Frax Finance是一个以去中心化稳定币为核心的全栈协议，从最初的部分抵押算法稳定币起家，逐渐向完全抵押过渡，并最大限度保留对资金利用率的提升，同时横向扩展到多个领域，最终形成由稳定币驱动的一个矩阵型的全栈DeFi协议。

去中心化稳定币，在资本利用效率、去中心化程度、价格稳定三者中形成了不可能三角问题，不断在这三者寻找平衡点成为令人向往但又难以实现的目标。

  1. USDT、USDC 在资本利用效率和价格稳定上尤为出色，它们也以此创造了庞大的市值和应用场景，但在去中心化程度上非常集中。
  2. DAI 作为最具悠久历史的去中心化稳定币，起初它在去中心化程度上非常出色，主要以ETH作为抵押品超额抵押铸造稳定币，但超高的抵押率虽然能够使价格稳定，但牺牲了资本利用效率，在应用场景和市值规模上都远不如中心化稳定币，而后 DAI 逐渐接受中心化资产作为抵押品，牺牲去中心化程度换来了逐渐上升的市值规模。
  3. UST 是最具争议的去中心化稳定币，它在资本利用效率上做到了极致，同样具备去中心化特质，并一度创造了仅次于USDT USDC的市值规模，但其激进的策略在极端情况下使稳定币价格进入了死亡螺旋。

所以直至今日，尚未出现一个“完美”的去中心化稳定币，这可能是建设者前赴后继所追赶的“圣杯”。

1 版本更迭

Frax从上线至今经历了v1 v2 v3 三个版本，与市场上很多协议不同，Frax的每个版本不仅仅是功能上的升级，同时每次都伴随着重大的战略调整，也就是说如果你错过了某一个版本，那么你所理解的Frax可能就完全不一样了。

  • Frax v1：它以成为算法稳定币的目标发起，利用“分数算法”逐渐降低抵押率，以最大化资金使用效率。
  • Frax v2：战略上放弃算法稳定币逐渐减低抵押率的做法，转向提升抵押率成为足额抵押。开发AMO入场Curve war争夺链上流动性治理资源，开发frxETH进军以太坊流动性质押赛道LSD。
  • Frax v3：引入现实世界资产RWA，继续使用AMO贯穿链上链下流动性。

2 Frax v1

2.1 整数与分数货币

Frax v1提出了分数算法稳定币的概念，简单来说就是其部分供应由外生抵押品支持(USDC)，部分无支持（使用内生抵押品 FXS 通过算法支持）。

例如，在 CR 为 85% 的情况下，每个赎回的 FRAX 都会为用户提供 0.85 美元的 USDC 和价值 0.15 美元的 FXS。

Frax v1中使用 USDC 和 FXS 铸造 $FRAX

在v1中AMO以一种最简单的形式存在，这个版本中它被称为分数算法。它主要功能是根据市场情况调控铸造FRAX时的CR，最原始的设定它以一个固定的时间进行调整(比如每1小时调整一次)。

Frax v1刚上线的第一个状态，FRAX是以CR=100%来进行铸造的，也就是1 FRAX = 1 USDC，这个阶段被称为“整数阶段”。此后每隔一个固定时间，AMO将根据市场情况控制CR进行下调和上升，以进入“分数阶段”。

  • 如果 FRAX >1 高于挂钩并需要扩大，CR 就会降低，这样就可以用更少的抵押品铸造更多的 FRAX。
  • 如果 FRAX <1 价格跌破挂钩，CR 就会增加，从而增加支持每个 FRAX 的抵押品，以恢复对系统的信心。

分数算法虽然可以干预新铸造FRAX时的CR，但这种方式去影响整个系统CR是比较缓慢的，除此之外，Frax v1中又增加了两个功能来促进CR的动态变化，以配合分数算法使CR达到协议需要的准确状态：

