而比牛市的时候表现更好。
说了这么多，想表达的观点是，加密货币现在还属于一种非常初级的金融产品，衍生品和期货这块才刚开始接入。在这种背景下，就像交易所，一开始盛行的是中心化的交易所，于是就有人想要遵循区块链的原教旨主义做去中心化的交易所，金融衍生品这块大蛋糕，也有一些人想用智能合约做去中心化的版本。
dYdX就是一个去中心化的金融衍生品协议。这篇文章我们来了解下dYdX具体是怎么做的，相比中心化的金融衍生品服务，它有什么缺点和优点。
dYdX 简单介绍
dYdX的创始人很年轻，好像是15年才毕业的，学计算机的，毕业后在 Uber 干过。他一开始只是抱着学习下智能合约的心态，就开始写dYdX的协议，后来写着写着就拿到融资了，也挺牛逼的。
具体来看dYdX的协议，它其实就是用一些智能合约把金融衍生品的交易规则重写了一遍，重新实现出来。
在技术上，这里面有几个关键问题需要解决：
第一个问题是怎么让用户通过合约来做空或者做多。围绕dYdX的协议，开发者可以推出一个特定的期货token，比如一个token叫以太坊做空币，用户买这个币就可以做空以太坊，因为这个做空币的价格始终会与以太坊价格成反比。dYdX希望后续能为每个ERC20的币都推出相应的期货token；
第二个关键问题是，做空做多是需要有借贷和交易的，在传统金融模式下，这些由金融机构和中心化交易所提供，但在链上，这些事情则由智能合约自动执行，这样一来，合约就要有自己能买卖的能力，但它又不可能去接中心化交易所的api，去和火币或者币安做交易，所以，dYdX这部分功能是基于0x协议来做的，通过去中心化交易所来提供智能合约需要的流动性。
dYdX协议现在还在持续开发中，基于这套协议，他们已经推出了一个具体的产品叫expo，一个衍生品交易市场，目前expo上面只有一款产品叫保证金交易（即margin trading，如果你跟我一样是金融白痴，可以先拉到最下面把附录里“什么是保证金交易”搞懂），上面只有两种币可以买，一个叫sETH（short eth），用来做空以太坊；另一个叫lETH（long ETH），用来做多以太坊。
值得一提的是，现在使用这个产品的体验已经挺流畅的了，如果你浏览器上有装metamask，直接打开expo官网，买做空币或者做多币，输入具体的金额数量，然后按下回车键就能成交了。
期货的杠杆倍率、利率和到期时间都是预先设定好的，你只需要输入购买金额就可以了。我的以太坊地址实在太穷了，打码保护一下自尊。
这个体验跟传统金融衍生品的体验也不太一样。
有两个最大的不同点：
第一个不同是，整套保证金交易的机制，实际上都被抽象出来了，用户对此是“零感知”的，这简化了很多参与保证金交易的门槛和步骤，因为很多事expo都通过dYdX的协议自动帮你做完了，这些事包括：
自动从dYdX的借贷合作伙伴里寻找衍生品底层所依靠的现货资产的流动性。
自动从去中心化交易所里寻找交易的流动性。
自动负责抵押品的管理。
自动铸造新的做空币或者做多币，为用户提供保证金交易的服务。
第二个不同是安全性和透明性，因为你是在链上跟智能合约做交易，不是把钱打给中心化的机构。这部分的区别，跟去中心化交易所和中心化交易所的区别差不多。
那么，dYdX具体是怎么完成保证金交易的呢？我们通过 dYdX 的白皮书了解下。
dYdX协议的原理
dYdX协议通过一个主要的以太坊智能合约来提供基于 ERC20 代币的保证金交易。
出借人通过合约签名一笔交易，指明自己愿意借出什么样的token、借出多少数量、保证金多少、利息多少，然后就可以借款给别人做保证金交易了。这些借款的offer可以同步到链下的交易平台，在上面列出order book。
一个用户想要做保证金交易，通过向dYdX的智能合约发送一笔交易，指明自己要接受哪个借款、要借多少数量、指定一个未来把这些借贷来的 token（即owed token）卖出换成另一个持有token（即 held token）的买盘，来开始保证金交易。
