탈중앙화 거래소 DEX 및 유동성 풀

자동화 시장 조성자(AMM) 모델은 전통적인 주문장 모델과 달리, 사전에 예치된 유동성 풀과 수학적 공식을 통해 자동으로 가격을 결정하고 거래를 체결하는 방식을 말한다. 이 모델에서는 특정 거래 쌍(예: 이더리움/USDC)에 대해 사용자들이 두 종류의 토큰을 풀에 예치하여 유동성을 공급한다. 거래자는 이 풀을 상대로 직접 토큰을 스왑하며, 거래 실행 시점의 풀 내 토큰 비율에 따라 실시간 가격이 계산된다.

가격 결정의 핵심은 상수 곱 공식(Constant Product Formula, x * y = k)과 같은 사전 정의된 알고리즘이다. 여기서 x와 y는 풀에 있는 두 토큰의 수량, k는 상수로 유지되는 값이다. 거래가 발생하면 한 토큰의 수량이 증가하고 다른 토큰의 수량이 감소하며, 새로운 수량에 기반해 새로운 가격이 산출된다. 이 공식은 풀의 유동성이 고갈되지 않는 한 거래를 항상 가능하게 하지만, 거래 규모가 클수록 가격 변동성이 커지는 슬리피지 현상을 발생시킨다.

AMM 모델은 24시간 운영되는 지속적인 유동성과 중앙화된 주문 매칭 엔진이 필요 없다는 점에서 혁신적이다. 누구나 유동성 공급자가 되어 수수료 수익을 얻을 수 있으며, 거래는 스마트 계약에 의해 자동 실행된다. 초기 모델은 유동성이 풀 전체에 균일하게 분포되어 비효율적이었으나, 유니스왑 V3 이후 도입된 집중 유동성(Concentrated Liquidity)과 같은 발전을 통해 공급자는 특정 가격 범위 내에만 유동성을 집중시킬 수 있게 되었다[1].

주문장 모델은 중앙화 거래소에서 사용되는 전통적인 방식과 유사하게, 매수 주문과 매수 주문을 명시된 가격과 수량으로 매칭시켜 거래를 성사시키는 방식을 말한다. 이 모델에서는 유동성 공급자가 특정 가격에 지정가 주문을 걸어두고, 거래자는 이 주문장에 쌓인 주문들을 보고 자신의 주문을 내거나 기존 주문과 매칭시켜 거래를 체결한다.

탈중앙화 환경에서의 주문장 모델은 모든 주문 생성, 취소, 매칭 과정이 블록체인 상의 스마트 계약을 통해 처리된다는 점에서 차이가 있다. 이는 거래의 투명성과 검증 가능성을 보장하지만, 매 주문 생성과 취소마다 가스비가 발생하고 블록 확인 시간으로 인한 지연이 발생할 수 있어 실시간 거래에 제약이 따른다. 이를 극복하기 위해 주문 생성 및 취소는 오프체인에서 처리하고, 최종 매칭과 결제만을 온체인에서 처리하는 하이브리드 방식도 등장했다[2].

주문장 기반 DEX는 일반적으로 복잡한 주문 유형(예: 지정가 주문, 조건부 주문, 중지 손실 주문)을 지원하며, 특히 대량 거래나 특정 가격대에서의 거래를 선호하는 기관 투자자나 숙련된 트레이더들에게 적합하다. 그러나 충분한 유동성을 확보하고 주문 매칭 엔진을 효율적으로 운영하는 데 기술적, 경제적 과제가 존재한다.

사용자는 유동성 풀에 자신의 암호화폐 자산을 예치하여 유동성 공급자(LP)가 될 수 있다. 이때, 유동성 공급자는 풀에 필요한 두 자산을 정해진 비율(예: 50:50)로 동시에 공급해야 한다. 공급 후, 사용자는 해당 풀의 지분을 나타내는 LP 토큰을 받는다. 이 토큰은 유동성에 대한 소유권을 증명하며, 나중에 자산을 회수할 때 필요하다.

