Disclaimer: 본 보고서의 저자는 본 보고서를 조사하거나 초안을 작성하는 동안 미공개 중요 정보 등을 이용하여 관련 토큰을 구매하거나 판매하지 않았습니다. 각 보고서의 내용은 해당 보고서의 각 작성자의 의견을 반영하고 정보 제공 목적으로만 제공되며, 토큰을 구매 또는 판매하거나 프로토콜을 사용하도록 권장하는 목적으로 서술되지 않습니다. 이 보고서에 포함된 어떠한 내용도 투자 조언이 아니며, 투자 조언으로 해석되어서도 안 됩니다.

들어가며

모두의 시선을 한몸에 받은 아비트럼

지난 몇 주간 크립토 시장의 가장 뜨거웠던 주제는 단연코 아비트럼(Arbitrum)의 토큰 $ARB 런칭이었습니다. 옵티미즘과 더불어 이더리움 옵티미스틱 롤업 생태계를 이끌고 있는 아비트럼의 네이티브 토큰 에어드롭은 2023년 1분기의 메인 이벤트 중 하나였고 아비트럼이 시장의 중심에 위치하도록 만들었습니다.

$ARB의 에어드롭은 시장에 많은 유동성을 가져다주었습니다. 아비트럼 공식 홈페이지에 따르면 초기 공급량인 $10B의 $ARB 중 12.75%를 에어드롭 물량으로 할당하였고 여기서 11.62%와 1.13%로 나누어 각각 유저와 아비트럼 상의 DAO(Decentralized Autonomous Organization)에게 분배할 것이라고 밝혔습니다. 이를 현재(23.03.29) 가치로 환산하면 유저에게 약 $1.35B가 분배되었으며, DAO들에게는 약 $131M의 $ARB가 분배될 예정입니다.

에어드롭을 통해 시장 유동성이 $ARB으로 흡수되었고, 그 결과 아비트럼의 TVL(Total Value Locked) 역시 가파른 성장세를 보여주었습니다. TVL이 $1B이 넘는 5개의 네트워크(이더리움, 트론, BSC, 아비트럼, 폴리곤) 중 일주일 및 한 달을 기준으로 가장 높은 TVL 상승을 보여주었으며, 전체 네트워크 중 TVL 기준 4위에 자리 잡고 있습니다(출처: DefiLlama). 또한, 에어드롭이 진행된 이후 지난 일주일간 아비트럼 상의 디파이 프로토콜들의 대규모 자금 유출 없이 아비트럼 생태계가 성장해가고 있음을 확인할 수 있습니다.

에어드롭 이후 아비트럼은 생태계에 집중된 유동성을 기반으로 지속적인 생태계 활성화를 도모해야 하는 과제를 가지고 있습니다. 그리고 여기에는 아비트럼 네트워크 위에 자리 잡은 수많은 디앱(DApp)들, 그중에서도 효율적인 자본 활용을 가능하게 해주는 디파이(DeFi) 프로토콜들이 핵심적인 역할을 수행할 것으로 보입니다. 유니스왑 v3(Uniswap v3), 스시스왑(Sushiswap), 카멜롯(Camelot) 등 많은 디파이 프로토콜들이 아비트럼 위에 존재하고 있으며 이들 중 사용자들에게 더 높은 자본효율성, 매력적인 수익률, 뛰어난 위험관리 전략을 제공하는 프로토콜이 경쟁의 선두에 자리 잡을 수 있을 것입니다.

아비트럼에서 도약을 꿈꾸는 Joe V2

이러한 상황 속에서 엄청난 TVL 증가율과 더불어 높은 수수료 보상률을 기록하며 시장의 주목을 받고 있는 프로토콜이 있습니다. 그 주인공은 바로 ‘Joe V2’로 $ARB의 에어드롭 이후 $36.8M이었던 TVL이 $58.78M까지 상승하며 일주일 동안 50%가 넘는 상승을 보여주었습니다. Joe V2는 현재 아비트럼 위의 디파이 프로토콜 중 TVL 기준 18위, 그중 DEX(Decentralized Exchange)에서는 8위에 위치해 있습니다. 절대적인 순위만 본다면 상위권에 자리 잡고 있지는 않지만 Joe V2가 보여준 아비트럼 네트워크 내 폭발적인 성장률은 시장의 주목을 이끌기 충분하였습니다. Joe v2가 서비스를 제공하는 3개의 체인(아발란체, BSC, 아비트럼) 중 아비트럼에서만 272%의 상승률을 기록하면서 프로토콜 내 TVL 1위 자리를 공고히 유지하던 아발란체를 제치고 아비트럼이 1위로 올라섰으며 이는 비슷한 수준의 TVL을 가진 프로토콜들과 비교했을 때 상당히 높은 수치임을 알 수 있습니다.

