摘要：隨著永續合約底層性能的限制突破，複雜鏈上衍生品策略組合開始被採用，永續期權或將成為新的交易者認可的工具。
隨著永續合約底層性能的限制突破，複雜鏈上衍生品策略組合開始被採用，永續期權或將成為新的交易者認可的工具。
撰文：鄭嘉梁，HashKey Capital 研究總監
永續衍生品發展脈絡
永續衍生品發展的第一階段是反向永續合約，即Bitmex 在2016 年發展出來的比特幣反向永續合約。傳統交割期貨都存在結算日、交割、合約移倉等機制，永續衍生品通過質押、資金費率和價格跟踪三個機制的結合，讓永續合約大放光彩。但直到2020 年大批交易所才紛紛跟進永續衍生品。
根據BitMex 的研究，反向合約做多的收益率是不平衡的：反向合約主導的的市場，漲跌做多者更加不利。後由於穩定幣的引入，正向合約開始替代反向合約，因為其收益率更加線性。也就是反向合約具有凸性，出現了類似期權裡gamma 的性質。因為比特幣實際上並不是正態分佈的，一段時間內是具有漂移項的，做多和做空的收益比並不平衡。正向合約彌補了反向合約非線性的部分。
圖：反向合約的收益非線性
永續衍生品的第二階段是鏈上永續合約，在2020 年DeFi summer 中鏈上AMM 走向大眾，永續衍生品也隨之啟動。第二階段可以看做是永續衍生品的概念驗證到落地，每天有幾億美元的交易量。由於性能的限制，還沒有到大規模使用的階段。
來源：The Block
第三階段是隨著Layer2 上線，永續合約的底層性能的限制突破，伴隨著訂單薄重新成為項目的可選方向，以及Uniswap V3 的集中流動性的自帶訂單薄特性，讓專業的做市商和交易員進入。衍生品不僅是投機，複雜的鏈上衍生品策略組合開始被採用。
我們認為永續衍生品第四階段是永續期權將在2022-23 年成為新的交易者認可的工具。隨著Paradigm 對永恆期權（everlasting option）的討論以及一些項目落地鏈上永續期權，會有更多的協議參加這個非線性遊戲。第四階段市場將開始理解非線性衍生品帶來的greeks 交易機會和組合機會。永續期權解決了交割期權流動性被分割在二維平面的困境。長尾資產將獲得更多關注。而且由於波動比較大，會讓他們成為交易員喜歡的品種。
永續衍生品最後會和其他交割衍生品一樣並存，為非永續合約對跨期限衍生品套利衍生出更多策略。市場回到多產品狀態，流動性大幅提升，這才會進入到樂觀主義者談論的衍生品市場遠大於現貨市場的階段（也就是套用TAM 的估算方法）。第四階段另一個重要的特徵就是固定收益衍生品開始流行，這樣真正進入到一個很機構化的時代。利率這個之前沒有被交易過的產品就補齊了。
我們認為永續衍生品具備以下功能：
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一種方便博弈方向的工具。市場現存的永續衍生品續證明了永續合約的適用性
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一種管理組合工具。可以和現貨、交割期貨、交割期權進行組合。專業交易員可以構建更多類型的投資組合。永續合約、到期合約、永續期權和到期期權之間可以構建奇異組合
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提供固定收益的方式。由於永續合約特殊的維持價格穩定的方式，純粹的以獲取fund rate 模式的交易必然盛行於專業交易員圈子，類似於外匯裡的carry trade。除了專業交易員自己構建的組合外，已經有一些合約開始把這種組合模板化了。
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提供去中心化波動率交易的方式。利用永續期權淡化delta 和theta 的特性。
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長尾代幣的流動性場所
永續衍生品的定價
一般期權的微分形式：
S 是底層資產，σ是隱含波動率，t 是時間，z 是一個高斯過程，f 是期權價格。
期貨可以看成是只包含一次項的部分：