유동성 공급자의 주요 수익원은 거래 수수료다. 풀에서 발생하는 모든 거래에는 일정 비율(예: 0.3%)의 수수료가 부과되며, 이 수수료는 유동성 공급자들에게 실시간으로 배분된다. 배분은 각 공급자가 풀에 기여한 지분 비율에 따라 비례적으로 이루어진다. 예를 들어, 한 공급자가 전체 풀의 1%를 공급했다면, 발생한 수수료의 1%를 받게 된다.

유동성 공급자는 언제든지 자신의 지분에 해당하는 원본 자산과 축적된 수수료 수익을 회수할 수 있다. 이 과정에서 LP 토큰을 소각(반환)하면, 풀의 현재 자산 구성과 비율에 따라 두 토큰이 반환된다. 단, 풀 내 자산의 가격 변동으로 인해 예치 당시와 다른 가치로 회수될 수 있는 임시 손실의 위험이 항상 존재한다.

무손실 가격 범위는 유동성 공급자가 자신이 제공한 유동성 풀 자금을 특정 가격 구간에 집중시킬 수 있게 하는 AMM의 고급 기능이다. 기존의 단순한 상수 곱 공식을 사용하는 AMM 모델에서는 유동성이 0부터 무한대까지의 모든 가격에 균등하게 분포되어, 자본 효율성이 낮은 문제가 있었다. 무손실 가격 범위 모델을 도입한 프로토콜에서는 공급자가 예상 가격 변동 범위를 설정하여 그 구간 내에만 유동성을 집중 배치할 수 있다. 이를 통해 동일한 자본으로 더 높은 거래 수수료를 얻거나, 더 좁은 스프레드를 제공하여 풀의 거래 효율성을 높일 수 있다.

이 메커니즘의 핵심은 유동성 공급자가 선택한 가격 범위 내에서만 자산이 거래에 활용된다는 점이다. 가격이 설정한 범위를 벗어나면, 해당 풀에 제공된 자산 중 하나는 완전히 다른 자산으로 전환되고 유동성 공급은 중단된다[3]. 따라서 공급자는 시장 예측에 따라 리스크와 보상을 관리할 수 있다. 범위를 좁게 설정할수록 제공된 유동성의 활용도와 예상 수수료 수익은 증가하지만, 가격이 범위를 이탈할 경우 거래 참여에서 제외될 리스크도 함께 증가한다.

주요 프로토콜별 구현 방식은 다음과 같다.

이 혁신은 유동성 공급자에게 더 높은 자본 효율성과 수익 창출 기회를 제공했지만, 복잡한 관리 부담을 동반한다. 공급자는 가격 변동을 지속적으로 모니터링하고 필요시 유동성 위치를 재조정해야 하며, 잘못된 가격 범위 설정은 예상치 못한 임시 손실이나 기회 비용을 초래할 수 있다.

이더리움 기반의 대표적인 자동화 시장 조성자 탈중앙화 거래소 프로토콜이다. 2018년 헤이든 애덤스에 의해 창안되었으며, 사용자가 스마트 계약에 직접 유동성 풀에 자금을 공급하고 거래할 수 있는 방식을 도입했다. 초기 버전인 Uniswap V1은 이더리움과 ERC-20 토큰 간의 거래를, V2는 모든 ERC-20 토큰 쌍 간의 거래를 가능하게 했다.

주요 혁신은 지수적 자동화 시장 조성자 공식을 사용한 유동성 풀 모델이다. 이 공식(X * Y = K)은 풀에 있는 두 토큰의 수량 곱이 항상 일정하게 유지되도록 하여 가격을 결정한다. 유동성 공급자는 거래 수수료의 일부를 보상으로 받으며, 그 대가로 임시 손실 위험을 감수한다.

2021년 출시된 Uniswap V3는 가장 중요한 업그레이드로 평가받는다. 이 버전에서는 무손실 가격 범위 개념을 도입하여 유동성 공급자가 자본 효율성을 극대화할 수 있도록 했다. 또한, 여러 수수료 계층(0.01%, 0.05%, 0.30%, 1.00%)을 제공하여 다양한 위험 프로파일의 자산에 맞춤형 유동성을 구성할 수 있게 했다.