이를 네트워크 전체로 확장시켜 본다면, 에어드롭이 발생한 3/23 이후 3/29까지 아비트럼 전체 TVL 증가량은 약 $160M이며 이 중 Joe V2는 14.11%($22.59M)를 차지하고 있음을 알 수 있습니다. 이토록 Joe V2가 아비트럼 내에서 많은 유동성을 끌어들일 수 있었던 이유는 무엇일까요? Joe V2는 다른 덱스들과 비교하여 어떠한 장점을 가지고 있었을까요? Joe V2는 어떻게 유동성 공급자들에게 높은 수수료를 제공할 수 있었을까요? 이번 글을 통해 Joe V2가 가지고 있는 특징과 이를 통해 사용자들에게 어떤 이점을 제공하고 있는지 알아보겠습니다.

본론

Liquidity Book

CPMM의 한계

Liquidity Book(LB)은 트레이더 조(V1)의 AMM에서 발견되었던 자본효율성을 개선하고자 출시된 Joe V2의 새로운 AMM입니다. V1은 유니스왑과 같이 x*y=k의 방식으로 자산의 가격을 결정하는 CPMM(Constant Product Market Maker)을 사용하였습니다. CPMM은 중앙기관 없이 알고리즘 만으로 자산을 거래할 수 있게 해 주며 초기 덱스 시장이 자리를 잡는 데 큰 공헌을 하였지만 시간이 지나면서 서서히 문제점이 드러나기 시작하였습니다.

x*y=k 방식으로 자산의 거래 가격을 결정하는 CPMM의 특성상, 유동성 공급자(Liquidity Provider; LP)가 자산 풀(pool)에 예치한 유동성이 0부터 무한대까지 모든 가격에 고르게 분포될 수밖에 없었고, 결국 너무나도 많은 유휴 유동성이 남겨지게 되는 상황에 이르렀습니다. 가령 USDC/USDT 페어풀의 경우 가격이 주로 $1에 고정되어 있는 스테이블코인 특성상 자산 간 스왑(swap)이 대부분 $0.99 ~ $1.1 구간에서 발생하였기 때문에 해당 구간 밖에 자리 잡은 유동성은 버려지는 문제점을 가지고 있었습니다.

프로토콜의 입장에서는 유동성 공급자가 제공한 자본을 온전히 활용하지 못하였고, 유동성 공급자의 입장에서는 자신이 제공한 자본에 비해 낮은 수수료를 받는 상황이 이어지다 보니 이러한 비효율적인 자본 활용을 해결하기 위한 방안의 필요성이 대두되었습니다. 트레이더 조 역시 CPMM의 한계점에 대해 공감하였고 이를 해결하고자 작년 새로운 AMM을 출시하였는데, 이는 바로 유니스왑 V3의 집중화된 유동성(Concentrated Liquidity)을 개선시킨 LB입니다.

CPMM을 활용하며 유휴 유동성의 증가, 필연적인 비영구적 손실(IL), 거래 이전 표시가와 실제 체결가 간의 괴리를 나타내는 슬리피지 등의 문제를 겪은 트레이더 조는 LB 도입을 통해 자본효율성 증가, 비영구적 손실 감소, 그리고 슬리피지 절감이라는 세 가지 목표를 달성하고자 했습니다. 지금부터 Joe V2가 LB의 어떠한 기능들을 통해 위 세 가지 목표를 이루고자 하는지 알아보겠습니다.

Price Bin

Price Bin은 특정한 가격(자산 간 교환비율)을 나타내는 개별 구간으로 LB 내에서 자산 페어풀의 유동성은 개별 bin들로 쪼개져 있습니다. 더 직관적인 이해를 위해 이전 AMM 모델인 CPMM과 비교해 보자면, CPMM에서는 LP가 하나의 페어풀에 유동성을 공급하면 해당 유동성이 0부터 무한대까지 모든 가격범위에 걸쳐 분포되는 반면 LB에서는 LP가 자신이 공급하고자 하는 가격 범위를 설정하여 해당 가격을 가지고 있는 bin들에 집중적으로 유동성을 공급할 수 있습니다. 즉, LB는 price bin을 통해 무한한 가격 곡선 위에서 공급자가 원하는 구간만을 꼽을 수 있는 시스템을 구축한 것입니다.

