MakerDAO 프로토콜의 주요 내용

이번 포스트에서는 암호자산 담보 Stablecoin의 대표적인 예시인 Dai의 시스템인 MakerDAO 프로토콜에 대해서 설명한다. MakerDAO의 홈페이지에 게시된 whitepaper및 이후에 진행된 업데이트 내용들을 요약 및 정리하여 프로토콜의 작동원리, Dai stablecoin의 개념, 가격 유지 매커니즘, 가격안정화 메커니즘의 작동여부 등에 대해 알아볼 것이다.

동 포스트를 작성하는 과정에서 MakerDAO의 whitepaper 뿐만 아니라 서울대학교의 블록체인 학회 Decipher 블로그의 아래와 같은 포스트를 많이 참조하였다.

• [스테이블코인 시리즈]제2편 메이커다오(MakerDAO), 가격 안정성을 다오!_Decipher
• 과담보 스테이블코인과 SoundMoney: MakerDao 분석_Decipher

1. MakerDAO protocol 소개

(1) MakerDAO
MakerDAO는 Ethereum 블록체인 기반의 분산화된 자율화 조직(Decentralized Autonomous Organization) 프로젝트로 2014년에 만들어졌다. 이 프로젝트는 거버넌스 토큰인 MKR을 보유한 사람들에 의해 운영된다. 뒤에서 좀 더 설명하겠지만 MKR은 Maker protocol의 거버너스에 활용되며 해당 토큰을 보유한 사람들은 최소담보비율, 안정화 수수료율(stability fee) 등 주요한 의사결정을 내리는 투표에 참여할 수 있다.

(2) Maker protocol
Maker protocol은 Maker Collateral Vaults, Oracles, Voting 등으로 구성된 Ethereum 블록체인 기반의 Dai stablecoin 발행 시스템이다. 동 프로토콜은 MakerDAO에 의해 운영되며 MKR 토큰 보유자들이 프로토콜 운영에 필요한 주요 파라미터(stability fee, 담보(collateral) 종류 등)를 결정한다.

(3) Dai stablecoin
stablecoin은 DeFi 참여자들이 암호자산 거래 또는 자금 이전 시 기존의 법정화폐(ex.USD)로 환전해야하는 비용 등을 줄이기 위해 등장했으며 DeFi 시장의 성장과 더불어 빠르게 사용 규모가 확대되고 있다.

현재 시장에서 가장 많이 사용되는 stablecoin인 UST(US TeTher), USDC(USD coin) 등은 법정화폐담보(발행 주체가 보유한 달러화만큼의 stablecoin을 발행) 방식이다. 그러나 이러한 법정화폐담보 방식은 중앙화된 발행 주체가 임의로 stablecoin의 발행량을 조절할 수 있다는 문제가 있고 실제로 UST의 경우 이러한 문제로 미국 금융당국의 제재를 받기도 하였다.

사토시 나카모토의 비트코인이 탈중앙화된 금융시스템을 추구하며 등장하였음을 생각해보면, 중앙화된 회사로부터 발행되고 운영되는 UST, USDC는 암호자산 생태계 추종자들이 지향하는 익명성의 보장 및 탈중앙화 방향과는 다소 맞지 않는다.

오늘 소개하는 Maker protocol의 Dai는 이러한 법정화폐담보 방식의 stablecoin에 대한 대안으로서 암호자산을 담보로 발행되며, Dai의 발행과 소각이 Ethereum 블록체인에 기록된다. 시장 참여자들은 daistats, MCD vaults tracker 등의 사이트에서 실시간으로 담보자산 예치 및 청산, Dai 발행량 등을 확인할 수 있다.
대부분의 다른 stablecoin과 마찬가지로 Dai는 1달러(1USD)에 soft-pegged 되어있으며 MakerDao는 Dai의 가치가 1달러 수준에서 유지되도록 프토로콜을 운영하는데 목적을 두고 있다. Dai 가격이 1달러에 유지되는 메커니즘은 추후 자세히 설명할 예정이다.