2.2 去抵押和再抵押

  1. 再抵押：当分数算法将系统抵押率上调时，为了使实际抵押率等于系统抵押率，必须增加系统中的USDC数量，FRAX设置了一个激励措施：任何人都可以向系统中添加USDC，并换取更多数量的FXS；例如一个用户可以向系统中添加价值1美元的 USDC，换取价值1.2美元的FXS。
  2. 去抵押 (回购)：是当系统抵押率下调时，用户可随时用FXS向系统换取同等价值的USDC，随后FXS将被销毁。在回购机制中不存在奖励措施。
去抵押(回购) 和 再抵押 操作页面
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Frax v1 上线时正值算法稳定币赛道主导的DeFi市场，当时同一时间上线的算稳项目有Basis cash、Empty Set Dollar(ESD) 等，以当时市场的发展潮流来说，Frax是最保守的算法稳定币项目，而随着市场热潮的褪去，唯有Frax活了下来，并且在随后到来的Frax v2版本中掉转船头进行抵押率的补充和国库资金的利用。

3 Frax v2

Frax v2是动作最频繁的版本，在这个版本中停止了分数算法，上线了AMO来进行国库资金管理，用利润逐渐填补抵押率CR，同时也上线了Fraxlend、frxETH等新业务，并参与到Curve war中成为链上流动性治理权的赢家。

在v2版本中其核心业务包括：

  1. AMO
  2. Fraxlend
  3. Fraxswap
  4. FPI (Frax Price Index)
  5. frxETH

3.1 AMO（Algorithmic Market Operations Controller）

AMO是一种类似美联储的执行货币政策的工具，它的运行机制是，只要它不降低抵押品比率并改变 FRAX 价格，它就可以制定任意 FRAX 货币政策，在制定好的策略算法限制内印钞、销毁、调度资金。这意味着 AMO 控制器可以通过算法执行公开市场操作（这就是他们名字的由来），但他们不能简单地凭空铸造 FRAX 来打破锚定。

目前 Frax 运行了4个AMO，其中Curve AMO的资金量最大。伴随AMO的运作，协议将利用国库中闲置的资产(USDC为主)，配合一定量的印钞 (算法控制的FRAX) 投放到其他DeFi协议中:

  1. 最大化国库资金利用赚取额外收益。比如国库中持有1M USDC，AMO印钞 1M FRAX，组成USDC-FRAX LP进行挖矿，实际获得2M资金量的挖矿收益。
  2. 由于AMO中的印钞（算法控制的FRAX）所属权是协议持有，并在AMO策略中可撤回销毁，未流通到用户手中，所以不会对 FRAX 的锚定产生较大影响。
  3. 在未实际增加新抵押品的情况下，增大了 FRAX 的市值。

以Curve AMO策略为例进行解读：

  1. Decollateralize 去抵押 - 将闲置抵押品和AMO新铸造的 FRAX 放入 Curve Pool 中。
  2. Recollateralize 再抵押 - 首先从池中提取FRAX-USDC LP，销毁多余的（曾经新铸造由协议控制的） FRAX，返回USDC以提升抵押率CR。
  3. 协议收益 - 累积交易费用、CRV 奖励，并定期重新平衡资金池。将LP 代币存入 Yearn、Stake DAO 和 Convex Finance 等平台以获得额外收益。
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我们来分析一下，AMO非常关键的“印钞”能力。

AMO”印钞”策略的核心可以概括为：

当AMO要将国库资金USDC添加到Curve Pool中时，如果单独加入大量的USDC将影响池中USDC的比例，进而影响价格。所以将USDC配比“印钞”相应数量的FRAX组成LP后，将以最小的滑点加入资金池，LP由AMO持有并控制。

在此之外，如果想最大化的“印钞”，还存在另外一个场景：

设一个预“印钞” FRAX 供应量为 Y，市场对于FRAX下跌至1美金以下的跌幅容忍度为 X%。

如果一次性将所有 Y 出售到具有 Z TVL 和 A 放大因子的Curve Pool中，将对 FRAX 的价格产生小于 X% 的影响。则证明额外“印钞” Y量的FRAX在公开市场上流通是可以被接受的。