위 사진은 자산 X(Base Asset)와 Y(Quote Asset)로 이루어진 페어풀의 bin을 형상화시킨 것입니다. 가운데 Active bin은 현재 풀에서 거래가 이루어지는 가격(P14)을 나타내는 bin으로 유일하게 X와 Y 두 자산을 모두 가지고 있는 구간이며 Active bin을 제외한 다른 모든 bin들은 두 자산 중 하나의 자산만을 가지고 있습니다. 따라서 LP가 X와 Y 두 자산을 모두 풀에 예치하기 위해서는 현재 거래 가격을 제공하고 있는 Active bin에만 유동성을 공급할 수 있으며, 이외에 다른 bin에 자산을 예치할 시에는 하나의 자산만 예치하여야 합니다. 이때 LP는 각 bin에서 Y 자산이 차지하는 비율인 c(composition)를 고려해야 하기 때문에 active bin에 유동성을 추가할 때는 해당 bin의 c와 동일한 비율로 두 자산을 예치해야 하고 그 외의 bin에 유동성을 추가할 시에는 X 자산만을 넣거나(c=1) 혹은 Y 자산만을 예치해야 합니다(c=0). 이렇게 X자산 혹은 Y자산만을 가진 bin들은 active bin 내의 두 자산 중 한쪽의 유동성이 고갈된 이후 active bin이 한 칸씩 이동해 감에 따라 그다음 active bin이 되며 active price 역시 새롭게 지정된 bin의 가격에 맞춰 변경됩니다.

LB가 price bin을 사용함으로써 가져가는 가장 큰 장점은 하나의 price bin에서 거래가 이루어질 시 제로 슬리피지(slippage)를 보장한다는 것입니다. 슬리피지란 사용자가 거래를 체결하기 직전의 가격과 실제 체결되고 난 후의 가격에서 나타나는 차이를 의미하는 용어로 기존 CPMM 모델에서 발생하는 필연적인 문제점으로 지적되어 왔습니다. 하지만 각 bin은 CPMM의 x*y=k가 아닌 x+y=k 방식을 사용하며 슬리피지 문제를 일정 부분 해결하였습니다.

• P_i : 해당 풀의 고정가격
• x : X 자산의 양
• y : Y 자산의 양

위 그래프 LB에서 x+y=k를 활용해 각 bin의 유동성을 나타내는 P_i*x+y=L의 그래프입니다. 곡선 형태의 x*y=k과 달리 어느 구간에서든 기울기, 즉 교환 비율이 일정한 직선 형태인 x+y=k를 활용하기 때문에 사용자는 하나의 bin 내에서 거래를 체결할 시 슬리피지 걱정 없이 자산을 교환할 수 있게 되었습니다.

Variable Fee

두 자산을 하나의 풀에 넣고 자산 간 상대적 가격으로 거래를 수행하는 덱스의 특성상 비영구적 손실은 덱스 프로토콜들이 해결해야 하는 오랜 숙제였습니다. 비영구적 손실은 자산 가격 변동성의 크기에 비례하여 증가하기 때문에 높은 가격 변동성을 가진 암호화폐 시장에서 LP들의 유동성 공급 유인을 감소시키는 원인으로 작용합니다.

Joe V2의 LB는 이러한 문제점을 해결하고자 유동성 공급자들에게 기본 수수료(base fee)와 더불어 자산의 변동성에 비례하는 변동 수수료(variable fee)를 지불하는 시스템을 도입하였습니다.

• 기본 수수료 : 모든 스왑 거래에서 발생하는 최소 수수료(거래량의 0.01% ~ 0.2%)
• 변동 수수료 : 자산 변동성에 따라 LP에게 추가적으로 지급되는 수수료

Joe V2의 풀에서 발생하는 모든 스왑 거래는 위 두 가지 수수료를 동반합니다. 여기서 우리가 주목해야 될 부분은 Joe V2가 유동성 공급자들이 겪는 비영구적 손실을 일정 부분 축소시켜 주기 위해 도입한 변동 수수료입니다. Joe V2의 변동 수수료는 Surge Pricing이라는 외부 데이터에 의존하지 않고 내부 트랜잭션만으로 변동성을 실시간으로 계산하는 메커니즘에 의해 산출되는데, 이때 사용되는 파라미터로 는 다음 두 가지가 있습니다.

• Bin step(s) : 연속된 두 bin간의 가격비율
• Volatility Accumulator(v_a) : 거래량과 빈도를 통해 변동성을 측정하는 메커니즘

위 공식을 살펴보면 변동 수수료는 두 파라미터의 곱의 제곱에 비례하여 증가하고 있음을 알 수 있습니다. 지금부터 각 파라미터가 무엇을 의미하며 어떻게 변동 수수료에 영향을 끼치는지 알아보겠습니다.