期貨和期權兩個都可以看做是對未來標的的上槓桿，如果不包含邊界條件，期權還包含了對價格變動二次項（即波動），以及對時間的價值。期權可以看成包含一次項，二次項和時間項。期貨可以看成一個只有delta 項的期權，期權幣期貨多了gamma 項和theta 項。期貨的邏輯相對簡單，買賣雙方均存在權利義務。期權由於行權價的存在，存在payoff 函數，這由期權權利金的存在所決定，期權的買方只有權利，沒有義務，這個義務的讓渡，由權利金去表示，賣方賣出權利金的同時，獲得了在到期日負責交付的義務。
資金費率是永續期貨合約最精妙的一點，所有的衍生品都在圍繞自己費率進行擴展。即資金的買方或者賣方支付資金費率給對方，以維持期貨價格和標的價格（index）之間的平衡。但是由於高槓桿的永續合約被清算的可能性增加，永續期權提供了另外一種解決策略：1 不會被清算，對於期權買方只有權利沒有義務，2 在沒有清算的前提下，把槓桿倍數放大。
期權要解決的主要問題是定價，因為引入了二次項和時間，價格表現出凸性（convexity）。期權的定價（賣出期權）和實際交易價格的差別，是期權交易的利潤來源。
永續期權在學術界已有很多討論，比如美式call option 的不行權，put option 的解析解等。但期權對於用戶來講，最大的門檻在於：1 理解期權和標的物的關係；2 期權與期貨相比，提供了哪些額外的好處，可以讓用戶至少在兩者之間進行等價的選擇。由於歷史原因和產品複雜度的原因，大部分用戶，都是以期貨起家的。
Paradigm 提供了一種以費率作為永續期權定價的表示方式：
Deri protocol 在8 月11 日推出了永續期權產品，他們利用的是paradigm 對期權定價的模型，並推出了永續模型的另一個表達法：
以及C （t）和P （t）為一般一般性的BS model 所表示
鏈上永續期權協議Shield protocol 直接更近一步，解出了永續期權的解析解：
Shield Protocol 的解析解基於3 年曆史數據動態對沖驗證和場外期權定價理論研究的實證結果。永續期權定價公式的落地，對整個永續產品起到奠基性的作用，期權的賣家可以計算風險敞口了，也就是傳統的期權賣方策略可以實現。 1973 年Black, Sholes 和Merton 三人提出的期權定價模型，對至今的期權定價仍然是最重要的方法，解析解一直是定價上的明珠，當然大多數期權定價公式還是依賴於數值解，因為期權模型的解析解計算難度太大了。
主要永續衍生品項目
行業地圖
迪克
dYdX 創立於2017 年，提供加密貨幣衍生品業務產品包括：永續合約、現貨和槓桿交易、借貸等。 dYdX 的永續合約使用USDC 作為抵押物，可以crossmargin, 即多合約使用同一抵押物。永續合約的funding rate 採用每一個小時結算一次，dydx 的fund rate 還考到了兩個比重直接借貸的利差，他的funding rate 公式為：
資金利率 =（溢價部分 / 8）+ 利率部分
dYdX 的永續合約建立在Starkware 設計的zk-rollup 上。 zk rollup 在鏈下完成客戶交易，並把交易結果傳到鏈上，rollup 是負責交易打包，zk 負責提供零知識證明，以證明存入layer2 是有效的。交互過程如下：
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以太坊到Layer2: dYdX 監控相關的以太坊交易，即存款、強制提款和強制交易。一旦在以太坊上收到此類交易，相關操作如添加資金將在第二層進行。
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Layer2 到以太坊: 在鏈下執行一批交易後，其有效性的證明被鏈上的STARK 驗證者生成並驗證。在STARK 驗證者批准狀態轉換後，狀態轉換生效，如存入或從第二層提取而改變用戶的以太坊餘額。
dYdX 使用是訂單薄系統，訂單薄可以提供限價單，所以會更適合於做衍生品。永續衍生品協議Injective 曾對比了訂單薄和AMM 的兩個機制。
訂單薄系統的優點在於可以提供很多複雜的訂單類型，但仍依賴做市商，如dYdX 就使用Wintermute 這樣的做市商，所以訂單薄、做市商本質是一套體系。除了專業做市商外，一般流動性提供商可以將USDC 添加到流動池中，然後專業做市商可以適用這部分USDC，把流動性和做市做了個區分，進一步利於有資金但沒有交易能力的用戶參與。