换句话说，由于 Curve AMO可以将 FRAX+USDC 组成LP放入自己的Curve Pool中并控制TVL，当出现FRAX下跌X%的情况时，可以通过 AMO Recollateralize 再抵押操作撤回并销毁多余的FRAX，以提升CR并使价格回到锚定。AMO控制的LP越多，这个能力就越强。

所以在FRAX下跌X%之前，根据AMO控制LP的能力可以计算出一个FRAX的量，是被允许一次性出售到Curve Pool中且不会对价格产生足够影响导致CR移动的。这个量就是最大化“印钞”。

例如，3.3 亿 TVL FRAX3Pool 可以支持至少 3,920 万美元的 FRAX 卖单，且价格不会变动超过 1 美分。如果 X = 1%，则在公开市场上可以拥有至少 3920 万个算法 FRAX的“最大化印钞”。

上述策略是一种极其强大的市场操作，它将在数学上创建一个可以流通的算法 FRAX 下限，而不会出现任何打破锚定的危险。

3.2 Fraxlend

Fraxlend 是一个借贷平台，提供 ERC-20 资产之间的借贷市场。与Aave v2的混合借贷池不同，Fraxlend中每个借贷对都是一个孤立的市场，当你选择对某个抵押品存款以供borrower借款时，证明你充分认可并接受此抵押品的价值和风险。同时这种隔离池的设计有两个特点：

  1. 任何与抵押品或不良贷款有关的问题都限于各个配对之间，不影响其他借贷池；
  2. 抵押品无法被借出。

3.2.1 Fraxlend利率模型

Fraxlend提供3种利率模型（实际应用中为2和3）

  1. 线性利率
  2. 时间加权的浮动利率
  3. 浮动利率 V2

与大多数借贷协议不同，Fraxlend所有的利率计算器都会根据市场动态自动调整，无需进行治理干预。Frax团队认为让市场来确定利率比让团队在每次市场波动时提出治理提案更好（因为这种方法较为缓慢）。

(1) 线性利率

当资金利用率超过顶点利用率的临界值时，利率上升曲线开始变得陡峭，大多数借贷协议都采用这个基础的利率增长模型，保证在资金池内资金被借用过多时，通过提升利率鼓励lender存款、borrower还款。

(2) 时间加权的浮动利率

时间加权浮动利率随着时间的推移调整当前利率。它通过3个参数控制利率：

  1. 利用率：根据资金利用率调节利率。
  2. 半衰期：该值决定了利率调整的速度。通俗地说，当利用率很高时，利率会使用乘数增加，而当利用率较低时则会降低。
  3. 目标利用率范围：在该范围内不会进行利率调整，被认为是符合市场预期的值。

在当前可用的利率计算器中，利率半衰期为 12 小时。如果利用率为 0%，每个半衰期利率减半降低50%，如果利用率为100%，每个半衰期利率翻倍，增加100%。

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这一利率模型在Curve创始人Mich的CRV清算事件中起到了关键作用，在vyper编译器的0-day漏洞攻击中Curve受到影响，导致在Mich在链上的CRV借贷仓位被挤兑，大量lender提款，资金利用率飙升接近80%-100%，Fraxlend中CRV市场采用时间加权的浮动利率模型，当资金利用率接近100%时，半衰期为12小时，CRV抵押借款的利率将每隔12小时翻一倍。这促使Mich必须先归还Fraxlend中的借款，若不及时归还则每12小时利率的翻倍速度已将第一个执行Mich的清算。
85%-100% 利用率对应的利率调整乘数

