• LSD生态系统与杠杆质押概览 [page::0][page::4]：

- LSD如stETH可提升抵押资产流动性，用户得以在DeFi平台例如Aave借贷并在Curve交易。
- 杠杆质押策略分为两种：直接杠杆质押（直接质押ETH换取stETH并借贷）和间接杠杆质押（先在Curve池换取stETH再借贷）。

• 杠杆质押模型与分析 [page::6][page::7][page::8]：

- 杠杆倍数LevM为投资总额与初始本金比，由Aave借贷参数及循环次数决定。
- 直接杠杆质押参与初级市场，间接杠杆利用二级市场价格差异。
- 健康因子HF<1时可能触发清算，HF与价格变动相关，最大承受stETH价格下跌约14.8%。

• 实证及刻画杠杆质押用户行为 [page::9][page::10][page::11]：

- 共识出262个直接杠杆地址和180个间接杠杆地址，涉及295,243 ETH质押及241,880 ETH换币。
- 多数用户采用单循环杠杆策略，杠杆倍数多集中于4倍以下。
- 实际APRs证明81.7%的用户收益超越普通Lido质押。

• 举例说明杠杆策略循环过程 [page::12]：

- 0xD2...701地址9循环直接杠杆，放大投资3.23倍；0xA1...882地址8循环间接杠杆，放大投资3.43倍。

• stETH价格波动与连锁清算风险分析 [page::13][page::14]：

- Terra崩盘引发stETH对ETH脱钩，二级市场价格一度跌至0.93。
- 价格跌落导致大量杠杆头寸健康因子下降，触发连续清算压力及用户去杠杆操作，加剧价格跌势。

• 极端情景压力测试及系统性风险评估 [page::15][page::16][page::17][page::18]：

- 模拟170,000 stETH抛售导致价格降至约0.9，后续持续清算导致价格跌至0.01，99.55%杠杆头寸遭清算。
- 杠杆质押使价格连锁清算风险放大16倍，且带动普通非杠杆持仓大幅清算，系统风险显著提升。
- 用户去杠杆加速清算进程，同时释放额外抛售压力，进一步恶化价格与清算风险。

• 量化因子/策略总结 [page::6][page::9][page::11]：

- 报告针对杠杆质押构建了明确的杠杆模型。
- 关键因子：循环次数n，贷款价值比（LTV）l，Aave对stETH的估价pa，二级市场stETH价格pm。
- 依据上述参数，计算杠杆倍数LevM与健康因子HF，指导用户杠杆策略及风险控制。
- 实证中应用事件序列检测算法识别用户杠杆循环行为，实现策略挖掘和收益评估。

详尽分析报告：《Leverage Staking with Liquid Staking Derivatives (LSDs): Opportunities and Risks》

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1. 元数据与概览

• 报告标题：Leverage Staking with Liquid Staking Derivatives (LSDs): Opportunities and Risks

- 作者及机构：Xihan Xiong, Zhipeng Wang, Xi Chen, William Knottenbelt, Michael Huth
- 作者来自英国帝国理工学院（Imperial College London）和萨塞克斯大学（University of Sussex）

• 公开时间：报告时间截止约2024年上半年（文中部分数据更新至2024年3月）

- 研究主题：
- 深入剖析以太坊PoS生态下，基于Liquid Staking Derivatives（LSDs，具代表性的是stETH）的杠杆质押行为（leverage staking）。
- 探讨杠杆质押的机会，包括收益提升；同时严谨分析其潜在风险，尤其是系统性风险与清算风险。

核心论点及贡献：

• LSDs延展了质押资产流动性，使用户不仅锁定质押获得收益，还能通过二级市场（Aave借贷、Curve交易）进行杠杆投资。

- 杠杆质押策略能显著提升收益表现，81.7%的杠杆质押持仓获得高于传统质押的APR回报。

• 然而，杠杆质押增加关注风险，尤其在stETH价格大幅下跌时，杠杆质押可能引发清算连锁反应，带来系统性冲击。

- 本文建立了杠杆质押的形式化模型，综合实证分析了2020至2023年间以太坊上的杠杆质押行为，揭示市场参与者的行为模式，并通过极端风险的压力测试模拟整个生态的动态及风险扩散机制。