根据这笔交易，智能合约会把保证金从用户那里转移到合约内部，然后通过外部的去中心化交易所——比如0x——再把这些借贷来的owed token以指定的买盘价格卖出去换成held token，然后合约会一直帮我们保管这些保证金，一边帮我们自动卖出owed token换成held token，直到用户再次发来另一笔交易，指定卖盘结束这次保证金交易。
在这里面，总共有两种用户，他们分别扮演借贷人和交易者（交易者可以是做空者，也可以是做多者），这两种角色围绕智能合约一起运作。
三个合约
在实现上，dYdX协议由三个主要的智能合约构成。
Margin contract：负责保证金交易的业务逻辑。
Proxy contract：负责代表用户完成各种资产的转移。
Vault contract：作为一个存储金库，帮用户托管保证金交易中的资产。
合约更详细的信息，感兴趣的朋友可以直接参考 dYdX 在 github 上的代码。
接下来，我们来看看在dYdX上，一个保证金交易具体经历的流程和细节是什么样的。
Offering Message
要进行保证金交易，首先需要有人借款。
这个出借人想把自己手里持有的某个token借出去，需要指定借出的利率和保证金，然后就把借贷消息转发到各个地方，可以是链下的平台，具体怎么让出借人和借钱的人达成一个贷款共识，也就是所谓的“撮合”部分，dYdX的智能合约是不管的，换句话说，撮合可以通过传统的中心化的方式完成。
Buyer
保证金交易的另一部分就是买盘。买盘可以像贷款一样，通过任何方式来完成撮合，进行传播。这个买盘可以是任何价格，唯一的要求是必须由交易者选定，然后买盘的总价值要不少于交易者借款的token的价值。通常交易者会选择价格最好的订单。
dYdX允许交易者使用任何标准的去中心化交易所。这一点是通过dYdX自己把外部的去中心化交易所的智能合约，重新封装进了另一个智能合约来完成的。这个新的智能合约叫ExchangeWrapper，它会向保证金交易提供标准的接口。
交易者可以指定使用任何 ExchangeWrapper，不需要任何许可。这意味着任何人都可以编写、发布或者使用自己的ExchangeWrapper。dYdX官方实现了第一个封装0x协议的ExchangeWrapper，所以任何0x的订单都可以被交易者用于保证金交易中。
Position Opening
要开启一个保证金交易，交易者向Margin智能合约发送这样一笔交易，包括以下信息：
接受哪笔借款。
一个买盘，指定怎样用owed token 购买 held token 。
买盘的 ExchangeWrapper 地址。
希望借多少owed token，借贷的数量。
保证金使用owed token支付还是使用held token支付。
保证金数量
交易者的地址
当Margin智能合约收到消息后，会执行以下动作：
确认借贷生效
Margin合约首先会调用Proxy合约，把保证金从交易者那里转移到新的地方（如果保证金是held token，就转移到 Vault 合约里，如果是owed token，就转移到 ExchangeWrapper 上，通过去中心化交易所交易出去。
Margin合约调用Proxy合约，把owed token从出借人那里转移到 ExchangeWrapper 上。
Margin合约记录下借来的token被用掉了多少，然后保存成一个mapping。这是为了防止黑客使用签名过的借款消息发动replay攻击。
Margin合约调用ExchangeWrapper，按照买盘的说明，把owed token交易成相应的held token。在这个交易里，买家是maker，ExchangeWrapper是taker。交易合约（如果是使用0x的ExchangeWrapper，那么交易合约就是0x）会确认交易信息，然后执行交易。
Margin合约调用Proxy合约，把ExchangeWrapper卖掉收到的held token转移到Vault合约里。在保证金交易有效期间，Vault合约会把这些held token一直锁在自己的合约里。