dYdX 和傳統交易市場很像，最大的創新在於API，已經可以提供到類似中心化交易所的水平，即這樣的API 把其中的區塊鏈邏輯完全去掉，只剩下的適用於做市商的。如1.25ETH 就是1.25，而不是最基本的wei 表示。從Wintermute 的反饋來看，交叉保證金對於做市商是很友好的，可以節省大量資本。
dYdX 上線layer2 後，交易量大幅上升。
一天的成交量可以達到70 億美元，但隨著市場的下降，也已經進入到下來了，最大的三個交易對是BTC/ETH/SOL/COMP 等。
Layer 2 引擎
dYdX 使用的是StarkEX 的引擎，也是Starkware 開發的專門基於二層網絡的交易引擎，在2020 年6 月上線，可以支持很多用例，如現貨交易、永續合約交易和NFT 的交易。 Starkware 可以支持數據上鍊（ZK-Rollup）和數據不上鍊（Validium）模式。
來源：Starkware
用戶的資金轉入到StarkEX 的合約上，實現去中心化自託管，然後就可以在dYdX 上交易了。 StarkEX 的鏈下組件會管理所有交易訂單，執行後將狀態更新發送至鏈上組件部分。
交易和狀態的改變會經由StarkEX 的驗證者進行驗證，SHARP 是一個將各類statement 打包生成證明的工具。目前Stark 引擎支持dYdX、DeversiFi、Immutable、 Sorare 幾個協議。
永久協議
Perpetual 是曾經是全網交易量第一的鏈上永續期貨市場（目前第二），Perpetual 的V1 版本使用的是vAMM 類型的交易池，vAMM 是AMM 的擴展類型。按交易量統計，Perpetual, dYdX 和Futureswap 是永續衍生品裡的前三大。
vAMM 採用AMM 的計算方式，但是不採用AMM 的清算方式。 K 值可以調節，K 值越大，滑點越低，K 值大小也要和場外市場相匹配。 vAMM 可以採用近乎無限的流動性，這樣根據恆定乘積公式k=x*y，就幾乎不會產生交易滑點，所有流動性較低的AMM 的池子都面臨流動性不足、交易滑點過大的問題。 vAMM 真正的清結算在Perpetual 的底層，保險基金承擔了流動性提供者的角色。 Perpetual 的v1 採用了xDai 作為二層方案。
保險基金承擔了vAMM 的對手風險（比如一致性做多和一致性做空的時候）。如果業務沒有持續穩定發展，保險資金的增長應該是不可持續。大的負面波動會抵消掉幾星期的insurance fund 的增加。
在新的V2 版本中，Perpetual 利用了Uniswap V3 的流動性，引入了對手方，流動性風險降低。 V2 版本做了很多其他改進設計，V2 版本會分成四步：V2.1: 利用V3 版本的集中流動性，基於Arbitrium 的做市；V2.2: 上線現價單系統和PERP 的staking；V2.3: 除USDC 以外的多抵押系統；V2.4: 無需許可的私人市場。在V2.2 版本這將和dYdX 一樣變成限價單系統。 Offchain Lab 認為Arbitrium 每秒可以打包4200 個交易，比以太坊主網高300 倍。
Perp 的V2 選用Arbitrium，一方面Uniswap V3 選用Arbitrium 有關，因為v3 的流動性池建立在v3 上面。 V3 的因為集中流動性滑點會更小，這是比Perp v1 的vAMM 更進步的地方。另一方面，和Optimism 相比，Arbitrium 完全兼容EVM，這樣Uniswap 完全不用做任何修改，就可以直接上線，這影響一大批的非項目的選擇。完全兼容和部分兼容的區別就在此。 5 月底，Uniswap 的社區群投票幾乎100% 支持v3 在Arbitrium 上線。已經有許多項目開始支持Arbitrium，除Uniswap 外，包括Aave, Band, Hop, imToken, MakerDAO, WBTC 等70 所個項目都選擇了Arbitrum。
永續掉期DerivaDEX
DerivaDEX 的主要產品是永續互換合約，也就是和Bitmex 類似的鏈上版本。
來源：DerivaDEX
DerivaDEX 使用的是訂單薄，DerivaDEX 也設計了類似Perpetual Protocol 的Insurance fund，用來保護當協議出現一定損失（如對手方的損失超過了他們的抵押）。爆倉沒有什麼特別的解決辦法，需要依賴insurance fund 去解決，這也是Bitmex 永續合約創造的另一個機制。