앞서 하나의 페어풀 내 유동성은 수많은 price bin으로 쪼개어지고 각 bin은 하나의 고정 가격을 가지고 있다는 것을 말씀드렸습니다. Bin step은 연속된 두 bin의 간격을 의미하는 용어로 1bp(0.01%) 단위로 표시됩니다. 가령 $ARB/$ETH 페어풀의 bin step이 20bp이고 현재 active bin의 가격이 $1.3라면, 그다음 bin의 가격은 $1.3에서 0.2%가 증가한 $1.3026가 되는 것입니다.

Bin step은 기본 수수료와 변동 수수료 비율 결정에 모두 영향을 끼치는 중요한 파라미터이기 때문에 프로토콜은 시장 상황, 자산의 변동성, 유동성 수요 등 복합적인 요인을 고려하여 bin step을 설정합니다. 일반적으로 가격 변화가 큰 자산 페어풀의 경우에는 높게, 스테이블코인 페어풀같이 변동성이 작은 자산에는 낮게 bin step을 설정하고 있습니다.

Volatility Accumulator(VA)는 오라클에 의존하지 않고 내부 트랜잭션을 트랙킹함으로써 실시간으로 페어풀 내 자산의 변동성을 측정하는 시스템입니다. VA의 증가/감소에 영향을 미치는 요인으로는 두 가지가 존재하는데, 이는

1. 얼마나 많은 bin이 움직였는가
2. 얼마나 자주 트랜잭션이 발생했는가

입니다. LB에서 active bin의 움직임은 고정가격의 움직임, 곧 단일 거래에서 얼마나 많은 가격 변화가 발생했는지를 나타냅니다. VA는 이처럼 bin의 변화 개수로 단일 시점의 변동성을 파악한 이후 바로 다음 거래가 발생할 때까지 걸린 시간을 고려하여 최종 변동성(v_a)을 산출합니다. n+1번째 거래와 n번째 거래와의 간격이 프로토콜에서 산정한 하한선(lower time limt) 보다 작으면 VA는 증가하며, 상한선(upper time limit) 보다 크면 VA는 감소합니다.

즉, 연속된 두 거래가 작은 시간차를 두고 발생한다면 프로토콜이 산정한 기준 간격보다 더 빈번히 트랜잭션이 발생하고 있음을 의미하며 그 반대의 경우에는 예상보다 드물게 트랜잭션이 발생하고 있다는 것을 의미하기 때문에 거래가 몰릴 시에는 변동성을 크게, 거래가 드물게 발생할 시에는 변동성을 작게 산정하는 시스템을 갖추고 있음을 알 수 있습니다. 한 가지 중요한 포인트는 VA가 변동성을 측정할 때 거래의 방향성을 고려한다는 점인데, 가령 A가 자산을 매도하여 bin이 5칸 내려간 직후 B가 매수하여 bin이 4칸 상승하였다면, 두 거래 간 시간 간격은 하한선보다 작더라도 총변동성은 9칸만큼 증가하는 것이 아닌 두 거래의 방향성으로 인해 서로 상쇄되어 bin 1칸만큼의 변동성과 동일하게 인식됩니다.

위와 같이 가격 간 거리, 가격의 변화, 그리고 거래의 빈도를 고려한 로직으로 인해 Joe V2의 유동성 공급자들은 자산의 변동성이 클수록 더 많은 variable fee를 받을 수 있게 되어 그들의 필연적인 숙제인 비영구적 손실을 상당 부분 상쇄할 수 있게 되었습니다.

유연한 자산 관리

단순히 유동성을 제공할 범위를 설정하는 것에서 벗어나 자신이 자금을 예치할 특정한 bin을 고르는 것이 가능한 LB의 특성 덕분에 LP는 시장의 상황, 자산의 변동성, 투자 성향 등을 고려하여 다양한 자산 예치 전략을 선택할 수 있습니다. 현재 Joe V2에서 제공하는 예치 전략에는 총 4가지 방법이 있는데 각 전략의 장점과 단점은 다음과 같습니다.

