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Compound RateModel合约解析

RateModel合约是用来计算 Compound 上特定代币借贷利率的合约，分析它可以知道借贷利率的计算方法。

演示代码仓库：https://github.com/33357/compound-protocol

WhitePaperInterestRateModel.sol

直线型利率模型

合约初始化

• 公共函数（合约内外部都可以调用）
  • constructor
    • 代码速览

      constructor(uint baseRatePerYear, uint multiplierPerYear) public {
                
          baseRatePerBlock = baseRatePerYear.div(blocksPerYear);
          multiplierPerBlock = multiplierPerYear.div(blocksPerYear);
          emit NewInterestParams(baseRatePerBlock, multiplierPerBlock);
      }
      

    • 参数分析
      函数 constructor 的入参有 2 个，出参有 0 个，对应的解释如下：

      constructor(
          uint baseRatePerYear, // 年基准利率
          uint multiplierPerYear // 年利率乘数
      ) public {
                
          ...
      }
      

    • 实现分析

      ...
      {
                
          // 块基准利率 = 年基准利率 / 年块数
          baseRatePerBlock = baseRatePerYear.div(blocksPerYear);
          // 块利率乘数 = 年利率乘数 / 年块数
          multiplierPerBlock = multiplierPerYear.div(blocksPerYear);
          // 触发事件 NewInterestParams
          emit NewInterestParams(baseRatePerBlock, multiplierPerBlock);
      }
      

    • 总结
      合约需要按 block 作为时间单位来计算利率，因此需要将 baseRatePerYear 和 multiplierPerYear 转换为 baseRatePerBlock 和 multiplierPerBlock。这里的 blocksPerYear 为 2102400，是按照平均 15秒 一个 block 计算的。

资金借出率

• 公共函数（合约内外部都可以调用）
  • utilizationRate
    • 代码速览

      function utilizationRate(uint cash, uint borrows, uint reserves) public pure returns (uint) {
                
          if (borrows == 0) {
                
              return 0;
          }
          return borrows.mul(1e18).div(cash.add(borrows).sub(reserves));
      }
      

    • 参数分析
      函数 utilizationRate 的入参有 3 个，出参有 1 个，对应的解释如下：

      constructor(
          uint cash, // 代币余额
          uint borrows, // 用户借出代币总数
          uint reserves // 储备代币总数
      ) public view returns (
          uint // 资金借出率
      ){
                
          ...
      }
      

    • 实现分析

      ...
      {
                
          // 如果借出代币总数为 0，资金借出率也为 0
          if (borrows == 0) {
                
              return 0;
          }
          // borrows * 1e18 / (cash + borrows - reserves)
          return borrows.mul(1e18).div(cash.add(borrows).sub(reserves));
      }
      

    • 总结
      utilizationRate 用于计算代币的 资金借出率，资金借出率 的计算公式为 资金借出率 = 借出代币总数 / (代币余额 + 借出代币总数 - 储备代币总数)。由于使用无符号整数计算 资金借出率 会精度不够，所以需要乘以 1e18，扩大精度范围。

资金利率

• 公共函数（合约内外部都可以调用）
  • getBorrowRate
    • 代码速览

      function getBorrowRate(uint cash, uint borrows, uint reserves) public view returns (uint) {
                
          uint ur = utilizationRate(cash, borrows, reserves);
          return ur.mul(multiplierPerBlock).div(1e18).add(baseRatePerBlock);
      }
      

    • 参数分析
      函数 getBorrowRate 的入参有 3 个，出参有 1 个，对应的解释如下：

      function getBorrowRate(
          uint cash, // 代币余额
          uint borrows, // 用户借出代币总数
          uint reserves // 储备代币总数
      ) public view returns (
          uint // 块借出利率
      ) {
                
          ...
      }
      

    • 实现分析

      ...
      {
                
          // 计算资金借出率
          uint ur = utilizationRate(cash, borrows, reserves);
          // ur * multiplierPerBlock / 1e18 + baseRatePerBlock
          return ur.mul(multiplierPerBlock).div(1e18).add(baseRatePerBlock);
      }
      

    • 总结
      getBorrowRate 用于计算代币的 块借出利率，块借出利率 的计算公式为 块借出利率 = 资金借出率 * 块利率乘数 + 块基准利率。由于 资金借出率 扩大了精度范围，需要除以 1e18 得到实际值。
  • getSupplyRate
    • 代码速览

      function getSupplyRate(uint cash, uint borrows, uint reserves, uint reserveFactorMantissa) public view returns (uint) {
                
          uint oneMinusReserveFactor = uint(1e18).sub(reserveFactorMantissa);
          uint borrowRate = getBorrowRate(cash, borrows, reserves);
          uint rateToPool = borrowRate.mul(oneMinusReserveFactor).div(1e18);
          return utilizationRate(cash, borrows, reserves).mul(rateToPool).div(1e18);
      }
      

