定量金融 > 数学金融
[提交于 2026年1月24日
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标题: 一种使用 Lean 4 的 AMM 费用机制的形式化方法
标题: A Formal Approach to AMM Fee Mechanisms with Lean 4
摘要: 去中心化金融(DeFi)通过在没有可信中介的情况下实现复杂的资产交换协议,彻底改变了金融市场。 自动做市商(AMMs)是DeFi的核心组成部分,提供了在算法计算的汇率下不同类型的资产交换的核心功能。 几种主流的AMM实现基于恒定乘积模型,该模型确保交换保持AMM中代币储备的乘积——除了一个用于激励流动性提供的\emph{交易费用}。 交易费用显著地复杂化了AMMs的经济特性,因此一些AMM模型会忽略它们以简化分析。 然而,交易费用对用户的交易策略有非微小的影响,因此开发精确考虑其影响的精细AMM模型至关重要。 我们通过在交换率函数中引入一个新的参数,即交易费用$φ\in(0,1]$,扩展了一个基础的AMM模型。 费用金额与$φ$成反比增加。 当$φ= 1$时,不收取费用,恢复原始模型。 我们从经济角度分析了由此产生的费用调整模型。 我们证明了交换率函数的几个关键属性,包括输出有界性和单调性,仍然得到保留。 同时,其他属性——最明显的是可加性——不再成立。 我们通过推导出一种广义的可加性形式来精确描述这种偏差,该形式捕捉了在存在交易费用的情况下交换的影响。 我们证明了当$φ< 1$时,执行一次大的交换比将交易拆分为较小的交易获得更高的利润。 最后,我们在存在交易费用的情况下推导出套利问题的闭式解,并证明其唯一性。 所有结果都在Lean 4证明助手中进行了形式化和机器验证。
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