下图显示了当利率半衰期为 4 小时、目标利用率范围为 75% - 85% 时，利率如何变化：

(3) 浮动利率 V2

  • 浮动利率 V2 利率结合了线性利率和时间加权浮动利率的概念。具体来说，它利用线性利率的线性函数来确定当前利率，但利用时间加权浮动利率的公式调整顶点和最大利率。它的特点是利率将立即响应线性利率曲线上利用率的变化，同时通过调整线性利率曲线的斜率来适应长期市场状况。
  • 就像时间加权浮动利率一样，浮动利率 V2 采用半衰期和目标利用率范围参数。当利用率较低时，顶点和最大利率将会降低。如果利用率高，顶点和最大利率将会增加。
  • 减少/增加的利率由利用率和半衰期决定。如果利用率为 0%，则每个半衰期顶点利率和最大利率将减少 50%。如果利用率为 100%，则每半衰期增加 100%。

3.2.2 Fraxlend动态债务重组

在典型的借贷市场中，一旦 LTV 超过最大 LTV（通常为 75%），清算人就可以平仓借款人的头寸。然而，在剧烈波动的情况下，清算人可能无法在 LTV 超过 100% 之前平掉不健康的头寸。在这种情况下就会出现坏账，那么最后撤出资金的人将承受最大的损失，将变成“跑得快”游戏。

在Fraxlend中，当出现坏账时，池子会立即将损失「社会化」- socializes losses，分摊给所有lender。这有助于保持市场流动性，即使在出现坏账后也不会立刻使该借贷市场的流动性枯竭。

3.2.3 Fraxlend AMO

Fraxlend AMO允许将 FRAX 铸造到Fraxlend借贷市场中，以允许任何人通过支付利息而不是基础铸造机制来借用FRAX。

铸造到货币市场的 FRAX 不会进入流通，除非借款人通过货币市场进行超额抵押，因此该 AMO 不会降低直接抵押比率 (CR)。它有利于扩大FRAX的规模，创造了一条让FRAX进入流通的新途径。

策略：

  1. Decollateralize 去抵押 - 将 FRAX 铸造到货币市场。铸造的 FRAX 不会 直接降低CR，因为所有借入的 FRAX 都是超额抵押的。
  2. Recollateralize 再抵押 - 从借贷市场提取铸造的 FRAX。
  3. 协议收益 - 借款人产生的费用。

另外，Fraxlend AMO因为具有“印钞”和“销毁”能力，所以它可以通过铸造更多的FRAX来降低利率，或销毁FRAX来提升利率，这种利率调节能力是强大的经济杠杆，因为它改变了所有贷方借入 FRAX 的成本。

理论上，如果Frax愿意并笃定方向，它可以铸造足够多的FRAX稳定币投入Fraxlend，吸引用户以低于市场上任何其他稳定币的利率借出FRAX以扩大规模，这将创造出最佳的借贷利率，同时在需要响应市场的时候再通过Fraxlend AMO提高利率。而稳定币项目很难控制他们的借贷利率。

3.3 FraxSwap

Fraxswap 采用时间加权平均做市商 (TWAMM)，用于在长时间内无需信任地进行大额交易。它是完全无需许可的，核心 AMM 基于 Uniswap V2。

3.4 FPI (Frax Price Index)

FPI是第一种抗通胀稳定币，与美国CPI-U平均值所定义的真实世界消费品篮子挂钩。FPI稳定币旨在通过链上稳定机制保持其与CPI篮子中所有物品的价格恒定，从而保持其购买力。与FRAX稳定币一样，所有FPI资产和市场操作都在链上，并使用AMO合约。

FPI使用美国联邦政府报告的CPI-U未调整的12个月通货膨胀率：专门的Chainlink oracle在公开发布此数据后立即在链上提交此数据。然后将oracle报告的通货膨胀率应用于FPI稳定币的赎回兑换价格。这个赎回价格每秒在链上增长（或在通货紧缩的罕见情况下下降）。