프로토콜은 거버넌스 토큰인 UNI를 통해 커뮤니티에 의해 관리된다. UNI 토큰 보유자는 프로토콜 수수료 스위치 활성화, 국고 관리 등 중요한 의사 결정에 참여할 수 있다. Uniswap은 높은 유동성과 광범위한 토큰 상장으로 인해 이더리움 생태계의 핵심 금융 인프라 역할을 하고 있다.

Curve Finance는 주로 스테이블코인과 유사한 가치를 가진 페깅된 자산(예: USDT, USDC, DAI) 간의 효율적인 거래에 특화된 탈중앙화 거래소 프로토콜이다. 이더리움을 중심으로 여러 블록체인에 배포되어 있으며, 낮은 슬리피지와 거래 수수료를 제공하는 것이 핵심 목표이다. 이를 위해 기존의 자동화 시장 조성자 모델을 변형한 특수한 유동성 풀 수학 공식을 사용한다.

Curve의 핵심 혁신은 스테이블코인 스왑에 최적화된 가격 곡선이다. 일반적인 AMM의 x*y=k 공식은 가격 변동이 큰 자산에 적합하지만, 가치가 1:1에 가까운 자산 간 거래에서는 비효율적인 슬리피지를 발생시킨다. Curve는 이 공식을 변형하여, 거래되는 두 자산의 가격이 매우 근접할 때 훨씬 더 평평한 곡선을 만들어낸다. 이는 스테이블코인 간 스왑에서 가격 영향도를 최소화하고, 유동성 공급자가 겪는 임시 손실 위험을 상대적으로 줄여준다.

프로토콜은 다양한 스테이블코인 풀을 운영하며, 각 풀은 보통 3-4개의 서로 다른 스테이블코인으로 구성된다. 유동성 공급자는 이러한 풀에 자산을 예치하고 LP 토큰을 받는다. 거래자는 풀을 통해 스테이블코인을 교환하며, 이때 발생하는 0.04% 수준의 낮은 거래 수수료는 유동성 공급자들에게 배분된다. 또한 Curve는 자체 거버넌스 토큰인 CRV를 발행하여, 유동성 공급자들에게 추가 인센티브를 제공하고 프로토콜의 거버넌스에 참여할 수 있는 권한을 부여한다.

이러한 설계 덕분에 Curve Finance는 탈중앙화 금융 생태계에서 스테이블코인 유동성의 핵심 인프라 역할을 한다. 대규모 자금이 예치된 주요 풀들은 다른 DeFi 프로토콜들에게도 신뢰할 수 있는 스테이블코인 유동성의 원천이 된다.

팬케이크스왑은 이더리움 기반의 유니스왑을 모델로 삼아 2020년 9월 바이낸스 스마트 체인(현 BNB 체인)에서 출시된 대표적인 탈중앙화 거래소이다. 자동화 시장 조성자 모델을 기반으로 하며, BNB 체인의 낮은 가스비와 빠른 거래 속도를 활용하여 사용자 접근성을 크게 높였다는 특징이 있다.

팬케이크스왑의 핵심은 CAKE라는 자체 거버넌스 토큰이다. 사용자는 유동성 풀에 자산을 공급하거나 특정 풀에 예치하는 등 플랫폼 활동에 참여함으로써 CAKE 토큰을 보상으로 받을 수 있다. 이 토큰은 플랫폼의 거버넌스에 참여하는 데 사용되거나, 다양한 수익 농사 풀에 재예치되어 추가 수익을 창출하는 데 활용된다[4].

초기에는 BNB 체인에 집중했으나, 이후 이더리움, 아발란체, 아프트로스 등 여러 레이어 1 및 레이어 2 블록체인으로 서비스를 확장했다. 또한, 초집중 유동성과 같은 고급 AMM 기능을 도입하고, 복권, NFT 마켓플레이스, 게임화된 서비스 등 다양한 부가 기능을 지속적으로 추가하며 생태계를 확장해 왔다.