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2. 报告结构与章节解读

2.1 摘要与介绍（第0-1页）

• 摘要详细说明出基于PoS以太坊生态，stETH作为LSD的特性与价值，及其在DeFi中的应用场景。

- 引出“杠杆质押”策略——用户循环使用stETH作为抵押品借ETH，并继续质押取得更高收益。

• 强调杠杆质押既带来了大部分用户的超额回报，又潜藏连锁风险。结合Terra崩盘实例，说明风险来自市场价格波动与连环清算机制。

- 贡献包括策略建模、962天杠杆质押位置的实证发现、行为分析，以及压力测试模拟。

• 引言介绍PoS相较PoW的优势，及传统质押的局限（锁仓、门槛高）。

- LSDs出现解决了质押资产流动性问题，如Lido的stETH，通过流动质押衍生资产提高可用性。

2.2 相关工作和技术背景（第2至4页）

• PoS质押经济与安全理论（Cong等，Chitra等）给出质押奖赏、持币比例、系统安全的影响机制。

- LSD相关研究聚焦代理问题、价格基差、去挂钩风险检测等。

• DeFi借贷关注流动性、风险模型及合并影响。

- 技术与平台方面：
- 以太坊PoS机制的历史发展（Beacon Chain、The Merge、Shapella升级）。
- 质押方式分为Solo、SaaS、Pooled和CEX质押，详述各自优劣与用户门槛。
- LSD的概念、机理及其生态（Lido为代表）。Lido stETH采用再基机制，动态调整持币账户余额以反映质押奖励。
- Aave作为主要DeFi借贷协议，主要参数如LTV（贷款价值比）、LT（清算阈值）、HF（健康因子）等，并给出HF定义公式。

2.3 杠杆质押及策略形式化（第5至8页）

• 区分三种策略：

- 传统杠杆借贷（资产X换Y，借X，复投Y等）。
- 直接杠杆质押：用户先质押ETH换stETH，再用stETH作为抵押物借ETH，递归循环。图2说明了stake → receive stETH → deposit stETH → borrow ETH → repeat。
- 间接杠杆质押：先在Curve交换ETH换stETH，再用stETH借ETH，再换stETH，形成杠杆且无需直接质押。图3呈现该流程。

• 给出关键数理公式：

- 总投资额A(S,n)、抵押额C(S,n)、借贷额B(S,n)的递推算式；杠杆倍数定义为Leverage Multiplier（比例A(S,n)/S）。
- 探讨价格、LTV变化对杠杆倍数的影响，通过图5和6清晰展现杠杆倍数随循环次数趋于稳定。
- 公式给出健康因子HF计算及其临界阈值，指出接受最大价格跌幅约为-14.8%，超过则触发清算。
- 净收益计算公式中考虑质押奖励率、借贷利率，分析理性用户使用杠杆质押的收益阈值条件。