(4) MKR 토큰
앞서 설명한 바와 같이 MKR 토큰 보유자들은 프로토콜 운영에 필요한 주요 파라미터들을 결정한다. MKR 토큰은 여타 암호자산과 마찬가지로 여러 암호자산 거래소에서 거래되는데, MKR 토큰 보유자들 입장에서는 MKR 토큰의 가격이 높아질수록 자신들의 이익이 극대화 되기때문에 MakerDAO 프로토콜의 안정적인 운용 및 활성화를 목표로 주요 파라미터들을 결정한다.
뒤에서 자세히 설명하겠지만 프로토콜 내 대량 대출부실이 발생하는 경우 프로토콜은 MKR을 발행하여 대출부실을 메우게 되는데, 이 경우 MKR 유통수량의 증가로 MKR 보유자들은 금전적 손실이 발생한다. 이러한 손실을 막기위해 MKR 토큰 보유자들은 프로토콜의 안정적인 운용을 위해 파라미터들을 결정을 유인을 갖는다.

2. Dai의 발행과정 및 활용

MakerDAO protocol 이용자들은 프로토콜 내에 Maker Vaults라는 금고를 개설하고 여기에 MKR토큰(MakerDAO의 거버넌스 토큰) 보유자들의 투표에서 합의된 암호자산(ex. ETH, WBTC 등)을 담보로 예치하고 스마트 컨트렉트를 통해 Dai를 발행받을 수 있다. 아래에서는 이 과정을 좀 더 자세히 설명한다.

(1) Collateral Assets
MakerDAO protocol은 Ethereum 블록체인 기반에서 작동하는 시스템이므로 Dai를 발행할 수 있는 담보자산으로 주로 Ethereum 기반 자산을 허용하고 있다. 2019년 11월 이전까지는 ETH만을 담보자산으로 허용하였고, 당시의 Dai를 SCD(Single-collateral Dai) 또는 Sai로 부르기도 하였다.
이후 MakerDAO protocol은 담보자산의 범위를 확대하여 WBTC, UNI 등의 암호자산을 담보자산으로 허용하였으며 2020년 3월 법정화폐 기반 stablecoin인 USDC를 담보자산에 편입시켰다. 또한 2021년 4월부터 New Silver라는 부동산 대출 서비스업체의 관련 채권을 담보자산에 포함시킴으로써 제도권 금융시장과 DeFi 간 직접적인 접점이 형성되었다. 현재와 같이 다양한 담보자산을 기반으로 발행된 Dai를 MCD(Multi-collateral Dai)로 부른다.

(2) Maker Vaults
이용자들이 Dai를 발행하기 위해서는 Maker protocol 내에 각자의 vault를 개설해야하는데, Oasis.app, Coinbase 등의 다양한 플랫폼에서 vault를 개설할 수 있다. 담보자산의 종류에 따라 한명의 사용자는 ETH vault, WBTC vault 등 여러개의 vault 개설이 가능하며, 개설된 vault에 담보자산을 예치하고 스마트 컨트렉트를 통해 Dai가 발행된다.

(3) Over collateralization(초과담보)
Dai의 발행은 사실상 기존의 금융제도하에서 자산을 담보로 대출을 받는 것과 본질적으로 동일하다. 가령 한국의 주택담보대출을 예로 들면 주택가격의 일정 부분(LTV: Loan to Value)만큼의 대출을 받을 수 있는 것처럼 MakerDAO protocol에서도 담보자산 미달러화 가치의 100%보다 낮은 일정 비율까지 Dai 발행 즉, 대출이 가능하다. 이는 담보자산의 가치가 하락해도 발행(대출)된 Dai 원금을 회수할 수 있도록 하여 MakerDAO protocol의 안정성을 유지하도록 하기 위해서이다.

이렇듯 발행되는 Dai 가치보다 더 큰 가치의 담보자산이 예치된 상태를 over collteralized라 하고 MakeDAO protocol에서는 각 담보자산마다의 최소초과담보비율이 정해져있다. 만약 특정 vault에 최초로 예치해둔 담보자산의 가치가 하락하여 담보비율(예치된 담보자산의 가치 / 대출받은 Dai의 가치)이 최소초과담보비율 아래로 떨어지는 경우 해당 vault의 담보자산은 청산 절차를 통해 강제로 청산된다. 이때 최소초과담보비율을 liquidation ratio라 한다. 구체적인 예를 들면 ETH의 liquidation ratio가 150%라 할때 150달러의 가치에 상당하는 ETH를 vault에 예치하고 100달러 만큼의 Dai를 발행한 사용자를 가정하자. 만약 ETH의 가격하락으로 담보자산 가치가 150달러보다 아래로 내려올 경우 해당 vault의 ETH는 프로토콜에 의해 강제로 청산된다. 따라서 Maker protocol의 사용자는 liquidation ratio 보다 높은 수준으로 넉넉하게 담보자산을 예치할 유인이 생긴다.