FPIS

FPIS 是该系统的治理代币，也有权从协议中获得铸币税。多余的收益将从财政部直接分给FPIS持有者，类似于FXS结构。

在FPI创造的收益不足以维持由于通货膨胀导致的FPI增加支持时，可能会铸造并出售新的FPIS以增加FPI的资金支持。

FPI 稳定机制

FPI使用与FRAX稳定币相同类型的AMO，但它的模型始终保持100%的担保率（CR）。这意味着为了保持担保比率为100%，协议的资产负债表必须至少以CPI通货膨胀率的速度增长。因此，AMO策略合约必须获得与CPI成比例的收益，否则CR会下降到低于100%。在AMO收益低于CPI率的时期，一个TWAMM AMO将出售FPIS代币以换取FRAX稳定币，以确保CR始终为100%。当CR返回100%时，将删除FPIS TWAMM。

3.5 Frax ETH

目前 Frax ETH 在LSD（以太坊质押衍生品）赛道整体排名第4名，TVL $427.64M，市场份额2.42%，但在提供的收益方面截至发稿时间可达到3.88%，排名第1名。而Frax ETH能够提供高于市场水平的收益，其原因也来源于本身掌握的链上流动性治理资源。

frxETH (Frax Ether)

与ETH挂钩的以太坊稳定币，1 frxETH始终代表1 ETH，类似于Lido的stETH，但单独持有frxETH不会进行rebase，不会获得以太坊质押收益。

sfrxETH (Staked Frax Ether)

sfrxETH 是一个 ERC-4626 金库，旨在累积 Frax ETH 验证器的质押收益。任何时候，frxETH 都可以通过存入 sfrxETH 金库来兑换为 sfrxETH，这样用户就可以在 frxETH 上赚取质押收益。随着时间的推移，验证者累积质押收益，会铸造等量的 frxETH 并将其添加到金库中，从而允许用户将其 sfrxETH 兑换为比其存入的数量更多的 frxETH。所以理论上随着时间推移sfrxETH对frxETH的汇率会始终提升，通过持有 sfrxETH，用户可以对金库中越来越多的 frxETH 持有 % 的索赔权。它与Aave的aDAI原理类似。

那么Frax ETH是如何将利率提升至高于市场平均水平的？

Frax通过AMO在市场中积累了大量的CRV、CVX治理资源，并在Curve、Convex中构建了frxETH Pool，使得frxETH可以在不增发自身代币FXS的情况下在第三方流动性市场中获得激励，而以太坊全部的质押收益就会全部覆盖到sfrxETH。

我们假设Frax ETH中质押的27万枚ETH中，有10万枚未质押到sfrxETH，而是在流动性市场中与其他以太坊资产，比如WETH、stETH等组成流动性池，另外17万枚ETH质押到了sfrxETH。那么分别获得的激励是：

  • 10万枚Curve、Convex等流动性池中的frxETH获得 CRV、CVX 激励。
  • 17万枚质押成sfrxETH的frxETH，获得27万枚以太坊的质押收益。

所以Frax ETH利用其链上的流动性治理资源，为frxETH引入了外部激励，提升了综合收益，间接提升了LSD (sfrxETH) 的市场利率。

Convex
crvUSD 支持 sfxETH 作为抵押品

4 Frax v3

Frax v3是一个即将上线的版本，它的核心将围绕RWA展开，同时继续利用v2中的AMO使 FRAX 逐渐成为一个完全外生抵押的、同时捕捉链上链下资产的、多元去中心化稳定币。其核心业务特点包括：

  1. 完全外生抵押
  2. RWA
  3. IORB 预言机
  4. frxGov治理模块
  5. FraxBond (FXB) 债券
  6. Frax L2

4.1 完全外生抵押

根据 FRAX 资产负债表 ，当前版本的 FRAX 抵押率 CR (Collateral Ratio) 为91.85%。

CR = (Owned assets+Lent assets) / Liabilities
CR = (615,357,001+65,654,459) / 741,400,658 = 91.85%

从Frax v3版本开始协议将引入现实资产(RWA)以提升CR，直至提升CR>=100%，最终实现FRAX的100%外生抵押品。事实上在2023年2月社区提案FIP188就停止了 FRAX 算法稳定币的进程，开始利用 AMO 和协议收入逐渐提升抵押率CR：