탈중앙화 거래소는 중앙 기관의 개입 없이 스마트 계약을 통해 거래를 실행합니다. 이는 사용자가 자신의 자산에 대한 완전한 통제권을 유지하면서 거래할 수 있는 비수탁성을 핵심 특징으로 합니다. 사용자는 거래 과정에서 자산을 제3의 중앙화된 거래소에 예치할 필요가 없으며, 항상 자신의 지갑에서 직접 관리합니다. 이 구조는 중앙 기관의 실패, 부도, 또는 자의적인 자산 동결 위험으로부터 사용자를 보호합니다.

개인정보 보호 측면에서, 많은 DEX는 거래를 위해 최소한의 개인정보만을 요구합니다. 사용자는 일반적으로 메타마스크와 같은 웹3 지갑을 연결하여 서비스를 이용하며, 실명이나 이메일 주소와 같은 민감한 개인정보를 제공하지 않습니다. 거래 기록은 대부분 블록체인에 공개적으로 기록되지만, 지갑 주소와 실제 신원을 연결하는 것은 기술적으로 어렵습니다. 이는 전통적인 금융 시스템에 비해 상대적으로 높은 수준의 익명성을 제공합니다.

그러나 완전한 익명성은 보장되지 않으며, 일부 개인정보 보호 위험이 존재합니다. 모든 거래는 블록체인에 투명하게 기록되므로, 특정 지갑 주소의 활동을 추적하고 분석하는 것이 가능합니다. 또한, 집단지성이나 탈중앙화 자율 조직과 같은 서비스를 이용할 때 웹 지갑을 연결하는 과정에서 일부 데이터가 수집될 수 있습니다. 사용자는 이러한 특성을 이해하고, 필요에 따라 믹서 서비스나 프라이버시 코인을 활용하는 등 추가적인 조치를 고려할 수 있습니다.

임시 손실은 유동성 공급자가 유동성 풀에 자산을 예치했을 때, 풀에 있는 자산의 가격이 변동함에 따라 발생할 수 있는 기회비용 차이를 의미한다. 이 손실은 유동성 공급자가 단순히 자산을 보유했을 때의 가치와 비교하여 계산되며, 손실이 '임시'라고 불리는 이유는 자산 가격이 원래 예치했을 때의 비율로 돌아오면 손실이 사라지기 때문이다. 그러나 가격 변동이 지속되면 이 손실은 영구적이 될 수 있다.

임시 손실은 자동화 시장 조성자 모델의 핵심 메커니즘인 상수 곱 공식과 밀접한 관련이 있다. 이 공식에 따라 풀 내 두 자산의 비율은 항상 일정하게 유지되어야 하므로, 한 자산의 외부 시장 가격이 변동하면 AMM은 자동으로 거래를 유도하여 풀 내 자산 비율을 재조정한다. 예를 들어, ETH/USDT 풀에 유동성을 공급한 후 ETH 가격이 급등하면, AMM은 풀 내 ETH 비중을 줄이고 USDT 비중을 늘리는 방향으로 거래가 이루어지며, 이 과정에서 유동성 공급자는 가격 상승에 따른 이익을 완전히 누리지 못하게 된다.

임시 손실의 규모는 자산 가격 변동의 정도에 따라 비선형적으로 증가한다. 일반적으로 두 자산의 가격 변동이 클수록, 그리고 그 변동 방향이 서로 다를수록(즉, 상관관계가 낮을수록) 잠재적 임시 손실은 커진다. 다음은 이론적인 가격 변동에 따른 임시 손실 규모의 예시이다[5].

따라서 유동성 공급자는 거래 수수료로 얻는 수익과 임시 손실 위험을 함께 고려해야 한다. 스테이블코인 풀처럼 가격 변동이 적은 풀은 임시 손실 위험이 상대적으로 낮은 반면, 변동성이 큰 알트코인 풀은 위험이 크다. 많은 DEX는 거래 수수료나 추가적인 거버넌스 토큰 보상을 통해 이러한 위험에 대한 보상을 제공한다.