• Spot : active bin 주위로 유동성을 집중시키는 전략
  - 장점 : 가격 움직임이 적은 변동성이 낮은 자산에서 많은 수수료 획득
  - 단점 : 유동성을 집중시킨 구간 밖에서 거래가 발생할 시 IL 증가
• Curve : active bin을 기준으로 고르게 유동성을 분포하는 전략
  - 장점 : 평균적인 수익률
  - 단점 : 수익 극대화에 적합하지 않으며 IL에 노출될 가능성 증가
• Bid-Ask : active bin에 가장 적은 유동성을 예치하고 외곽으로 갈수록 예치량을 늘려가는 전략
  - 장점 : 변동성이 심한 시장 상황에서 높은 수익률
  - 단점 : 리스크 증가
• Wide : 모든 구간에 고르게 유동성을 예치(CPMM과 동일)
  - 장점 : 어떠한 상황 속에서도 일정 수수료를 가져가는 패시브 수익전략
  - 단점 : 자본효율성 하락

위와 같은 다양한 전략 덕분에 LP는 자산별로, 시장 상황별로 각기 다른 전략을 수립할 수 있는데, 가령 거래가 비교적 고정적인 구간에서 거래되는 스테이블코인 페어풀에서는 Spot 전략을 취하며 변동성이 높은 시장에서는 Bid-Ask 전략을 취해 리스크를 감수하고 높은 수익을 얻을 수 있습니다.

이와 더불어 LB는 ERC-1155를 따르는 LP 토큰을 지급하며 유동성 공급자들의 유연한 자산 관리를 가능하게 하였습니다. 덱스 프로토콜 측에서는 유동성 공급자가 페어풀에 자산을 예치할 시 이를 증명하는 LP 토큰을 그가 가진 풀에 비례하여 제공하였습니다. LB 역시 LP들에게 LP토큰을 지급하는데, ERC-721을 따르는 다른 덱스들의 LP토큰과 구별되게 ERC-1155를 따르는 토큰을 지급하고 있습니다. ERC-1155 토큰은 NFT(Non Fungible Token)로 인식되는 ERC-721 토큰과 달리 FT(Fungible Token)으로 인식되기에 LP가 그가 공급한 유동성을 다시 가져올 시 전체를 소각할 필요 없이 일정 부분만 소각할 수 있게 되었습니다.

여기에 더해 LB는 각 bin을 기준으로 LP토큰을 지급하므로 Joe V2의 LP는 어떤 bin에서(active bin은 제외) 얼마만큼의 유동성을 가져올 것인지 자유롭게 결정하는 것이 가능해졌습니다. 정리하자면 LP는 다양한 전략을 선택하고 유동성을 예치할 수 있으며, 상황에 변화가 발생할 시 원하는 만큼의 자산을 어떻게 리밸런싱 할지 유연하게 정할 수 있습니다.

마치며

지금까지 Liquidity Book의 다양한 기능들에 대해 살펴보았습니다. Liquidty Book은 Price bin과 x+y=k를 통해 단일 bin 내에서 슬리피지 문제를 해결하였고 자산 변동성에 따라 증가하는 variable fee를 도입해 비영구적 손실을 완화하였으며 다양한 유동성 예치 전략 및 개별 소각이 가능한 ERC-1155 LP토큰을 통해 유연한 자산 관리를 가능하게 하였습니다. LP와 트레이더 모두에게 이점을 제공하는 LB를 앞세워 Joe V2는 아비트럼 생태계를 이끌어갈 덱스 중 하나로 발돋움하고 있습니다.

Joe V2는 특히 높은 수익률로 아비트럼 위의 LP들에게 많은 주목을 받고 있습니다. 거래량/유동성(volume/liquidity) 비율은 페어풀 내 예치된 자산의 양에 비해 발생하는 거래 규모를 나타내는 비율로, 자산이 활발히 사용되는 정도를 나타내는 지표로 사용됩니다. 따라서 높은 거래량/유동성 비율은 곧 적은 자본으로 비교적 많은 양의 거래가 채결됨을 의미하며 이는 LP 입장에서 낮은 경쟁 강도에 비해 높은 수수료를 받을 수 있는 환경을 뜻합니다. 아비트럼 위 덱스 프로토콜들에서 공통적으로 가장 많은 유동성이 예치되어 있는 ARB-ETH 풀을 예시로 해당 비율을 살펴보면 유니스왑이 47%, 스시스왑이 35%에 머무는 것에 비해 Joe V2는 175%에 근접하는 높은 수치를 기록하고 있습니다.

아직 Joe V2의 절대적 TVL은 유니스왑, 스시스왑과 같은 메이저 덱스 프로토콜에 비해 많이 모자란 모습을 보여주고 있지만 Liquidity Book을 앞세워 기록하고 있는 가파른 성장 속도는 아비트럼 위의 덱스 경쟁에서 선두에 설 프로토콜로 Joe V2를 눈여겨볼만한 충분한 이유가 될 수 있다고 생각합니다.

<참고 자료>

• Trader Joe, Liquidity Book Whitepaper, 2022
• Joe Content, Introducing: Liquidity Book, 2022
• Joe Content, Surge Pricing: improving swaps and protecting liquidity providers, 2022
• Trader Joe, Liquidity Strategies, 2023