在DerivaDEX，資金費率的遊戲也可以變成一種交易策略：比如可以持續構造一個現貨多方和期貨空方，當假設資金費率利於己方時候的，就賺了固定的資金費率（理想情況）。
來源：DerivaDEX
永續期權Shield Protocol
Shield Protocol 是一個鏈上永續衍生品協議，其經濟邏輯是非合作博弈邏輯。其第一版產品是一個鏈上永續期權產品，之後會開發永續合約產品，場外期權及結構化產品。具有非抵押、透明、無中介費、去信任以及容易上手等特點。永續期權產品形式邏輯和永續期貨類似，即期權價格的payoff 由價格變動，資金費和交易費決定：
收益=（合約數量*價格變化）-資金費用-交易費用
期權相比期貨，沒有清倉的概念。每天的最大損失就是資金費率。其流動性由私池和公池兩個池子支持。 Shield 的核心創新在於永續期權的定價公式的解析解，形如BS model，已如前所述。
期權在market fit 層面最主要的問題是，因為操作複雜，所以並不是很適合散戶，T 字報價板就是一個最大的障礙。最大的期權交易所Deribit 的交易量比較少，期權領域更加適合於專業交易員。 Shield 解決這個困擾的辦法是：1. 於是引入了broker 角色，broker 幫助用戶理解期權和提供交易/ 投資諮詢。整個過程發生在鏈上，broker 可以獲得佣金，和傳統金融一樣，佣金來自於被推薦者的交易佣金。 2. 將傳統的交割期權改造成了永續期權，並讓用戶只能做平值的買權，這樣大大降低了用戶使用門坎和風險。
Shield 特有的是公池、私池系統。私池作為主要的交易池，公池作為補充。私池是為專業交易者服務的，他們可以通過外部對沖轉移風險。公池的門檻較低，適合散戶和風險厭惡者參與。在T=0 時刻，私池相當於期權的賣方，交易者為期權的賣方，所有的交易都是peer to pool 的，流動性來自於池子。新開單的分配由隨機數決定，一個是區塊的哈希，另一個區塊的時間。訂單被隨機匹配到私池中。私池的提供方獲得基於SLD （治理代幣） 的交易費，私池的費用收入較高。清算人通過提供清算服務，獲得獎勵。 Shield 的五個角色通過非合作博弈來維護協議的穩定。
永續期權的顯性用處，投資者可以不必承擔移倉的麻煩，作為期權的持有方，沒有爆倉風險。期權的長期持有就是要付出時間價值， 即每天都有時間損耗，永續期權不需要付出時間價值，付出的是funding fee。永續期權的隱形用處，提供了一種可以博弈波動率用的衍生品。當把永續期貨和永續期權結合起來，剔除掉一次項，剔除掉時間價值，（假設funding fee 可控），那合成的產品就是一個純粹的波動率，給非方向性的博弈提供了大的空間。此外豐富了產品組合，可以體現了真正的可組合性。永續期權可以和交割期權結合起來，形成一些策略，但是目前的永續期權價格機制還比較繁瑣，不太好計算各類greeks 的風險暴露。
永續模板和可組合性-Ribbon 和OPYN
Ribbon 和OPYN 的故事顯示出了一個有趣的現象，複雜產品的創意往往依靠極端簡單的前端做到擴大化，正體現了DeFi 可組合性的優勢。 Ribbon Finance 利用了OPYN 提供的永續期權模板，創造出了類似定期儲蓄的資金池，底部由put selling 和covered call 策略的期權賣出策略支撐，可以給用戶提供類固定收益的集合產品。
Ribbon 相當於為OPYN 建立了一個策略聚合收益前端，幫助用戶每週固定執行賣出期權策略，也就類似於永續期權的衍生品。實現原理是，Theta Vault （Ribbon 上的資金池）把投資人的90% 的存入資金在OPYN 鑄造coverd call, 並以oToken （OPYN 裡代表期權的token）賣給做市場，期權的參數設定由Theta Vault 決定，用戶無需考慮，一般會選用價外期權，這樣可以賺到premium，缺點是若單位時期內，標的價格上漲至行權價，用戶會承受損失。
這裡不得不提一下OPYN，OPYN 越來越走向底層，特別是一些是實用性的工具如看漲期權，清算機器人，期權流動性池以及永續期權金庫模板，這個模板被Ribbon 所用，也為OPYN 提升了大量的TVL。基本上OPYN 的TVL 的近期增長全部由Ribbon 推動。
來源：Delphidigital