这个保证金交易的详细信息被存在了合约里，通过一个公共标识映射起来。后续交易者或者出借人可以通过这个公共标识和这个postion进行交互。
所有这一切都是原子交易，也就是说，要么成功发生，要么完全不发生。
最终，Vault合约里会持有一定数额的held token，如果交易者上交的保证金是held token，那么，这个数额就等于保证金的数额加上卖出owed token挣到的held token的数额；如果交易者上交的保证金是owed token，那么，这个数额就等于借来的owed token和保证金一起卖出挣到的held token的数额。Vault合约在保证金交易没有结束之前都会一直锁定这些held token。
Closing
交易者可以选择在任何时间结束一部分的postion。结束的方法是向Margin合约发送一个卖盘，这个卖盘指定，把held token卖掉，卖多少呢？卖出多于或等于欠出借人owed token的数量（包括一点利息）。这个卖盘可以指定任何价格，只要held token的数量（根据要结束的position的比例换算）足够完成支付。通常交易者会倾向于选择价格最低的订单。
当Margin合约收到关闭position消息的时候，它会执行以下动作：
计算当前总共欠出借人多少owed token。使用连续复利的方式进行计算。
如果是通过held token偿还，Margin合约调用 ExchangeWrapper 归还一定的held token数量（根据欠下的owed token的数额计算）；如果是通过owed token偿还，则调用ExchangeWrapper 卖出所有的held token，买入相应的owed token。交易过后，Vault 合约将持有等同于欠款数额的owed token ，以及一定数额的owed token或者held token，这些token等于保证金+交易者的利润（利润可以是负值）。
Margin合约调用Proxy合约，把欠款数额的owed token 从 ExchangeWrapper 那里转移到出借人手里。
Margin合约把等于保证金+利润数额的held token或者owed token发送给交易者。
Margin合约从存储里删除了一个postion，如果当前数额为零的话，或者把当前positon的数额根据关闭position的数量大小做相应的减少。
当然，不止是交易者，出借人也是可以提前终止postion的。出借人可以向Margin合约发送消息，要求交易者必须在xx时间之前补足多少数量的held token作为保证金，否则这次margin trading的postion就会被结束。交易者在限定时间之前要么必须补足保证金，要么必须偿还干净所有的owed token。如果交易者两件事都没有及时完成，那么合约里所有的held token余额都会归出借人所有。
出借人根据自己的利益，会在owed token相对于held token的价格上升到保证金里的held token已经几乎无法购买相应的owed token的时候，要求结束position。出借人可以授权第三方帮他们看管这个价格信息。第三方持续观察价格走势，一有危险就提出结束position的请求。这个第三方可以通过中心化的oracle来完成。
这样也要求交易者要随时在线，在收到出借人要关闭position的时候能及时响应，交齐保证金或者清还贷款。交易者可以授权一个外部合约，让合约代表自己进行一些操作，这样一来就不用保持随时在线了。这个合约可以通过运行一个荷兰拍卖合约来完成，买回相应的owed token欠款。
例子
上面把所有的原理和过程都说清楚了，但可能还是很难看懂。没关系，我们代入一个实际的例子，跑一遍流程，也许你就会懂了。
假设现在我想通过比特币来做空以太坊（即：我认为未来一个月，以太坊相对于比特币的价格会暴跌），那我要怎么办呢？
