DeFi : AMM, prêts et ce qui a cédé

Curiosité

1. Comment deux nombres stockés dans un smart contract peuvent-ils déterminer le prix d’un actif ?
2. Pourquoi le prêt adossé à des cryptos surcollatéralisées nécessite-t-il un stablecoin servant d’unité de compte ?
3. Comment un utilisateur peut-il emprunter des millions de dollars et les rembourser au sein d’une seule transaction ?

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Partie ILe DeFi summer : AMM, prêts et MakerDAO

1. MakerDAO, fondé par Rune Christensen en 2014, a lancé le DAI en décembre 2017. Il s’agit d’un stablecoin indexé sur le dollar, adossé à des prêts crypto surcollatéralisés. Les utilisateurs verrouillent des actifs comme l’ether dans des smart contracts pour emprunter du DAI. Le protocole maintient l’ancrage grâce à des mécanismes de rachat et à des liquidations lorsque la valeur du collatéral passe sous les seuils requis. Ce fut le premier système de crédit décentralisé sur Ethereum, fonctionnant sans banques ni intermédiaires centraux.
2. Uniswap, lancé par Hayden Adams en novembre 2018, a remplacé les carnets d’ordres par des teneurs de marché automatisés (AMM). Un pool contient deux tokens et fixe le prix des échanges selon la règle du produit constant x · y = k. Chacun peut échanger contre les réserves du pool ou y apporter de la liquidité pour percevoir des frais. Il n’était ainsi plus nécessaire de trouver une contrepartie à chaque instant. Les utilisateurs échangent avec le pool plutôt qu’avec une autre personne, et les prix sont maintenus en ligne par des arbitragistes qui assurent l’équilibre avec les marchés externes, plutôt que par l’appariement d’ordres d’achat et de vente.
3. En juin 2020, Compound a commencé à distribuer son token COMP aux utilisateurs qui fournissaient de la liquidité ou empruntaient des actifs. Cette pratique, appelée « liquidity mining », a incité à l’accumulation de capitaux dans les protocoles. Elle a déclenché le « DeFi summer ». Yearn Finance, lancé sous le nom d’iEarn plus tôt en 2020 et dont le token YFI est sorti en juillet, a automatisé la recherche de rendement. Uniswap a réalisé un airdrop de tokens UNI auprès de ses premiers utilisateurs en septembre 2020. La valeur totale verrouillée (TVL) dans ces systèmes a explosé à mesure que les utilisateurs faisaient du yield farming, créant un empilement financier dense et composable où les protocoles s’appuyaient les uns sur les autres.
4. Des signaux d’alerte étaient apparus avant même le début du DeFi summer. Les smart contracts sont publics et auditables, mais leurs bugs peuvent être exploités. En février 2020, bZx a subi une attaque par flash loan, dans laquelle un attaquant a emprunté des fonds pour manipuler les prix au sein d’une seule transaction. Le 12 mars 2020, MakerDAO a subi des liquidations en cascade en pleine volatilité du marché ; la congestion du réseau et la défaillance des bots enchérisseurs ont laissé les enchères quasiment désertes, et environ 8 millions de dollars d’ether sont partis pour zéro DAI ; Maker a comblé le déficit en créant et en mettant aux enchères de nouveaux MKR, diluant ses détenteurs. La DeFi hérite du risque de marché et y ajoute ses propres modes de défaillance techniques.
5. Les protocoles DeFi s’appuient sur des oracles de prix pour déterminer la valeur en monnaie fiduciaire des actifs servant de collatéral, comme l’ether. Des oracles tels que les Chainlink Price Feeds ou les prix moyens pondérés dans le temps (TWAP) d’Uniswap, calculés on-chain, transmettent les prix aux smart contracts pour les calculs de collatéralisation. La manipulation de ces flux de prix est un vecteur d’attaque majeur. Le modèle de confiance passe d’une institution unique au code, aux données des oracles et à la gouvernance. Lorsque la logique échoue dans un cas limite, les pertes retombent sur les utilisateurs ou les détenteurs de tokens, et non sur un filet de sécurité central.
6. La composabilité de la DeFi permet d’empiler les protocoles, créant des instruments financiers complexes comme le yield farming avec effet de levier. Cette efficacité s’accompagne d’un risque systémique : une défaillance dans une couche peut se propager en cascade aux autres. Par exemple, la manipulation d’un oracle de prix peut déclencher simultanément des liquidations sur plusieurs plateformes de prêt. Le compromis oppose la transparence et l’accès sans permission des smart contracts à la fragilité inhérente au code interconnecté, que n’atténuent qu’en partie des mécanismes d’urgence comme l’arrêt d’urgence (shutdown) de Maker et les contrôles de pause de Compound.

