Hyperliquid 与去中心化衍生品交易平台 Layer1 的研究

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Hyperliquid 简介

Hyperliquid 是一个基于 HyperBFT 共识机制的 Layer 1,旨在建构高性能的链上金融系统。其主要产品为去中心化的衍生品交易所,采用中央限价订单簿系统 (Central Limit Order Book, 简称 CLOB),挂单、撮合、清算等交易步骤皆于链上进行,确保交易纪录公开透明,且每秒能够处理 100,000 笔订单,区块确认时间不足一秒,交易体验足以媲美中心化交易所。

在流动性方面,Hyperliquid 引入 Hyperliquidity Provider (简称 HLP),采用主动做市的策略作为交易的对手方,允许一般用户将资金投入 HLP 中参与做市并从中获利。此外,Hyperliquid 也同样以 CLOB 的系统提供现货交易的服务,除了上架 Hyperliquid 的原生代币外,其他项目则可以透过荷兰式拍卖的方式竞争上架代币的名额。

高性能、低延迟和透明的链上纪录,使 Hyperliquid 能够让交易者执行更多元的量化交易策略,同时保有 Web3 本身的去中心化优势。目前,Hyperliquid 的交易量已占所有去中心化衍生平台 70% 以上,团队亦在积极开发 HyperEVM,旨在整合更多 EVM 生态的 DeFi 协议,扩大 Hyperliquid 的生态版图。


(图 1、各个去中心化衍生品交易平台的交易量占比,来源:Artemis)

团队与融资背景

Hyperliquid 由同为哈佛大学校友 Jeff 和 iliensinc 创立,成员来自加州理工学院和麻省理工学院,并拥有在 Airtable、Citadel、Hudson River Trading 和 Nuro 等知名公司的工作经历,在量化交易、区块链技术和用户体验设计上具有丰富的知识和经验。团队在 2020 年开始经营加密货币的做市业务,随后于 2022 年夏天将业务范围扩展到 DeFi 领域,并为了改善多数 DeFi 项目市场设计不佳、技术缺陷和用户体验欠佳等问题,开始打造一个性能卓越、能够真正满满足用户需求的 Layer 1。值得注意的是,Hyperliquid 并没有进行融资,运作资金皆由团队自筹,这避免了外部资本对 Hyperliquid 的影响,使团队能够专注于构建真正服务于用户需求的平台。

Hyperliquid 的技术特色

Hyperliquid 除了是一条性能卓越的公链外,亦是一个表现出色的去中心化衍生品交易平台,两者的相辅相成导致了 Hyperliquid 的成功。因此,本章节会将 Hyperliquid 拆成底层的 Layer 1 和衍生品交易所两部分,各自探讨 Hyperliquid 在两者的设计特色上有哪些突出之处。

第 1 层

作为一条公链,共识演算法往往决定了其性能上限,而性能的高低也是 DeFi 协议最重要的一环。 Hyperliquid 受 HotStuff 共识启发,采用自行研发的 HyperBFT,专门针对端到端的延迟进行了优化,对于地理位置相近的客户端,从下单到接收确认的中位数延迟仅为 0.2 秒,99% 百分位延迟为 0.9 秒,这种低延迟性能使 Hyperliquid 能够支持高频交易和复杂的金融操作。

虽然官方文档并未详细公布 HyperBFT 的技术细节,但可以从 HotStuff 一窥 HyperBFT 的运作方式。

HotStuff 是其中一种*拜占庭容错 (Byzantine Fault Tolerance,简称 BFT) 共识协议的变体,在原来 BFT 的基础上做了两个重要的优化:

(*拜占庭容错共识协议:一种常见的区块链共识算法,可以避免网路因部分节点故障或恶意行为导致网路瘫痪,通常只需有三分之二以上的节点正常运行便能维持网路的运作,确保系统对于恶意节点具有一定程度的抵抗力。)

  • 降低通信复杂度
    传统的 BFT 算法会随着节点数量的增加,使节点之间的通信复杂度呈指数级的增长。而 HotStuff 演算法可以有效地简化通信复杂度,并将多个签名聚合为单一签名,大幅减少通信开销和存储需求,减轻网路负载,进而提升网路的可扩展性。

  • 流水线设计
    在节点进行区块提案时,会分成准备 (prepare)、预提交 (pre-commit) 和提交 (commit) 三个阶段,网路可以同时处理处于不同阶段的多个区块,新的提案无需等待前一个结束所有阶段便会开始进行处理,减少节点的等待和闲置时间,使其一直保持在工作状态,大大提升网路的运作效率,使其更快速、更流畅,并生成更多的区块。

