探索Kuru的链上订单簿方案,如何兼顾低Gas、无MEV、高资本效率？

“Kuru 的订单簿方案基于经过优化的算法以及独特的树结构，进一步保证了其交易的低 Gas 成本、提升了资本效率且消除了 MEV ，创新的方案使得其获得了 200 万美元的种子轮融资。”

基于流动性挖矿的 AMM 方案，是 DEX 发展早期捕获流动性重要源泉，即便是现阶段以 Uniswap 为代表的 AMM DEX 仍旧占据主流。事实上，AMM 本身的优势在于基于激励，能够调动更多的 LP 以及交易者参与其中，并为潜在的交易提供流动性。但 AMM 模型本身则因资本效率、无偿损失、滑点、无法限价挂单以及 MEV 等问题饱受诟病。虽然 Uniswap v3 以及 Maverick 等试图对 AMM 的资本效率进行改善，但该模型的核心仍旧没有改变。

相对而言，订单簿则是与 AMM完全不同的一套交易模型，它能够时收集市场上还未被撮合的买单和卖单，通过订单簿来撮合买单和卖单，交易者可以以挂单的形式进行限价交易，并有望进一步衍生交易场景，这是 AMM 机制所不具备的特性。但另一面，订单簿（CLOB）本身会涉及到复杂的计算和匹配过程且数据结构较为庞大，其需要将订单簿中的每笔交易都发布在链上，而这对区块链吞吐量的要求远超过目前大多数区块链的能力范围，而且可能会严重威胁到网络安全和去中心化水平，反馈在用户端则表现为交易效率低下且成本高昂。

事实上，订单簿难以开展的根本性原因在于底层设施的限制，而一些探索者们试图通过在机制上的创新来打破上述限制，以推动更具优势的链上订单簿的采用。

链上订单簿的探索

现阶段，将订单簿管理和撮合流程会在链下展开，而交易结算则在链上进行，通常是在链上部署订单簿的主流方式，代表性的项目包括? dYdX、Loopring DEX 等，将复杂的计算、匹配过程建立在链下能够大幅降低对链上带来的压力，但这种方式牺牲了去中心化特性，其并不能完全算得上是链上订单簿。

目前，Gridrx 是订单簿领域的一个杰出的代表，在其基于 GMOB 机制的订单簿模型中，其通过 Maker Order 来吸引流动性，Maker 需要以区间的形式挂单后即被视为提供流动性，并在成交后获得手续费激励，Taker 也会因围绕价格周围源源不断的挂单而获得更好的交易匹配效率。

该协议基于其网格价格线性移动(GPLM )算法来处理订单簿的交易执行和结算，Gridex Protocol 协议本身的订单簿模型并不涉及到复杂的计算，它能够实现与AMM类似的低Gas 消耗，并且对于 Maker 形式的流动性提供者、交易者，通常没有无无偿损失与滑点，以进一步降低损失提升利润。虽然 Gridrx 的机制代表了订单簿领域的先进性，但事实上，Maker 所提供的订单簿挂单流动性本身并不是基于时间顺序进行，一些套利者可能会期望套取激励而采取某些手段，这就可能导致一些 Maker 的交易本身价格偏离较小，但却迟迟不能成交。所以从链上订单簿的角度看，订单簿交易的排序仍旧值得去考虑。

除了 Gridrx 外，另一个值得关注的链上订单簿示例是新兴 DEX Kuru 的方案，kuru 通过优化的算法以及创新的树结构，做到了兼顾低 Gas、高资本效率的前提下，消除了 MEV，那么 kuru 的订单簿方案是如何做到的？

kuru 的订单簿方案

Kuru 本身是一个支持 DEX，其核心宗旨在于最大化降低交易成本并消除 MEV，从其订单簿的流动性上看，与 Gridex 类似 Kuru 同样是激励挂单的 Maker，当 Maker 的挂单被交易成交时，其会获得 Kuru 的激励，但其能够保证在这个过程中交易按照时间顺序来执行。

Kuru 为此设定了一个算法：

当 Maker 在 Kuru 上进行限价挂单时，Kuru 会对 Maker 的挂单价格进行标记，对于已存在的价格点将以? O(1) 效率放置，代表着该价格被标记为有效，并且对于订单簿 Maker 挂单价格重合越多，有效性越好。而对于不存在的价格点则被标记为 O(log(n))，这也就意味着 Maker 的挂单价格可能背离市场。

从市场的执行时间上看，其通常为 O(n/s)，其中'n'是市场总流动性，'s'是每个价格点的市场流动性大小，这意味着被标记为 O(1) 的有效价格挂单通常会快速成交，即订单可以在 O(1) 时间内被申领，因为其 's' 指标数值较高，Maker 的有效订单将根据挂单时间顺序与 Taker 进行匹配，确保交易的公平处理。而对于 O(log(n)) 价格点的挂单的成交，则会根据流动性情况以及市场价格的变而定，确保了大规模市场订单的高效执行，而且保护了市场免受极端价格波动的影响。此外，Kuru 的 Maker 挂单可以在 O(1) 时间内取消订单。

所以通过使已存在价格点的订单放置成本为O(1)，Kuru DEX确保在高流动性的情况下交易者可以迅速执行交易，这对于交易者在动态市场中快速响应价格变动非常有利。另一面，虽然新价格点的订单放置效率为 O(log(n)) 略低于已存在价格点的 O(1)，但这仍然是一个相对高效的操作，确保了平台既可以处理常见的交易场景，也能有效地处理新出现的交易需求。