OPYN 的底層：Perpetual Vault Templates。它使用了一整套永續期權模板，任何人可以構建他們所需要的期權（任意的行權價，到期日），省去了從底層bootstrap 的功夫，做出來任何策略的，並以oToken 的形式其表示這個期權。其可以容乃非常大量的期權策略，面向前端的vault 可以自行構建客戶需要的產品（比如固定收益）。
從期權的發展看永續衍生品
古代和近代期權的發展可追溯到中東地區以及鬱金香泡沫時代，都是一種約定的交易合同的形式出現。比如買家向賣家支付3.5%-10% 的定金，到期日如果鬱金香價格低於合同價格，賣家可以豁免買入義務。現代期權無論是理論還是實踐都在美國，商品期權起源於農作物和畜牧業，金融期權（以股票期權為代表）一開始都是去中心化的模式，都是場外期權。 1973 年是期權市場發展的轉折的一年，芝加哥期權交易所邀請南森公司完成了一份《南森報告》。同年Fisher Black、Myron Sholes 和Robert Merton 分別發表兩篇論文，提出了結論近似的期權定價模型，也就是後來被稱之為BSM 的期權定價模型。
1974 年的美國證監會報告大量引用了《南森報告》的內容，四項結論非常重要：1 場內期權有助於降低場內現貨的波動，2 場內期權提升了現貨流動性，3 場內期權不會分流流動性，4 場內期權讓投資人開始成熟面對複雜的市場。在1985 年美國四大監管機構推出了《期貨和期權交易對經濟的影響研究》，這個俗稱四方報告的刊物讓期權發展正式走上正軌。
期權的發展歷史非常之長，是市場、理論、交易者和監管共同作用的結果。對應到crypto 的期權，我們發現理論是基本不變的，市場需求是存在的，交易者不太成熟，監管持很負面態度，符合早期也就是1973 年以前股票期權市場的特徵。衍生品發展的早期一般都具有較重的投機味道，直到投資者開始成熟，工具屬性才慢慢復現，對於機構和個人，期權的意義也明顯不同。所以發展crypto 期權市場的定位是需要值得思考的。
為什麼此時看好永續衍生品：
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性能提升：Layer 2 上線是似乎解決了性能問題，更重要的是，給了衍生品launch 新V 的契機。在基礎鏈的AMM 模式開始向訂單薄過度。隨著Uniswap V3 的出現，訂單薄這個之前被遺忘的方案重新回來了，AMM 會和訂單薄一起
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玩法多樣：永續是一個很好的方向，Crypto 散戶多的特點，到期衍生品很多人操作不習慣。永續衍生品已被市場證明可以組合成有趣的收益產品。
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期權熱度上升：期權的熱度在上升，期權很適合專業做市商的出現，專業做市商在Layer 2 做事已經司空見慣。永續、永恆期權的定價和時間已經開始形成風氣，這是促使專業交易員進入到市場的重要因素。
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潛在的交易因素和非交易因素：只要全市場市場交易量上升，永續衍生品上量會非常快。而目前的一些其他因素讓DeFi 衍生品有了增量。
永續衍生品的風險：
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衍生產品的高槓桿是可以吸引客戶但是也對協議造成壓力
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對其池子的設計者而言，流動性的提供方會面臨損失或者不願意積極參與的局面
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抵押品的選擇是一個雙刃劍
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衍生品是否可以承擔高通量還未經過驗證
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越接近於中心化的訂單薄系統，越接近於和中心化交易所競爭的位置。之前通過mining/staking 機制激發了用戶，但是隨後是真正產品的競爭。