    • 参数分析
      函数 getSupplyRate 的入参有 4 个，出参有 1 个，对应的解释如下：

      getSupplyRate(
          uint cash, // 代币余额
          uint borrows, // 用户借出代币总数
          uint reserves, // 储备代币总数
          uint reserveFactorMantissa // 储备金率
      ) public view returns (
          uint // 块质押利率
      ) {
                
          ...
      }
      

    • 实现分析

      ...
      {
                
          // 1 - reserveFactorMantissa
          uint oneMinusReserveFactor = uint(1e18).sub(reserveFactorMantissa);
          // 获取借款利率 borrowRate
          uint borrowRate = getBorrowRate(cash, borrows, reserves);
          // borrowRate * (1 - reserveFactorMantissa)
          uint rateToPool = borrowRate.mul(oneMinusReserveFactor).div(1e18);
          // utilizationRate * borrowRate * (1 - reserveFactorMantissa)
          return utilizationRate(cash, borrows, reserves).mul(rateToPool).div(1e18);
      }
      

    • 总结
      getSupplyRate 用于计算代币的 块质押利率，块质押利率 的计算公式为 块质押利率 = 资金借出率 * 借款利率 * (1 - 储备金率) = 借款利率 * 资金借出率 * (1 - 储备金率)。由于 资金借出率 扩大了精度范围，需要除以 1e18 得到实际值。

BaseJumpRateModelV2.sol

拐点型利率模型

合约初始化

• 内部函数（仅合约内可以调用）
  • constructor
    • 代码速览

      constructor(uint baseRatePerYear, uint multiplierPerYear, uint jumpMultiplierPerYear, uint kink_, address owner_) internal {
                
          owner = owner_;
          updateJumpRateModelInternal(baseRatePerYear,  multiplierPerYear, jumpMultiplierPerYear, kink_);
      }
      

    • 参数分析
      函数 constructor 的入参有 5 个，出参有 0 个，对应的解释如下：

      constructor(
          uint baseRatePerYear, // 年基准利率
          uint multiplierPerYear // 年利率乘数
          uint jumpMultiplierPerYear, // 拐点年利率乘数
          uint kink_, // 拐点资金借出率
          address owner_ // 所有者
      ) internal {
                
          ...
      }
      

    • 实现分析

      ...
      {
                
          // 记录所有者
          owner = owner_;
          // 更新拐点利率模型参数
          updateJumpRateModelInternal(baseRatePerYear,  multiplierPerYear, jumpMultiplierPerYear, kink_);
      }
      

    • 总结
      拐点型利率模型 比 直线型利率模型 多了 拐点年利率乘数 和 拐点资金借出率 这两个参数。
  • updateJumpRateModelInternal
    • 代码速览

      function updateJumpRateModelInternal(uint baseRatePerYear, uint multiplierPerYear, uint jumpMultiplierPerYear, uint kink_) internal {
                
          baseRatePerBlock = baseRatePerYear.div(blocksPerYear);
          multiplierPerBlock = (multiplierPerYear.mul(1e18)).div(blocksPerYear.mul(kink_));
          jumpMultiplierPerBlock = jumpMultiplierPerYear.div(blocksPerYear);
          kink = kink_;
          emit NewInterestParams(baseRatePerBlock, multiplierPerBlock, jumpMultiplierPerBlock, kink);
      }
      

    • 参数分析
      函数 updateJumpRateModelInternal 的入参有 4 个，出参有 0 个，对应的解释如下：

      function updateJumpRateModelInternal(
          uint baseRatePerYear, // 年基准利率
          uint multiplierPerYear // 年利率乘数
          uint jumpMultiplierPerYear, // 拐点年利率乘数
          uint kink_, // 拐点资金借出率
      ) internal {
                
          ...
      }
      

    • 实现分析

      ...
      {
                
          // 块基准利率 = 年基准利率 / 年块数
          baseRatePerBlock = baseRatePerYear.div(blocksPerYear);
          // 块利率乘数 = 年基准利率 / (年块数 * 拐点资金借出率)
          multiplierPerBlock = (multiplierPerYear.mul(1e18)).div(blocksPerYear.mul(kink_));
          // 拐点块利率乘数 = 拐点年利率乘数 / 年块数
          jumpMultiplierPerBlock = jumpMultiplierPerYear.div(blocksPerYear);
          // 记录拐点资金借出率
          kink = kink_;
          // 触发事件 NewInterestParams
          emit NewInterestParams(baseRatePerBlock, multiplierPerBlock, jumpMultiplierPerBlock, kink);
      }
      

    • 总结
      拐点型利率模型 中计算 块利率乘数 时，方法和 直线型利率模型 不一样：拐点资金借出率 越高，块利率乘数 越低，其目的我不是很清楚。(可能是拐点资金借出率越高的代币市场深度越好，块利率乘数可以设置的更低，大家可以讨论一下)

资金借出率

• 公共函数（合约内外部都可以调用）
  • utilizationRate
    • 代码速览

      function utilizationRate(uint cash, uint borrows, uint reserves) public pure returns (uint) {
                
          if (borrows == 0) {
                
              return 0;
          }
          return borrows.mul(1e18).div(cash.add(borrows).sub(reserves));
      }
      