得益于以上两点的改良,HotStuff 演算法可以大幅提升公链的性能、吞吐量和可扩展性,使其特别适用于需要快速确定性的应用场景,也被多个知名的公链如 Meta 曾经的 Web3 项目 Libra 和之后分化出来的 Aptos 所采用。因此,HyperBFT 作为 HotSfuff 衍生而出的共识算法,自然继承了其优势,将 Hyperliquid 塑造成一条高性能的公链,在过去的三个月中 (2024/11/17~2025/02/17) 处理了超过 330 亿笔交易,平均 TPS 高达 4180。


(图 2、Hyperliquid 的交易总数,来源:Hyper Stats)

目前,网路的验证节点数量仅有 25 个,且最大的前五个节点皆由 Hyper Foundation 所运营,质押量占了将近整体网路的 80%。


(图 3、Hyperliquid 的验证者,来源:Hyperliquid)

超级EVM

早在去年 5 月,Hyperliquid 便宣布将会开发 HyperEVM 以兼容以太坊的智能合约,而在今年稍早的 2 月 18 日也宣布 HyperEVM 正式上线。

根据官方文档所述,HyperEVM 并不是一条独立的链,而是建构于 Hyperliquid Layer 1 之上,同样受到 HyperBFT 的共识保护,使其能够与 Layer 1 的原生组件如现货和永续合约订单簿进行交互,并进行资产上的流通。

其概念如图 5 所绘,Hyperliquid DEX 是基于 Rust 虚拟机运行,提供现货和合约交易的服务; HyperEVM 则是平行于 Rust 虚拟机,能够运行与以太坊相容的智能合约,具有以下特点:

  • 无需许可 (Permissionless)
    Rust VM 并没有完全对外开放,因此目前除了 Hyperliquid DEX 外并没有其他 Dapp,发行代币亦需要透过荷兰式拍卖来获得铸造权。 HyperEVM 则不同于 RustVM,采用开放式架构,开发者可以自由地在 HyperEVM 上创建应用程序、发行代币(包括同质化和非同质化代币),无需事先获得官方许可,有利于生态系统的创新和扩展。


(图 4、HyperEVM 的框架示意图,来源:ASXN)

  • 互操作性 (Interoperability)
    Hyperliquid 上基于 HIP-1 创建的原生代币可以在 Rust VM 和 HyperEVM 之间互相流通,同时 HyperEVM 可以使用 Rust VM 的预言机。然而,HyperEVM 上的资产并无法完全和 Rust VM 互通,除非已经透过荷兰式拍卖在 Rust VM 取得铸币权,因此在互操作性上仍受到部分的局限。

  • 汽油费
    当前在 RustVM 上运行的合约和现货交易,使用者是不需要支付 Gas Fee 的,但在 HyperEVM 上,则需使用 $HYPE 作为 Gas Fee。

目前,根据 Hypurr 的统计,HyperEVM 上已经部署超过 140 个协议。


(图 5、HyperEVM 的生态项目,来源:Hypurr)

超流动DEX

合约交易

和一般 DEX 采用的 AMM 不同,Hyperliquid 和 CEX 一样采用中央限价订单簿 (CLOB) 系统,挂单、成交、清算等交易行为都会记录于区块上。 CLOB 虽然可以让交易者执行更为精细的操作,但由于步骤繁琐,若每一步都需要上链的话,往往会造成网路堵塞。然而,如前所述,HyperBFT 共识算法大幅提升了 Hyperliquid 的性能,因此可以承载 CLOB 所带来的交易数量。

而在流动性的部分,Hyperliquid 推出了 Hyperliquidity Prorvider (HLP) 金库充当做市商,在订单簿系统中提供流动性以及执行清算以累积平台费用。 HLP 所持有的交易部位、挂单、交易历史、收益等资讯皆是公开透明的 (图 6),用户可以在 HLP 中存入资金参与做市,并按金额的大小获得相对应比例的收益;或是用户也可以参与或创建其他的金库 (图 7),透过不同的做市策略来获得更多利润。


(图 6、HLP 的详细资讯,来源:Hyperliquuid)


(图 7、Hyperliquid 的金库,来源:Hyperliquuid)

现货交易

虽然合约交易是 Hyperliquid 的主要业务,但 Hyperliquid 亦提供现货交易的服务,使其有别于其他衍生品交易平台,且和合约交易一样采用 CLOB 系统。而 HIP-1 是 Hyperliquid 的原生代币标准,若想要在 Hyperliquid 上架代币,就必须透过公开荷兰式拍卖的方式来获得 HIP-1 的部署权,实际执行过程如下:

拍卖每 31 小时一轮,所有人都可以参与拍卖,初始竞拍价格为上次拍卖成交价的两倍,然后会线性递减至 10,000 USDC,第一个出价的人即会获得一个代币的部署权,图 8 为截至 2 月 20 日为止每个代币的拍卖价格。