与此同时，Kuru 使用时间顺序来作为硬性的交易排序器，这对于消除 MEV 极为有利，所有有效价格点都能按照时间顺序进行成交，最大程度限制了以 MEV 为目标的恶意套利者，同时大幅提升了资产效率。

算法执行的关键：三级二叉树结构

Kuru 树结构在其算法执行中扮演了关键角色，并为其订单簿系统在处理和优化订单匹配、存储和检索提供了优势。

Kuru 使用三层二叉树来存储 24 位的 IDs，每一层对应ID的不同部分（8位），允许高效地分类和检索数据，并能够快速确定某个价格点（ID）是否存在订单，而不需要存储实际的订单数据在树中。基于此，Kuru 可支持高效的遍历，即可以快速找到最大或最小的ID，提升订单的匹配效率，与此同时，Kuru能够实现 O(1) 时间复杂度的订单放置、取消和声明，以适应规模性订单的处理，并提供了很好的灵活性和扩展性，使得Kuru 能够适应未来可能的订单管理和处理需求的变化，而不会过多占用网络资源。

更为重要的是，Kuru 的树结构进行订单管理时，减少不必要的 SSTORE 操作的同时，允许在最多 3 次 SSTORE 操作中添加价格点，从而大幅节省了 Gas 费用，并进一步优化了 Gas 使用效率。

低 Gas 费水平

事实上，Kuru 订单簿是为 Maker 设计的，因此这些参与者行为 90% 是下达“仅限挂单”（Post Only）和取消订单两个操作，同时由其树结构提供支持。Kuru 模拟每项操作的 10 笔交易来对其合约进行 Gas 基准测试，下图表显示了不同类型交易的 Gas 水平：

1.限价单挂单 Gas 费用：127,920-150,173 gas

除了第一个限价单之外，所有后续的限价单都使用恒定的 Gas 费，无论订单簿的深度或是订单设置的价格点如何。

2.在现有价格点下达限价单：107,781 gas

当限价单被设置在一个已有的价格点时，它会使用稍低的 Gas 费，在该过程中树的结构并不需要更新，只更新双向链表。

3.取消限价单：47,528 gas

取消限价单使用恒定的 Gas 量。

4.下达市场订单

市场订单遍历连续订单，并对每个订单进行成交。市场订单的基础成本为 112,016 gas，遍历订单额外需要 15,339 gas，并且遍历价格点需要 3.038 gas。

所以对比而言，Uniswap 上的平均交易操作大约需要 250,000 gas，Kuru 的匹配引擎可以用相同的气体费遍历 10 个价格点，根据 Phoenix 的数据，平均市场订单遍历 2 个价格点，这在 Kuru 上的成本大约是127,000 gas，几乎是今天在 Uniswap 上成本的一半。而对于 Maker，进行限价挂单以及取消订单的成本，仅为 $0.0003。

建立在 Monad 链上所带来的增益

Kuru 选择在 Monad 上搭建原生 DEX，以从 Monad 底层获得支持。

Monad 是一个以并行化为特点的公链，也是目前唯一在 EVM Layer1 上引入并行架构的区块链网络，并通过一系列创新的技术方案使得网络具备卓越的性能。

聚焦于 Monad 底层本身，聚焦于 Monad 的并行执行机制，其作为一个高效的处理机制，能够在单个区块内同时执行多个交易，当然在核心层面，Monad 与以太坊使用的是同样的执行语义—即，区块都是按照线性顺序排列的交易集合，且执行这些交易的结果在二者之间是一致的。

并且其通过解耦共识和执行过程，实现了交易的同时执行和共识达成，这一设计大幅提高了网络的吞吐量和降低了延迟。这种并行处理能力有效提升了网络的整体性能和扩展性。因为执行过程可以延后进行，而不是必须紧跟共识过程，系统得以在保障安全性的前提下，留出更多时间处理大量交易。

此外，Monad借助其创新的共识设计，能够在极短时间内（例如，1秒内）实现交易的最终确定性，极大地利于那些需求快速确认交易的应用场景。由于这些技术创新，即使是在单个分片的情况下，Monad 有望处理数百万用户的需求，轻松应对大规模交易的挑战。在数据存储和处理上，MonadDb 通过其优化的数据处理机制能够对上述问题进行改善，能够减少数据访问时间和提高数据处理效率，从而提供更快的交易处理速度。

所以相对于包括以太坊在内的系列底层，Monad 的并行化方案以及数据处理等方面的设计，为其带来了绝佳的优势。作为 Monad 链上的原生 DEX ，Kuru 不仅能够获得卓越的性能支持，同时配合其优化的算法以及独特的数结构设计，将能够让其订单簿方案发挥最大的效用，并有望构建链上订单簿领域的全新范式。

Kuru 也因其创新的技术方案备受资本市场关注，据悉，Kuru 现已获得了 200 万美元的种子轮融资，本轮融资由 Electric Capital 领投，Velocity.Capital、Brevan Howard Digital、CMS Holdings、Pivot Global、Breed 以及包括 Keone Hon、Jarry Xiao 和 Eugene Chen 等在内的知名天使投资人也参与了投资投资。

总的来看，Kuru 的链上订单簿方案经过优化的算法以及独特的树结构，消除了以往过往订单簿方案在处理和优化订单匹配、存储和检索方面所面临的阻碍，并进一步保证了其交易的低 Gas 成本、提升了资本效率且消除了 MEV 。随着 AMM 模型在弊端以及局限性上愈发凸显，链上 DEX 始终在对链上订单簿方向进行长期的探索，而作为后来者，Kuru 有望为链上订单簿领域在技术上的发展、演化提供参照。

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编译者/作者：黑色马里奥

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