Partie IIDeFi : des marchés sans intermédiaires, et ce qui a échoué

7. La DeFi a remplacé les intermédiaires par des smart contracts qui appliquent des règles identiques à tous les participants. Les teneurs de marché automatisés (AMM) comme Uniswap v2, lancé en mai 2020, ont permis d’échanger via des pools de liquidité plutôt que via des carnets d’ordres. Les protocoles de prêt ont rendu possible l’emprunt surcollatéralisé, dans lequel les utilisateurs déposaient des actifs en garantie pour emprunter des stablecoins ou d’autres tokens. Ces systèmes fonctionnaient sans administrateurs centraux chargés d’approuver chaque transaction.
8. La principale vulnérabilité est venue des flux de prix externes, appelés oracles. Les protocoles avaient besoin de prix d’actifs exacts pour calculer la valeur des garanties et déclencher les liquidations. En mars 2020, MakerDAO a subi des liquidations en cascade lors d’un krach ; la congestion du réseau et des flux de prix en retard ont permis à des bots de remporter des enchères de garanties avec des offres de zéro DAI, laissant des millions de dollars de créances irrécouvrables. Des règles transparentes ont tout de même échoué lorsque la tuyauterie qui les entourait s’est engorgée.
9. La manipulation d’oracle s’est révélée plus dévastatrice que la simple volatilité. En octobre 2022, un trader a fait monter le prix du token MNGO, peu liquide, sur les marchés que consultait l’oracle de Mango, gonflant ainsi la valeur de sa garantie, puis a emprunté environ 110 millions de dollars en contrepartie. Le protocole s’est retrouvé avec des créances irrécouvrables supérieures à ses réserves liquides, ce qui montre que le code ne peut pas protéger contre des données d’entrée manipulées.
10. Les ponts et les clés d’administration ont introduit des points de défaillance supplémentaires. Les ponts transfèrent des actifs d’une blockchain à une autre, concentrant le risque dans une seule entité dépositaire ou un seul smart contract. Plusieurs piratages majeurs ont vu des attaquants exploiter des privilèges d’administration conservés ou une logique de pont boguée pour vider des fonds. Contrairement aux règles de consensus immuables de Bitcoin, ces contrats modifiables (upgradeable) permettaient des changements par consensus social, mais exposaient aussi les utilisateurs au bon vouloir des équipes de gouvernance qui détenaient l’autorité sur les paramètres du protocole.
11. Des conceptions compatibles avec Bitcoin peuvent réduire ces risques. Les Discreet Log Contracts permettent aux parties de régler un contrat en fonction d’événements externes à l’aide d’engagements signés par des oracles de confiance, ce qui supprime le besoin de flux de prix on-chain, même si un oracle peut toujours attester d’un prix manipulé. Le prêt sous séquestre peut être mis en œuvre avec des scripts explicites et vérifiables, dans lesquels la garantie reste bloquée jusqu’à ce que les conditions soient remplies. Les marchés à compensation par lots, un modèle de conception de marché plutôt qu’une fonctionnalité de Bitcoin, traiteraient plusieurs ordres ensemble, réduisant les avantages liés à l’ordre de passage.
12. La leçon pour Bitcoin n’est pas d’éviter les marchés, mais de les construire à partir de règles que chacun peut vérifier : des garanties conservées dans des scripts visibles, des résultats réglés par des signatures dont les auteurs répondent, un ordre de passage rendu sans importance par la compensation par lots, et aucune partie capable de modifier les règles une fois que les utilisateurs se sont engagés. Ce que la DeFi a réussi (accès ouvert, positions transparentes, règlement sans chambre de compensation) mérite d’être rapporté ; ses clés d’administration et ses flux de prix sans responsable, non.

Faits clés

Exercice neuf, six, trois, un

Vérification des faits

Les dates, les chiffres et les affirmations ont été vérifiés à l’aide des sources publiées listées ci-dessous.

• MakerDAO, 'The Dai Stablecoin System' (2017) and 'The Maker Protocol: MakerDAO's Multi-Collateral Dai (MCD) System' (2020)
• H. Adams, N. Zinsmeister & D. Robinson, 'Uniswap v2 Core' (2020)
• Compound documentation (COMP distribution, June 2020)
• MakerDAO 'Black Thursday' reporting (March 2020)
• Contemporary reporting on the Mango Markets exploit (October 2022)