(图 8、Hyperliquid 的现货代币的拍卖价格,来源:ASXN Data)

此外,对于一些现货流动性较为不足的币种,Hyperliquid 推出 HIP-2 来提供初始的流动性支持。 HIP-2 类似于许多 DEX 采用的 CLMM 机制,可以在指定价格区间内提供流动性,但和 CLMM 不同的是,HIP 使用的是订单簿系统,提供流动性的挂单将随着区块更新每 3 秒自动调整一次,并保持每个级别的挂单区间为 0.3%。 HIP-2 共有五个参数:

  • 代币名称 (spot)
  • 提供挂单的起始价格 (starPx)
  • 订单数量 (nOrders),预设为卖单
  • 每个订单的大小 (orderSz)
  • 种子级别 (nSeededLevels),会将最靠近起始价格 (starPx) 的部分卖单换成买单。举例而言,若订单数量设置为 10、种子级别为 2,则靠近起始价格的 2 笔挂单会转为买单,剩下 8 笔则为卖单,更具体的细节将会在下面的例子中做阐述。

假设现在有一个代币 $TEST,starPx = 1 (USDC)、nOrders = 5、orderSz = 2 、nSeededLevels = 2,由于每笔相邻订单的价格差距固定为 3%,因此 HIP-2 提供的初始挂单分布如下:

  • 买单:1、1.003 (由于 nSeededLevels = 2,因此最靠近初始价格的两笔挂单为买单)
  • 卖单:1.006、1.009、1.012

在此情况下,$TEST 刚上线时的市场价格为 1.0045。当 TEST 开始进行交易后,HIP-2 提供的订单会被其他交易者消耗,每过 3 秒,HIP-2 就会根据订单和资金的状况,在相同价格位置上补充新的买/卖单以持续提供足够的流动性。

值得注意的是,种子级别 (nSeededLevels) 的设置对于代币的流动性来说至关重要。在上述的例子中种子级别设定为 2,因此即便 $TEST 在上线时便面临抛压,HIP-2 依然能够在 1 和 1.003 中提供相对应的买单,避免价格快速崩跌。但买单所需的 USDC 需要由代币的部署者来提供,并会永久锁仓于 HIP-2。相对地,若部署者并没有根据代币的分发情况设定适当的种子级别,代币的价格有可能会跌到 HIP-2 所能提供的流动性范围之下。此外,HIP-2 只是提供最基础的流动性,其他市场参与者亦可以在系统中进行挂单,两者并不冲突。

Hyperliquid 和 dYdX 的比较分析

Hyperliquid 和 dYdX 同为基于 Layer 1 建构的去中心化衍生品交易所,也都占有一定的市场定额。因此,接下来将分别从 Layer 1 底层的运作架构和衍生品交易两部分比较 Hyperliquid 和 dYdX 之间的异同。

运作架构

Hyperliquid 之所以可以将链上 CLOB 系统付诸实现,得益于 HyperBFT 共识算法带来的高性能,使网路可以处理大量的交易请求。而同为衍生品 Layer 1 的 dYdX,则是基于 Cosmos SDK 框架所建构,采用 CometBFT 演算法,和基于 HotStuff 开发的 HyperBFT 相比,CometBFT 的通信复杂度较高,且工作流程并非采用流水线设计,因此在吞吐量和生成区快的速度上会略逊一筹。

虽然在共识算法的优化上并不如 Hyperliquid 来得出色,但 dYdX 透过「链下撮合,链上执行」的方式来提升网路的性能。具体来说,每个 dYdX 的验证节点都会各自将订单簿储存于链下的本地的记忆体中,当用户下订单时,会由其中一个验证捷点将资讯广播至其他节点,并在他们的记忆体中更新订单簿,只有当订单撮合成功时,该交易才会被包含在区块中做验证和结算。也就是说,用户在 dYdX 提交和取消订单时是不需支付 Gas Fee 的。而一笔订单的实际过程如下:

  1. 用户透过网站或其他前端入口下单。
  2. 订单被传送至某个验证捷点,再广播至其他节点,各自更新本地的订单簿内容。
  3. 匹配订单,并将订单加入提议的新区块中。
  4. 新区块进入共识过程,若三分之二以上的节点投票并确认该区块,则区块被保存至所有验证者的链上数据库中;反之则拒绝该区块,重新提议新区块。
  5. 新区块确认被记录后,资料将会由节点流向索引者,索引者更新前端入口的数据。


(图 9、dYdX Chain 的运作架构,来源:dYdX Docs)

如此一来,dYdX 上的订单只有在匹配成功时才会上链,可以有效降低网路的负担,进而增加够处理的交易数量。根据官方文档所述,dYdX 的系统每秒可以处理约 500 订单,比普通的每秒交易数量高出约 100 倍,未来还会持续成长。