• 通过图7、8、9对比杠杆质押与杠杆借贷，指出二者在资产类别、收益来源及风险结构上的不同。

2.4 数据和实证分析（第9至12页）

• 数据采集涵盖以太坊主链近3年一系列链上事件：

- Lido的stake动作、Aave的存款借款还款、Curve的swap交换事件共计上百万条记录。

• 利用设计的算法识别杠杆质押地址及交易序列，识别出262个直接杠杆质押地址（共295,243 ETH）和180个间接杠杆质押地址（共241,880 ETH）。

- 时序分析（图7与8）显示杠杆质押活跃度受Terra崩盘（2022年5月）影响大幅下跌，随后在以太坊合并（2022年9月）后有所回复。

• 按循环次数对地址和资金量统计，直杠杆中高循环者少但资金量集中，间杠杆多数为单循环，表明不同投资者画像。

- 杠杆倍数分布（图11、12）显示多数用户杠杆倍数小于4；

• APR利润率分析（图13、14）显示大多杠杆用户获得超过Lido传统质押回报，间杠杆略低。

- 具体用户交易螺旋示意（图15、16）说明杠杆质押策略的实际操作规模和杠杆倍数。

2.5 Cascading Liquidation机制与用户行为（第13-14页）

• 针对Terra崩盘期间stETH的价格偏离和剧烈下跌（图17），分析了二级市场stETH价格波动及其对清算机制的冲击。

- 机制图18形象展示了市价跌落、抵押品价值缩水、健康因子下降、强制清算、卖盘压力递增，最终形成的连锁反应。

• 两种用户应对行为观察：

- 不行动，导致清算并放大抛售压力；
- 主动去杠杆，即按步骤swap偿还债务withdraw抵押，图19与20分别展示杠杆增加和减少过程的健康因子与杠杆倍数变化趋势。

• 实测Terra崩盘前后十天有用户主动偿还债务超过136,000 ETH，带来协同卖盘压力，产生市场传染效应。

- 强调无论主动还是被动，杠杆质押行为都对价格与市场稳定造成系统性影响。

2.6 压力测试与系统风险模拟（第15至18页）

• 基于链上清算事件数据，纵观历史杠杆清算较少，主要因stETH价格从未大跌。

- 模拟假设stETH严重贬值，借鉴Terra案例构建极端情境，探讨四个核心问题（SQ1至SQ4）：杠杆质押受影响、清算对价格影响、杠杆对普通持仓系统性影响、去杠杆行为对市场冲击。

• 模拟过程：

- 初始化Curve流动性池并假设机构卖盘170,000 stETH导致价格下降至0.9052 ETH；
- 载入真实杠杆持仓参数，迭代计算健康因子，触发模拟清算和卖盘，持续至无可清算仓位。

• 结果（图21、22）表明杠杆仓位在价格跌落环境中健康因子快速恶化，99.55%杠杆仓位遭清算，累计清算量达497,375 ETH，价格跌至0.01 ETH。

- 对比杠杆与非杠杆场景的价格与清算量（图23），杠杆策略使清算规模扩大16倍，价格暴跌明显，说明杠杆质押显著放大系统风险。

• 进一步模拟杠杆组与普通组并存对普通仓位清算的影响（图24、25），在杠杆策略存在时，普通仓位清算显著增加，揭示杠杆行为产生传播性风险。

- 去杠杆对比（图26、27）说明杠杆组选取是否去杠杆对清算时间和市场稳定性影响显著，去杠杆虽缩短清算周期，但加剧抛盘压力与价格波动。

2.7 讨论及结论（第19页）

• 总结杠杆质押带来收益提升的机会，也带来了潜在极端市场风险，加剧系统性清算、价格下跌和风险传染。

- 强调模型模拟显示杠杆质押不仅直接影响自身风险，还影响到普通用户的财务稳定性，是LSD生态重要的监管和治理关注点。

• 提出未来研究方向：

- 构建更细致多变量市场参与者行为模型与流动性波动模拟。
- 设计更科学的参数设置和风控指标，借鉴传统金融安全系数。
- 探索专门针对LSD的监管框架和风险管理机制。