FIP188 提案对于Frax来讲具有标志性的意义，从FIP188开始，Frax将彻底停止“分数算法”和“去抵押”功能。从部分抵押的算法稳定币逐渐转为完全抵押。以下整理一些该提案的关键点：

  1. Frax最初的版本包括一个“分数算法”，即可变抵押品比率，该比率根据 FRAX 的市场需求进行调整，有效地让市场决定每个 FRAX 需要多少外部抵押品和 FXS 的组合才能等于 1.00 美元。
  2. 停止“分数算法”的原因是，从市场环境来看，抵押稍微不足的成本远远超过了它带来的收益。市场对于1%的抵押品不足的担忧远大于获得10%额外收益的需求。
  3. 随着时间的推移，增长、资产增值和协议收益会将 CR 提高到 100%。需要明确的是，该提案并不依赖铸造增发任何 FXS 来实现 100% CR。
  4. 保留协议收入为提升 CR 提供资金，暂停 FXS 回购。
FRAX 资产负债表 2023.10.10
FIP 188 提案通过

4.2 RWA

作为Frax v3中提升CR>=100%的重要手段之一，Frax即将上线的frxGov治理模块将批准现实世界实体，来实现AMO控制的资产购买并持有现实资产，比如美国国债。

用户持有FRAX可以存入指定的智能合约，并获得sFRAX，这一原理与DAI和sDAI的关系类似，我们来对比一下sFRAX和sDAI的区别：

  • sDAI可以获得略高于国债平均收益的一个原因是 (目前为5%，最高为8%)，DAI的持有人中并非所有人都将DAI存入了DSR合约，而Maker投资RWA的收益只需要分给将DAI存入DSR获得sDAI的人，所以相当于一部分人分得了所有RWA收益。
  • sFRAX同样满足这个条件，但Frax由于在v2版本阶段积累了大量的Curve、Convex代币，锁仓获得了大量票权，所以在链上可以支配一定的CRV、CVX奖励，这部分链上收益将使sFRAX的综合收益得到提升。同时在链上或是链下的某一端收益不佳或风险变高时可以迅速切换到另一端。

4.3 IORB 预言机

FRAX v3 智能合约采取 联邦储备金的存款利率 (IORB) 为某些协议功能提供数据，例如 sFRAX 的权益收益。

  • 当 IORB 利率增加，Frax 协议的 AMO 策略将用国库券、逆回购合同、存放在支付 IORB 利率的联邦储备银行的美元来大量抵押 FRAX。
  • 当 IORB 利率下降，AMO 策略将开始用链上的去中心化资产和 Fraxlend 中的抵押贷款来重新平衡 FRAX 抵押。

简单来说，FRAX v3 根据联邦储备金的存款利率 (IORB) 来调整其投资策略，当链下收益高时将资金发送到国库券、国债等，当链上收益高时则发送到链上借贷比如Fraxlend，确保最大的回报和稳定币的稳定性。

4.4 frxGov治理模块

Frax v3将移除多签，完全通过智能合约frxGov模块来实行治理(veFXS)。这是Frax迈向去中心化治理的重要一步。

4.5 FraxBond (FXB) 债券

sFRAX 和 FXB 两者都将国债收益率引入Frax，但它们有所不同：

sFRAX 作为收益率曲线的零期限部分，FXB 为远期的部分。 二者共同构成一个链上综合稳定币收益曲线。

  • 如果50M FRAX被质押为sFRAX，那么相对应的国库中 ～50M USDC (假设CR=100%) 可以发送到链下购买价值 50M 的短期国债。
  • 如果有100M的1年到期的FXB被出售获得了95M USDC，则意味着链下合作实体可以用95M美金买入1年期国债。

另外，FXB是一个可转移的ERC-20代币，它可以在二级市场构建自己的流动性并自由流通，为用户提供不同期限、不同收益率、不同风险等级的稳定币投资选择，也为构建新的乐高组合提供了新组件。