衍生品交易

和 Hyperliquid 一样,dYdX 也是使用订单簿系统,但并不像 Hyperliquid 一样,每一个交易行为都是在链上进行,只有订单匹配或是执行清算时的交易会记录于区块中。而在流动性的部分,dYdX 采用了和 Hyperliquid 的 HLP 很相似的 MegaVault 为各个市场提供流动性。用户只需要将 USDC 存入,MegaVault 就会自动将这些资金投入各个子市场中配适相对应的挂单,并将收益按比例分配给所有参与者。值得注意的是,MegaVault 的运行商并不像 Hyperliquid 一样是由官方来经营,而是由社区投票所决定的,目前的做市商为 Greave Cayman Limited。


(图 10、MegaVault,来源:dYdX)

比较可惜的是,除了 MegaVault 之外,dYdX 并没有如 Hyperliquid 一样开放其他用户建构自己的金库,以提供更多样化的做市策略,在选择性上相对受到局限。

小结

整体而言,Hyperliquuid 所采用的 HyperBFT 共识机制能够实现链上的 CLOB 系统,所以交易行为皆纪录于链上,并拥有出色的交易体验,明显比 dYdX 的 CometBFT 来得高效。即使 dYdX 透过「链下撮合、链下执行」的方式来改善性能上的不足,但在吞吐量和速度上仍与 Hyperliquid 有一定的差距。此外,在流动性方面,Hyperliquid 为使用者提供了多样化的做市选择,而 dYdX 仅有一个由社区投票决定做市商的 MegaVault。综上两点,可见 Hyperliquid 在性能和操作灵活性上都更具优势。

然而,dYdX 的去中心化程度比 Hyperliquid 更高。目前,dYdX 协议的发展已经全权交由社区投票决定,官方基金会并不会做为主导者,且协议收入也归于社区金库所有,具有高度的透明性。但 Hyperliquid 仅开放 HyperEVM 让开发者进驻,代码和技术细节并未公开,且质押量最大的几个节点皆由 Hyperliquid 基金会所运营,具有过度中心化的疑虑。

潜在风险

虽然 Hyperliquid 在短期内便在市场取得巨大的成功,但有两个主要的风险值得注意:

  • 过度中心化
    如图 3 所示,Hyperliquid 网路中最大的五个验证节点皆由 Hyperliquid 基金会营运,质押量占了整体的 80%,代表整个网路的运作几乎是由官方所垄断。如此高的权力集中可能带来多方面的风险,例如验证者滥用权力恶意操控交易排序、治理决策受官方主导,社群投票名存实亡等等。对于强调去中心化和透明性的 Web3 生态来说,Hyperliquid 的高度中心化使网路的未来发展面临极大的不确定性。 \

  • 资金风险
    目前,Hyperliquid 仅接受来自 Arbitrum 的 USDC 存款,用户的所有资金都储存于 Hyperliquid 和 Arbitrum 连接的桥合约中,这意味着只要该合约被骇客攻破,Hyperliquid 的资产将会被全部盗走。当用户发起提款请求时,该合约需要满足三分之二以上的签名权限批准,而可以进行该签名的验证者集仅有四个,只要骇客取得三个以上验证者的私钥便能够任意进行提款。虽然提款批准后会进入一个约 200 秒的争议期,若该笔提款具有疑虑,系统可以锁定桥合约的资金暂停提款,但后续仍可以透过验证者集的投票来解除锁定。 Hyperliquid 的 TVL 超过 25 亿美金,如此庞大的资金皆储存于单一的桥合约中,且被少数的验证者所控制,在资金管理上具有一定程度的风险。

  • 代码风险
    Hyperliquid 底层的 Layer 1 代码并不是开源的,虽然这减少了其被攻击的可能性,但也无法透过社群的力量来共同审视代码中的安全漏定。随着交易量与日俱增以及 HyperEVM 的上线,当 Hyperliquid 的生态在未来成长到一定规模时,其代码出现漏洞的可能性也在在逐步增加。

总结

综合来说,Hyperliquid 的成功除了归因于优秀的产品性能和使用体验外,其重视社群的态度也至关重要。在没有任何融资背景的情况下,Hyperliquid 将总量 31% 的代币用于创世空投,因此在代币推出后可以持续吸引大量的资金和使用者,并聚集开发者在 HyperEVM 上进驻,成为当下市场最受欢迎的去中心化衍生品交易所。未来,Hyperliquid 除了需要在去中心化的部分努力外,HyperEVM 的生态是否能够蓬勃发展也将决定 Hyperliquid 可以发挥多大的影响力,后续发展值得持续关注。

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