    • 参数分析
      函数 utilizationRate 的入参有 3 个，出参有 1 个，对应的解释如下：

      constructor(
          uint cash, // 代币余额
          uint borrows, // 用户借出代币总数
          uint reserves // 储备代币总数
      ) public view returns (
          uint // 资金借出率
      ){
                
          ...
      }
      

    • 实现分析

      ...
      {
                
          // 如果借出代币总数为 0，资金借出率也为 0
          if (borrows == 0) {
                
              return 0;
          }
          // 资金借出率 = borrows * 1e18 / (cash + borrows - reserves)
          return borrows.mul(1e18).div(cash.add(borrows).sub(reserves));
      }
      

    • 总结
      拐点型利率模型 中计算 资金借出率 和 直线型利率模型 相同。

资金利率

• 内部函数（仅合约内部可以调用）
  • getBorrowRate
    • 代码速览

      function getBorrowRateInternal(uint cash, uint borrows, uint reserves) internal view returns (uint) {
                
          uint util = utilizationRate(cash, borrows, reserves);
          if (util <= kink) {
                
              return util.mul(multiplierPerBlock).div(1e18).add(baseRatePerBlock);
          } else {
                
              uint normalRate = kink.mul(multiplierPerBlock).div(1e18).add(baseRatePerBlock);
              uint excessUtil = util.sub(kink);
              return excessUtil.mul(jumpMultiplierPerBlock).div(1e18).add(normalRate);
          }
      }
      

    • 参数分析
      函数 getBorrowRateInternal 的入参有 3 个，出参有 1 个，对应的解释如下：

      function getBorrowRate(
          uint cash, // 代币余额
          uint borrows, // 用户借出代币总数
          uint reserves // 储备代币总数
      ) internal view returns (
          uint // 块借出利率
      ) {
                
          ...
      }
      

    • 实现分析

      {
                
          // 获取资金借出率 util
          uint util = utilizationRate(cash, borrows, reserves);
          // 如果 util < kink
          if (util <= kink) {
                
              // return util * multiplierPerBlock + baseRatePerBlock
              return util.mul(multiplierPerBlock).div(1e18).add(baseRatePerBlock);
          } else {
                
              // 拐点前块借出利率 = kink * multiplierPerBlock + baseRatePerBlock
              uint normalRate = kink.mul(multiplierPerBlock).div(1e18).add(baseRatePerBlock);
              // 超出拐点资金借出率 = util - kink
              uint excessUtil = util.sub(kink);
              // 块借出利率 = (util - kink) * jumpMultiplierPerBlock + kink * multiplierPerBlock + baseRatePerBlock
              return excessUtil.mul(jumpMultiplierPerBlock).div(1e18).add(normalRate);
          }
      }
      

    • 总结
      拐点型利率模型 中计算 块借出利率 的计算公式分为两部份：在 资金借出率 低于 拐点资金借出率 时，计算公式为：块借出利率 = 资金借出率 * 块利率乘数 + 块基准利率；在 资金借出率 高于 拐点资金借出率 时，计算公式为：块借出利率 = (资金借出率 - 拐点资金借出率) * 拐点块利率乘数 + 拐点资金借出率 * 块利率乘数 + 块基准利率。
  • getSupplyRate
    • 代码速览

      function getSupplyRate(uint cash, uint borrows, uint reserves, uint reserveFactorMantissa) public view returns (uint) {
                
          uint oneMinusReserveFactor = uint(1e18).sub(reserveFactorMantissa);
          uint borrowRate = getBorrowRateInternal(cash, borrows, reserves);
          uint rateToPool = borrowRate.mul(oneMinusReserveFactor).div(1e18);
          return utilizationRate(cash, borrows, reserves).mul(rateToPool).div(1e18);
      }
      

    • 参数分析
      函数 getSupplyRate 的入参有 4 个，出参有 1 个，对应的解释如下：

      getSupplyRate(
          uint cash, // 代币余额
          uint borrows, // 用户借出代币总数
          uint reserves, // 储备代币总数
          uint reserveFactorMantissa // 储备金率
      ) public view returns (
          uint // 块质押利率
      ) {
                
          ...
      }
      

    • 实现分析

      ...
      {
                
          // 1 - reserveFactorMantissa
          uint oneMinusReserveFactor = uint(1e18).sub(reserveFactorMantissa);
          // 获取借款利率 borrowRate
          uint borrowRate = getBorrowRateInternal(cash, borrows, reserves);
          // rateToPool = borrowRate * (1 - reserveFactorMantissa)
          uint rateToPool = borrowRate.mul(oneMinusReserveFactor).div(1e18);
          // 块质押利率 = utilizationRate * borrowRate * (1 - reserveFactorMantissa)
          return utilizationRate(cash, borrows, reserves).mul(rateToPool).div(1e18);
      }
      

    • 总结
      拐点型利率模型 中计算 资金质押利率 和 直线型利率模型 相同。