스마트 계약은 탈중앙화 거래소의 핵심 운영 로직을 담고 있는 자동 실행 프로그램이다. 이 코드의 취약점이나 논리적 오류는 심각한 자금 손실로 이어질 수 있다. 공격자는 재진입 공격, 오버플로우/언더플로우, 권한 관리 오류 등 다양한 방법을 통해 풀에 예치된 자금을 탈취한다. 2022년 솔라나 기반 DEX인 Mango Markets의 해킹[6]은 대표적인 사례이다.

이러한 리스크를 완화하기 위해 프로토콜들은 다양한 보안 조치를 도입한다. 주요 조치로는 다음과 같은 것들이 있다.

그러나 감사가 완벽한 보장을 의미하지는 않는다. 감사를 받은 계약도 이후에 발견된 새로운 공격 벡터나 예상치 못한 상호작용으로 인해 피해를 입을 수 있다. 따라서 사용자는 완전히 검증되고 오랜 기간 동안 전투 테스트를 거친 프로토콜을 선택하고, 과도한 자금을 단일 풀에 집중시키지 않는 위험 분산이 필요하다.

거버넌스 토큰 보상은 탈중앙화 거래소 생태계에서 유동성 공급자에게 인센티브를 제공하고 프로토콜의 거버넌스에 참여할 수 있는 권리를 부여하기 위해 설계된 메커니즘이다. 이 토큰들은 보통 유동성 채굴 프로그램을 통해 배포되며, 사용자가 특정 유동성 풀에 자산을 예치하면 프로토콜의 네이티브 토큰을 추가 보상으로 받을 수 있다.

보상으로 받은 거버넌스 토큰은 일반적으로 다음과 같은 기능을 가진다.

이러한 보상 모델은 단기적으로 유동성을 유인하는 강력한 도구로 작용한다. 그러나 거버넌스 토큰의 가치는 시장 상황과 프로토콜의 성장 전망에 크게 의존하기 때문에 가격 변동성이 높은 편이다. 또한, 대규모 토큰 보유자(일명 '고래')가 거버넌스 권한을 과도하게 집중시킬 수 있다는 비판도 존재한다.

수익 농사는 유동성 공급자들이 자신의 암호화폐 자산을 유동성 풀에 예치하고, 그 대가로 거버넌스 토큰이나 거래 수수료와 같은 보상을 얻는 활동을 포괄적으로 지칭하는 용어이다. 이는 단순히 유동성을 공급하는 것을 넘어, 다양한 디파이 프로토콜을 활용하여 보상 수익을 극대화하기 위한 적극적인 자금 운용 전략을 의미한다.

일반적인 전략은 단일 DEX 내에서 이루어지기보다 여러 프로토콜 간에 걸쳐 구성된다. 한 예로, 공급자는 유니스왑 풀에 유동성을 제공하여 얻은 LP 토큰을 다른 대출 프로토콜에 예치하여 추가 담보 자산을 빌리고, 그 빌린 자산을 다시 다른 수익 농사 풀에 투입하는 복합적인 레버리지 전략을 구사할 수 있다[8]. 또 다른 일반적인 방식은 새로 출시된 프로토콜이 자체 토큰을 유인책으로 제공하는 '농장'에 초기 유동성을 공급하여, 고평가될 가능성이 있는 새 토큰을 선점적으로 얻는 것이다.

이러한 전략의 수익성은 주로 얻은 보상 토큰의 시장 가치에 크게 의존한다. 따라서 참여자들은 보상 토큰의 가격 변동성, 프로토콜의 지속 가능성, 그리고 항상 존재하는 임시 손실 위험을 신중하게 평가해야 한다. 복잡한 전략일수록 스마트 계약 상호작용이 많아져 해킹이나 코드 오류에 노출될 가능성도 함께 증가한다.