• 期待本文为学界和协议开发方在LSD领域风险评估和稳健机制设计提供基础和参考。

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3. 图表深度解读

图1 （第4页）

• LSD生态示意图，涵盖用户、质押者、节点运营商、DAO和DeFi平台间的交互。

- 展示Lido作为核心质押服务商如何将奖励分配给节点运营商和DAO，并将LSD返给用户。

• 体现出LSD作为流动性媒介的桥梁作用。

图2、3（第6页）

• 详细流程图说明两类杠杆质押策略的步骤和环节。

- 直接杠杆质押：ETH → stETH → Aave抵押 → 借ETH → 再质押，循环递归。

• 间接杠杆质押：ETH通过Curve换stETH → 抵押借ETH → 再换stETH，循环递归。

- 体现两者在资产流转路径上的区别及操作复杂度。

图4（第7页）

• 阶段性流程框架，展示stake/deposit/borrow/re-stake及swap/deposit/borrow/re-swap的循环动态。

- 强调循环次数对杠杆倍数影响关键，且间接杠杆跳过直接质押步骤。

图5、6（第8页）

• 杠杆倍数随循环次数和关键参数（市场价格p₀^a、贷款价值比l）变化的敏感度曲线。

- 图5显示l固定时，杠杆倍数随循环趋于稳定。p₀^a越低，杠杆倍数越小。

• 图6显示价格定值时，l变化对杠杆倍数有最大影响，l接近1时杠杆倍数大幅升高。

图7、8（第10页）

• 时序数据折线图展示直接与间接杠杆质押的总质押量和借贷规模。

- 明显在Terra事件后2-3个月内两者规模大幅收缩，显示事件对市场信心冲击。

• ETH合并后恢复明显，反映行业动态对杠杆质押影响。

图9、10（第10页）

• 条形图对不同循环次数的杠杆地址数量和资金量分类。

- 直接杠杆质押中多为1循环，但高循环少数用户占有重大资金量。

• 间接杠杆多是1-3循环，循环超过8次极少但资金不小。

图11、12（第11页）

• 概率密度图展示杠杆倍数的分布与循环数的关系。

- 多数杠杆倍数低于4，循环次数增多对应杠杆倍数显著上升，符合模型预期。

图13、14（第11页）

• 杠杆质押实际APR分布与传统Lido质押APR的对比。

- 绝大多数杠杆质押APR超过Lido常规质押（3.6%），高杠杆带来更好回报，但存在极端高收益尾部。

图15、16（第12页）

• 两个具体杠杆质押地址的循环操作时间线极坐标图。

- 直杠杆用户9循环，资本放大3.23倍，成功体现理论杠杆倍数。

• 间杠杆用户8循环，资本放大3.43倍，显示间接质押的杠杆效应。

图17（第13页）

• stETH在主流市场价格走势图，Terra崩盘期间二级市场价格大跌至0.931，而主市场（1:1）价格未变。

- 展现stETH二级市场脱钩风险及市场结构脆弱性。

图18（第13页）

• 涉及Terra Luna/UST去挂钩事件对stETH市场连锁清算的流程图，形象展示危机传导路径。

图19、20（第14页）

• HF与杠杆倍数随着质押与去杠杆流程的变化，呈现正负相关的对称趋势，为量化用户风险管理行为提供图示支持。

图21、22（第16页）

• 清算轮次与健康因子的急剧下降，数千杠杆质押头寸被清算，强调极端市场下杠杆带来的高风险。

图23（第17页）

• 杠杆与非杠杆场景下价格及清算规模对比，杠杆严重加剧价格崩溃与清算规模。

图24、25（第18页）

• 普通持仓在无杠杆组与杠杆组共存环境下清算情况对比，杠杆组存在时普通持仓遭遇更多清算，反映系统性风险扩散。

图26、27（第18页）

• 杠杆组是否去杠杆与整体清算时间及抛售压力的明显差异，揭示去杠杆虽缩短清算周期但增加波动性和系统风险。

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4. 估值分析

报告未显式使用传统金融估值模型（如DCF、P/E等），更多侧重于基于链上数据的量化指标：

• 杠杆倍数（LevM）定义资产总投入量与本金的比值，体现了用户杠杆放大效应。

- 健康因子（HF）结合抵押品价值、贷款价值及清算阈值，动态反映仓位安全边际。