한편, 각 담보자산마다의 liquidation ratio는 담보자산의 위험도에 따라 MKR 보유자들의 투표에 의해 결정되며 담보자산별 liquidation ratio의 예는 아래와 같다.
(출처: oasis.app)

(4) 발행된 Dai는 어떻게 이용되나?
사용자들은 Dai를 발행하여 추가적으로 ETH와 같은 암호자산을 구입하기도 하고 Maker protocol이나 다른 DeFi에 이를 예치하여 이자수익을 얻을 수도 있다. 또한 탈중앙화 암호자산 거래소인 DEX의 유동성 풀(liquidity pool)에 유동성을 제공하고 수수료를 받을 수 있다. 발행(대출) 받은 Dai로 새로운 암호자산을 구매하여 다시 Dai를 발행하는 과정을 통해 사용자들은 투자의 레버리지를 높이는 효과를 얻을 수 있고 이는 암호자산의 상승과 하락에 따라 사용자 자산의 가치가 크게 변동할 수 있음을 의미한다.

앞서 설명한 바와 같이 사용자들은 Maker protocol에 자신이 가진 Dai를 예치하고 이에 따른 이자수익을 받을 수 있는데 이 또한 스마트 컨트렉트를 통해 이뤄진다. Dai를 예치함에 있어서 최소 예치 금액은 따로 설정되어있지 않으며 예치의 만기 없이 수시로 Dai를 인출할 수 있다.
Dai 예치로부터의 이자수익은 DSR(Dai Savings Rate)에 의해 결정되는데 이 또한 다른 Maker protocol의 주요 parameter들 처럼 MKR 토큰 보유자들의 투표에 의해 결정된다. 현재 DSR은 2021.2.25일 이후로 0.01%를 유지하고 있다. 이때 표시된 0.01%는 연환산 이자율이며 Dai의 예치에는 만기가 정해져 있지 않기 때문에 사용자들은 연이자율 0.01%에 해당하는 초당 이자율을 연속 복리로 받게된다. 뒤에서 자세히 설명하겠지만 DSR의 변동은 Dai의 가격이 1달러 수준에서 유지되는 메커니즘의 일부로서 기능한다.

(출처: defirate.com)

3. Dai의 상환

은행 대출과 마찬가지로 Maker protocol의 Dai 대출에 있어서도 대출 이자와 대출 상환, 담보가치 하락에 따른 담보 청산 등의 개념이 존재한다.

(1) Dai 대출의 상환
Dai의 대출에는 특별히 만기가 존재하지 않는다. vault의 소유자는 본인이 원하는 때에 대출받은 Dai의 원금과 대출이자 개념의 stability fee(Dai로 지불)를 Maker protocol에 지불하고 담보자산을 인출할 수 있다. stability fee는 DSR처럼 연속복리로 대출에 부과되며 DSR과 더불어 Dai 가격 및 Maker protocol의 안정성 유지에 기여하기 때문에 ‘안정 수수료’라는 이름을 갖고 있다. 2022.2.26일 현재 ETH를 담보자산으로 하는 Dai의 stability fee는 2.25%이다.

(2) 담보자산 가치 하락에 따른 청산(liquidation)
ETH와 같은 담보자산 가격의 급격히 하락하는 경우 담보비율(예치된 담보자산의 가치 / 대출받은 Dai의 가치)이 최소초과담보비율(liquidation ratio) 아래로 떨어지게 된다. 이때 Maker protocol은 안정성 유지를 위해 자동화된 Maker protocol 경매 절차에 따라 해당 vault의 담보자산을 강제로 청산한다.

