Classifications, models and stability stress test for stablecoin

Stablecoins are cryptographic tokens that live on a blockchain with the aim of maintaining a stable price with respect to an asset, that could be a fiat currency or a commodity i.e. gold. In this work we’re going to investigate how it is possible to create a stablecoin and which mechanisms are available. In particular, we discuss some classification schemas for stablecoins. Among all possible classifications, we identify three main possibilities: tokenized fund, crypto collateralised stablecoin, and purely algorithmic stablecoin. Tokenized funds are mainly tokens emitted by a company that holds fiat currency as a reserve to maintain the value of the token. Crypto collateralised stablecoins are tokens managed by a smart contract that for every unit of stablecoin has some amount of cryptocurrency to maintain the value. Purely algorithmic stablecoins do not have a collateral to maintain the peg. They are managed by a smart contract that has the capabilities of creating the stablecoin and other tokens and buy or sell them directly on the decentralized exchanges (DEX) available as decentralized finance (DeFi) applications. In the last part, we provide the use case of Terra, an algorithmic central bank stablecoin. We describe how the Terra ecosystem works. Terra smart contract acts as a central bank and performs market operations on DEXes. Then a stress test is conducted after building a model where we simulate the market demand of Terra with a geometric brownian motion with a drift that changes between two states following a Markov chain. Another independent geometric brownian motion is used for modeling the price of Luna. The test uses two stress factors and monitors two risk parameters: increase of Luna supply and decrease in miner rewards. We conclude that the risk of de-peg comes from huge market volatility in both risk factors in contemporary.

Le stablecoin sono token crittografici basati sulla blockchain con lo scopo di mantenere un prezzo stabile rispetto ad un asset, questo può essere una valuta fiat oppure una commodity, i.e. l’oro. In questa tesi indagheremo com’è possibile creare una stablecoin e quali meccanismi sono disponibili. In particolare, mostreremo diverse possibili classificazioni per le stablecoin. Tra tutte le classificazioni ne identifichiamo tre: fondi tokenizzati, stablecoin collateralizzate tramite cryptovalue e stablecoin puramente algoritmiche. I primi sono token emessi da società che tengono riserve di valuta fiat come collaterale, le stablecoin collateralizzate tramite cryptovalue sono token controllati da smart contract, i quali per ogni token conservano un certo quantitativo di cryptovaluta che garantisce il valore. Nell’ultimo caso delle stablecoin puramente algoritmiche non abbiamo nessun collaterale per mantenere il valore. Sono controllate da smart contract con la capacità di creare stablecoin e altri token e tramite algoritmi decidere se vendere o comprare quest’ultimi direttamente su degli exchange decentralizzati (DEX) disponibili grazie alle applicazioni della finanza decentralizzata (DeFi). Nell’ultima parte, presentiamo Terra, una stablecoin algoritmica basata sul modello di una banca centrale. Descriviamo come funziona l’ecosistema di Terra nel dettaglio. Gli smart contract che gestiscono Terra funzionano come una banca centrale ed eseguono operazioni di mercato sui DEX. Dopo l’introduzione di un modello per descrivere l’ecosistema Terra verrà proposto uno stress test per valutarne la stabilità. La domanda di Terra viene simulata attraverso un moto browniano geometrico con un drift che cambia tra due stati seguendo una catena di Markov. Un altro moto browniano geometrico indipendente dal primo viene usato per modellare il prezzo di Luna. Questo test usa due fattori di stress e monitora due parametri di rischio: l’incremento nel numero di Luna in circolazione e la decrescita dei premi per i miner. Si conclude che il rischio di perdere la stabilità arriva da una grossa volatilità di mercato nei due fattori di rischio in contemporanea.