首先寻找市面上的eth贷款，找别人借eth。Margin合约把eth从借款人那里转移到ExchangeWrapper上。
然后要交一部分的保证金，比如10%，用held token来交，也就是比特币，Margin合约调用Proxy合约把比特币从你手上转移到Vault 合约里。
接下来，Margin合约调用ExchangeWrapper，按照你给出的买盘说明，把eth出售交易成相应的比特币。
然后，Margin合约调用Proxy合约，把ExchangeWrapper买回的比特币转移到Vault合约里。在保证金交易有效期间，Vault合约会把这些比特币一直锁在自己的合约里。
一个月后，以太坊相对比特币的价格真的跌成狗了，那么你可以退出了，发消息给Margin合约要结束这次保证金交易，合约会执行以下操作：
首先计算你当前总共欠出借人多少个以太坊，使用连续复利的方式进行计算。
然后，如果是通过比特币偿还，Margin合约就会去调用 ExchangeWrapper 归还一定的比特币（数量等于之前欠下的以太坊的总价值，加上事先说好的一部分利息），然后剩余的比特币就是你交的保证金+赚到的利润了；
如果是通过以太坊偿还，则调用ExchangeWrapper 卖出一定数量的比特币，买入相应的以太坊，交易过后，Vault 合约将持有等同于欠款数额的以太坊 ，以及一定数额的以太坊或者比特币，这些剩下的比特币或者以太坊就等于你交的保证金+赚到的利润了。
当然，如果一个月后，以太坊相对比特币的价格没有跌反而涨了，那么你的利润也可以是负值。
总的过程大概就是这样。当然，还有两个问题需要注意：
如果出借人看到以太坊的价格反而上涨了，他怕你交的保证金完全抵押不了损失，会爆仓，那他就可以提前召回自己的贷款，回收你欠他的以太坊，或者叫你交更多的比特币作为保证金，以确保不会爆仓。
如果我认为未来一个月，以太坊相对于比特币的价格会暴涨，我想做多以太坊怎么办呢？把上面的owed token和held token互换一下，就能达到这个效果了，即：找别人借比特币，用btc交易eth。
dYdX 的未来
去中心化的数字货币衍生品是非常有趣的一个市场，但我并不是金融专业出身，所以，我其实不知道，dYdX这种去中心化的金融衍生品服务和中心化的相比，它们对用户来说，具体的优缺点究竟在哪？目前看起来，dYdX的还不完善，种类相对比较单一，玩起来不够刺激？如果有金融行业的朋友有自己的独到见解，欢迎在评论里分享。
不过，我个人还是有一种感觉，衍生品这个领域，和中心化交易所与去中心化交易所的发展境况，其实是差不多的——中心化交易所目前占据主流，交易深度和流动性都更好；而去中心化交易所还比较小众，但它在未来有更多的可能性。衍生品也是如此。
dYdX的协议现在还很简单，没有中心化交易所提供的那么丰富的期货玩法和期货品类，大部分真正在炒数字货币期货的用户，也主要是在中心化的衍生品交易市场里玩。现在我能想到的会使用 dYdX 玩保证金交易的人，应该是既懂金融又懂计算机、且不是为了挣大钱（因为dYdX目前还太基础了）的人，而这样的人并不多。
但 dYdX 的协议如果未来得到更完善的发展，那它实际上可以作为一个桥梁，去连接许多不同的金融服务。换句话说，dYdX可以产生很多以前从来没想过的智能合约的新玩法，因为这套协议是完全开源的，任何人都可以在上面添砖加瓦，也可以通过这套协议在上面创造自己的新玩法。
传统的中心化交易所想要提供一个币的衍生品，往往需要内部做流程决策，交易所的老板觉得有搞头就推出相应的交易市场，但在dYdX上面，只要有人会写代码就行了，补充一个xx币的做空币、做多币，任何人都可以买卖。
这就像中心化交易所是用中心化的方式去上币，而DEX可以自由地上任何币种。你不需要有华尔街的经验和历史，就可以通过智能合约创造一个新的期货品类，（比如开个脑洞，把dYdX这套衍生品玩法和预测市场结合起来会怎样？ERC721 非同质化代币可以拿来做一个新的期货市场吗？），这在以前是一件不可想像的事。