담보비율이 liquidation ratio을 상회하는 상황에서 사용자 본인의 의사로 Dai 대출을 상환하는 경우에는 대출이자에 해당하는 stability fee를 Dai의 원금에 추가적으로 protocol에 지불하지만, 담보비율이 liquidation ratio 아래로 떨어져 담보자산이 강제로 청산되는 경우 사용자는 Dai 원금 + stability fee에 liquidation penalty를 추가적으로 지불해야한다.

stability fee와 liquidation penalty는 Maker buffer로 불리는 Maker 프로토콜의 충당금에 귀속되며 담보자산의 강제청산을 통해서도 Dai 대출 원금 회수가 불가능한 경우 이를 충당하는데 사용된다.

(3) 강제 청산(liquidation) 시 경매 절차
담보비율이 liquidation ratio 아래로 떨어진 vault의 담보자산에 대해 Maker protocol은 담보 경매(collateral auction)을 자동적으로 실시한다. 이를 통해 Dai 대출 원금 + stability fee + liquidation penalty가 회수되면 경매는 종료되고 경매를 통해 매각되고 남은 담보자산(collateral)은 vault 소유주에게 반환된다.

그런데 암호자산 시장은 변동성이 워낙 크기 때문에 담보자산의 가격이 급락하는 경우 담보 경매(collateral auction)을 통해 Dai 대출 원금을 회수하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우 Dai 대출 원금중 회수가 안된 부분은 Maker protocol의 부채로 전환되고 이는 protocol의 충당금(Maker Buffer)에 의해 충당된다. 마치 은행이 대출에 대한 대손충당금을 설정하고 대출 부실 발생 시 이를 충당금으로 메우고 동시에 은행의 자본이 감소하는 것과 비슷한 구조이다.

Maker protocol은 다수의 vault에서 대출 부실(담보 경매로도 대출원금을 회수 못하는 상황)이 발생하여 충당금(Maker buffer)마저도 다 소진된 경우 대비해 Debt Auction 장치를 마련해두었다. Debt Auction은 프로토콜의 거버넌스 토큰인 MKR을 발행하여 외부로부터 Dai를 조달하는 절차이다. 이 경우 시중에 유통되는 MKR의 수량이 증가한다.

한편 Maker protocol의 충당금(Maker buffer)에는 누적 상한(upper limit)이 있다. stability fee와 liquidation penalty로 부터 Dai가 쌓여 충당금 상한을 초과하는 경우 Maker protocol은 Surplus Auction을 통해 Dai 초과분을 유통시장에 매각하고 MKR 토큰을 매입하고 소각한다. 이는 MKR 토큰의 발행량이 무한정 늘어나는것을 방지함으로써 Maker protocol에 대한 신뢰도를 유지하기 위함이다.

4. Dai의 가격은 어떻게 1달러 수준으로 유지되나?

지금까지 Maker protocol에서 암호자산 담보 stablecoin인 Dai의 발행과정과 상환 및 청산 절차 등에 대해 알아보았다. 그런데 앞부분서 밝힌것처럼 Dai는 UST(US Tether)와 같이 법정화폐 담보가 아님에도 불구하고 어떻게 미달러화에 soft-pegged되어 1달러 수준의 가치를 유지하고 있는 것일까?

핵심적인 원리는 결국 수요와 공급의 조절을 통한 가격유지이다. 즉, Dai의 가격이 1달러보다 높은 수준에서는 시장 참여자들의 Dai의 수요를 낮추거나 공급을 늘어나는 방향으로, 가격이 1달러보다 낮은 수준에서는 Dai의 수요를 늘리거나 공급을 줄이는 방향의 조정을 통해 가격이 안정적으로 유지된다. 아래에서는 가격안정성 유지의 메커니즘을 수요측면과 공급측면으로 설명한다.

(출처: Maker protocol whithepaper)

(1) DSR(Dai savings rate) 조정을 통한 Dai 수요 조절
Dai의 수요는 시장참여자들의 Dai에 대한 신뢰, 다른 Defi 프로토콜에서의 Dai 활용도, Defi 시장의 호황(?) 및 불황(?) 사이클 등에 영향을 받을 것이다. 이러한 변수들은 외생적으로 결정되는 것으로 Dai procol에서 MakerDao와 같은 거버넌스 조직이 control하기 어려운 변수들이다.
그러나 앞에서 살펴본 Maker protocol 내 예치된 Dai에 대한 보상인 DSR을 조정함으로써 거버넌스 조직은 시장참여자들은 Dai의 수요를 일정부분 조절할 수 있다.