레이어 2 솔루션은 이더리움과 같은 레이어 1 메인넷의 확장성 문제를 해결하기 위해 등장했다. 높은 가스비와 느린 거래 속도는 DEX 사용을 저해하는 주요 장애물이었다. 이를 극복하기 위해 롤업 기술을 기반으로 한 옵티미스틱 롤업과 ZK 롤업이 개발되었으며, 아비트럼과 옵티미즘 같은 네트워크가 대표적이다. 이러한 레이어 2 체인은 거래를 메인넷 외부에서 처리한 후 그 결과를 메인넷에 배치하여 확정성을 유지하면서도 비용을 크게 절감하고 속도를 향상시킨다. 이로 인해 레이어 2 기반 DEX는 사용자에게 훨씬 경제적이고 빠른 거래 경험을 제공한다.

크로스체인 기술은 서로 다른 블록체인 네트워크 간의 자산과 정보 이동을 가능하게 한다. 초기에는 중앙화된 거래소를 통해 이루어지던 체인 간 자산 이동이, 크로스체인 브리지와 원자적 스왑 같은 기술의 발전으로 탈중앙화 방식으로 진화하고 있다. 이러한 기술은 사용자가 한 체인의 자산을 다른 체인의 자산과 직접 교환할 수 있는 길을 열어주었다. 결과적으로, 단일 체인에 국한되지 않고 여러 체인의 유동성을 집합적으로 활용하는 멀티체인 DEX가 등장하게 되었다.

레이어 2와 크로스체인 기술의 결합은 DEX 생태계의 지형을 근본적으로 변화시키고 있다. 사용자는 이제 특정 메인넷의 제약에서 벗어나 다양한 체인에서 최적의 거래 조건을 찾을 수 있게 되었다. 이는 유동성의 분산 문제를 완화하고 전체 디파이 생태계의 상호운용성을 강화하는 효과를 가져왔다. 이러한 진화는 궁극적으로 단일화된 글로벌 금융 시장에 더 가까운, 완전히 연결된 탈중앙화 거래 환경을 구축하는 것을 목표로 한다.

DEX 집계기는 사용자가 여러 탈중앙화 거래소에서 최적의 거래 가격을 찾아 단일 거래로 실행할 수 있도록 돕는 프로토콜 또는 서비스이다. 기본적인 작동 원리는 여러 DEX의 유동성 풀을 검색하여 가장 낮은 가격 슬리피지와 수수료를 제공하는 경로를 찾아낸다. 이 과정은 복잡한 스왑 경로를 자동으로 계산하고, 필요시 거래를 여러 개의 작은 거래로 나누어 여러 풀에 분산 실행하기도 한다. 사용자는 집계기를 통해 단일 인터페이스에서 최상의 실행 가격을 얻을 수 있으며, 각 DEX를 직접 방문하여 비교하는 수고를 덜 수 있다.

주요 DEX 집계기로는 1inch, Matcha, ParaSwap 등이 있다. 이들은 이더리움, BNB 체인, 폴리곤 등 다양한 블록체인 네트워크에서 서비스를 제공한다. 특히 1inch는 Pathfinder라는 알고리즘을 사용하여 수십 개의 DEX와 유동성 소스를 실시간으로 분석하고 최적의 거래 경로를 구성한다. 이러한 집계기는 단순한 가격 비교를 넘어, 가스 수수료 최적화와 MEV[10]로부터의 보호와 같은 고급 기능도 제공한다.

DEX 집계기의 등장은 디파이 생태계의 유동성이 여러 프로토콜로 분산되면서 자연스럽게 파생된 수요에서 비롯되었다. 사용자 경험을 크게 향상시키고, 유동성 공급자에게는 더 많은 거래 유입을 가져다주는 양면적인 이점을 제공한다. 또한, 집계기 간의 경쟁은 전반적인 시장 효율성을 높이는 결과를 낳았다. 그러나 집계기 자체의 스마트 계약 보안 위험, 복잡한 경로 구성으로 인한 높은 가스 비용 발생 가능성 등은 여전히 주의해야 할 요소로 남아 있다.