• 投资收益率（APR）计算结合了质押收益、借贷利率，可量化杠杆操作带来的净收益。

整体评价，报告框架为功能性金融模型，涵盖杠杆效应和风险评估，但不侧重估值价格预测。

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5. 风险因素评估

• 价格风险：stETH二级市场价格可能脱钩或下跌，威胁杠杆质押仓位的安全边际。

- 清算风险：HF阈值被触发，引发强制清算。杠杆仓位因资金放大效应更易遭清算。

• 连锁清算与市场冲击：清算带来大量卖盘，推低stETH价格，导致更多仓位破产，形成恶性循环。

- 去杠杆行为风险：用户被动或主动去杠杆，同样会放大卖压，可能加剧市场波动。

• 系统性风险：杠杆质押不仅影响持仓账户，也蔓延至普通用户，破坏整体市场稳定。

- 市场流动性风险：Curve池的流动性和交易滑点影响价格波动与杠杆可持续性。

• 技术与政策风险：虽然报告未重点描述，但集中式CEX风险、智能合约故障等仍隐含。

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6. 审慎视角与细节

• 模型前提假设稳健但存在简化：模拟价格变化仅基于存量Curve池与假设卖压，未模拟更动态复杂的市场行为与流动性变化，可能低估极端情况下的非线性反应。

- 杠杆倍数上限与实际行为差异：实际用户杠杆倍数多低于4，说明多数用户相对保守，文本中模型极限值不一定适合所有场景。

• 去杠杆行为的双刃剑效应提示风险管理难点，用户为规避清算受限于市场流动性和时机选择，可能加剧系统不稳定。

- 间接杠杆质押贡献更受滑点与市场价格影响，成本与风险相对复杂，报告简化处理未深度展开。

• 报告未涉具体监管环境及合规影响，但指出监管可能成为未来重要方向。

- 相较于传统金融资产估值，较缺乏对长期价值驱动的讨论，关注点聚焦于短期动态和流动性风险。

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7. 结论性综合

该报告系统地梳理了以太坊生态内基于Liquid Staking Derivatives（尤其是stETH）进行杠杆质押的全貌，结合链上数据与数学模型，深入揭示了这一新兴策略的流行性、高收益性与潜在风险。

主要发现：

• 杠杆质押策略通过递归抵押借贷过程，放大了资本投入，使得用户能获得远超传统质押的收益。

- 真实链上行为表明杠杆质押已深度渗透市场，并且循环次数、杠杆倍数与收益率呈正相关，尽管参与者中呈现多样化风险偏好。

• stETH价格脱钩及大幅下跌事件，如Terra崩盘期，暴露了杠杆质押面临的系统性风险。

- 清算连锁通过卖盘压力、价格跌落及健康因子触发，可能导致杠杆质押与普通质押用户共同遭遇严重亏损。

• 用户去杠杆行为虽可缩短清算周期，但由于同样增加市场卖压，可能加剧波动，构成更复杂的风险传导机制。

- 压力测试模拟验证杠杆质押显著加剧系统性风险，强化了对风险管理和流动性安全的关注需求。

• LSD生态的这些特性与风险点对协议设计者和监管者均提出挑战，亟需设计更为安全的杠杆机制和风险控制框架。

作者观点强调：杠杆质押策略虽带来诱人的收益潜力，但若忽视其对市场稳健性的冲击，将使整个DeFi质押和借贷体系面临严峻考验。未来应深入模拟更复杂市场情境，提升参数安全设计，发展符合生态特性的监管和风险缓释措施。

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综上，该报告以深厚的理论构建及详实的链上数据分析，描绘了一个技术与经济机会并存但风险亦被放大的前沿金融机制，为行业参与者、研究者及监管者提供了极为珍贵的参考与借鉴。

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参考文献

• 本报告引用广泛的经典与前沿文献，涵盖以太坊PoS技术、DeFi借贷协议、经济学模型、价格风险分析与事件研究（详见第20页References），确保研究的学术严谨性与前瞻性。

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（全文引用页码标注示例：本段内容基于第1-19页内容综合解析 [page::0,1,2,...,19]）

报告