• Dai의 시장가격이 1달러보다 높은 수준인 경우, MKR 토큰 보유자들은 DSR을 점진적으로 낮추어 Defi 시장에서 Dai의 수요를 줄인다.(Dai를 보유 및 예치하여 이자수익을 추구할 유인의 감소, 수요곡선의 왼쪽 이동)

• Dai의 시장가격이 1달러보다 낮은 수준인 경우, MKR 토큰 보유자들은 DSR을 점진적으로 높임으로써 Defi 시장에서 Dai의 수요를 증가시킨다.(수요곡선의 오른쪽 이동)

(2) Risk parameter(stability fee, liquidation ratio, liquidation penalty 등) 조정을 통한 Dai 공급 조절
MKR 토큰 보유자들은 프로토콜 내 risk parameter를 조정함으로써 사용자들의 Dai 발행량(공급)에 영향을 미친다. 이는 전통적인 금융제도하에서 대출기관이 대출이자를 조정하거나 금융당국이 LTV와 같은 담보비율을 조정하여 시장참여자들의 대출 수요에 영향을 미치는 원리와 상당부분 유사하다.

• Dai의 시장가격이 1달러보다 높은 수준인 경우, Dai 발행시 대출이자로서 기능하는 stability fee를 내리거나, 담보자산의 liquidation ratio, liquidation penalty를 낮춤으로써 사용자들이 Dai 발행량을 늘리도록 유도한다.(공급곡선의 오른쪽 이동)

• Dai의 시장가격이 1달러보다 낮은 경우, stability fee를 인상하거나, 담보자산의 liquidation ratio, liquidation penalty를 높임으로써 사용자들이 Dai 발행량을 줄이도록 유도한다.(공급곡선의 왼쪽 이동)

(3) 시장참여자들의 차익거래를 통한 조정
Dai의 시장가격은 목표수준인 1달러보다 높거나 낮아질 수 있지만 프로토콜 내에서의 Dai 가격은 1달러에 고정되어있다. 즉, 프로토콜 내에서 Dai의 발행 및 상환 시 Dai의 가치는 1달러에 대응하도록 설계되어 있다. 이러한 특성에 따라 Dai의 시장가격이 1달러를 상회(하회)하는 경우 프로토콜 내에서 담보자산 예치를 통한 새로운 Dai 발행에 대한 유인이 증가(감소)하는 한편, 유통시장에서의 Dai 매도(매수) 유인이 증가한다. 이는 유통시장에서의 Dai 수요를 감소(증가)시키고, 프로토콜에서 신규로 발행되는 Dai의 공급을 늘여(줄여) Dai 가격의 하락(상승)으로 이어진다. 이를 도식으로 표현하면 아래와 같다.

5. Dai의 가격은 1달러 수준에서 잘 유지되고 있나?

위에서 살펴본 Dai 가격의 유지 메커니즘은 과연 지금까지 잘 작동되어 왔을까? 다중담보자산 Dai로 전환된 2020년 이후부터 Dai의 가격 그래프는 아래와 같다.

(출처: Yahoo Finance)

그래프를 보면 MakerDAO protocol의 대표적인 담보자산인 ETH의 가격이 크게 변동하는 와중에도 Dai의 가격은 1달러 근처에서 비교적 안정적으로 유지되어 왔음을 확인할 수 있다. Black Thursday라고 불렸던 2020년 3월의 ETH가격 급락 당시 Dai의 가격이 1.08달러까지 상승하기도 했으나 2021년 이후로는 줄곧 안정된 가격을 유지하고 있다.

Dai 가격의 안정성이 2021년 이후 상당부분 개선된 주된 요인으로는 앞서 언급한 법정화폐기반 stablecoin인 USDC의 담보자산 편입을 꼽을 수 있다. ETH와 같은 기존의 변동성이 큰 암호자산과 달리 USDC는 가치가 1달러에 고정되어 있어 앞서 설명한 차익거래를 통한 Dai가격 유지 메커니즘에 활발히 사용될 수 있기 때문이다. 또한 USDC는 다른 암호자산에 비해 최소초과담보비율인 liquidation ratio가 매우 낮아 Dai 가격이 1달러를 이탈할 시 USDC 담보를 통한 대량의 Dai 신규 발행 및 상환이 용이해져 차익거래가 활발해질 수 있는 여건을 제공한다.