这样看来，也许未来万物皆可“衍生品化”——当然，不可避免地，它可能会造成一定的问题，但也有可能会增加金融市场的活力。
（完）
附：什么是 margin trading？
所谓的margin trading就是保证金交易。在这种交易里面，张三找大财主借了一项资产，借完之后马上转手又卖给了李四。等到借款合约到期的时候，张三必须把借来的资产再还给大财主，当然，还要附带一部分利息。张三、大财主、李四，他们属于保证金交易里的三种角色，各取所需地挣钱。
看看下面这些详细的例子。
保证金交易有两种类型：做空或者做多。
做空（short sells）
张三觉得比特币未来一个月会跌，于是他就找大财主借了1个比特币，然后把这1个比特币以当前价格卖给李四。等到一个月后，约定张三需要还大财主1个比特币，再加一点利息。
如果到时比特币真的跌成狗了，那么张三可以按更便宜的价格买回1个比特币还给大财主，这样一借一还的差价，就是张三通过做空赚到的利润。
当然，如果比特币一个月反而涨了，那张三就完蛋了，因为他现在要买回1个比特币的价格，比自己当初卖出去的还要高，一借一还的差价就是自己的亏损。
做多（leveraged longs ）
有做空就有做多。
李四觉得比特币未来一个月会涨，于是他去找大财主借钱，借了4万块钱。李四借到4万块钱后，立即买了一个比特币。等到一个月之后，约定李四要还大财主4万块钱，再加一点利息。
如果这时比特币价格确实涨了，那么李四就可以把手里的比特币卖出高于4万块的价钱，再还4万块给大财主。一借一还的差价，就是李四通过做多赚到的利润。
当然，如果比特币一个月后反而跌了，那李四就傻逼了，因为他手里的比特币已经不值4万块了，为了还大财主，他需要亏损。
特别值得注意的一点是，上面这些交易里，张三和李四并不是全款去找大财主借资产，而是通过一个保证金乘以倍率，加杠杆来撬动更多的资金。比如交10%，用4000块钱就可以撬动4万块的交易，这样投资回报率就很高了，当然风险也是相对增高了很多，容易被爆仓。总之就是玩得更刺激了。而为了避免你的保证金不足以抵消你给大财主造成的损失，保证金都是即日结算的，也就是说，如果行情不妙，你可能还需要补交更多的保证金，或者大财主有权提前收回他的借款。
做空可以被张三用来投机，或者做风险对冲。投机大家都懂就不说了，风险对冲是怎么回事呢？比如张三觉得比特币未来一个月会跌，他手里有一堆比特币，很害怕承担这个损失，那他就可以通过做空比特币相关联的资产来赚回一点钱，减少一些可能的损失，这样就叫做对冲。
做多也可以被李四拿来投机，它可以产生更高的资金利用效率，因为加上了杠杆，当然也更容易血本无归，一夜清零。
至于借款的人，也就是大财主，他可以通过借出资产来赚钱一定的利息，作为利润。
一些延伸阅读
什么是期货？期货市场是如何运转的？ - 傅建朝的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/19903936/answer/78060981
dYdX白皮书 https://whitepaper.dydx.exchange/
expo官网 https://www.expotrading.com/
如果你对dYdX和Defi感兴趣，可以转发这篇文章到朋友圈，截图发给橙皮书小姐姐（微信号18519507233）并自我介绍，加入“神奇技术在哪里”讨论群~
橙皮书正在招人，如果你真心喜欢区块链，希望和我们一起创作更好的内容，欢迎添加橙皮书小姐姐微信（微信号 18519507233），备注“应聘”；或者发送简历到邮箱inneverland2013@gmail.com。
我们正在招聘的职位有：
1、记者，研究新技术和产品，和业内的创造者交流，写出影响行业的文章；
2、运营，负责社区、公众号、线下活动等方面的运营工作。
3、翻译小组志愿者，纯线上协作，一起翻译优质的英文文章；
4、内容实习生，一起参与优质项目的采访与撰稿，要求每周至少有三天时间