信用违约互换(CDS)的定价模型
好的,我们开始学习信用违约互换(CDS)的定价模型。这个模型是量化信用风险的核心工具,它告诉我们如何为一份CDS合约确定一个公平的价格(即保费率或利差)。
步骤1:重温核心概念与目标
首先,我们明确目标:为一份CDS合约定价,就是计算出使得合约在初始时刻价值为零的年度保费率,这个费率通常被称为CDS利差。
简单回顾CDS的结构:
- 买方:定期向卖方支付一笔固定费用(即保费),以获取信用保护。
- 卖方:承诺如果参考实体发生信用事件(如破产、违约),则向买方支付一笔补偿。
- 关键要素:参考实体、名义本金、期限、保费支付频率。
定价模型的核心思想是风险中性定价:在风险中性测度下,合约所有未来现金流的期望现值之和应为零。即:
保护买方支付的保费现值 = 保护卖方支付的违约赔付现值
步骤2:构建模型的基本框架——现金流分析
我们将CDS的现金流分解为两条“腿”:
-
保费端:买方支付给卖方的现金流。
- 在每一个保费支付日,只要参考实体尚未违约,买方就支付一笔费用。费用金额为
利差 × 名义本金 × accrual factor(计期因子)。 - 如果违约发生在两个支付日之间,买方通常还需支付从上一个支付日到违约日的应计保费。
- 在每一个保费支付日,只要参考实体尚未违约,买方就支付一笔费用。费用金额为
-
违约端/保护端:卖方支付给买方的现金流。
- 当且仅当违约发生时,卖方支付一笔款项。这笔款项通常是
名义本金 × (1 - 回收率)。回收率是指违约后资产还能收回的价值比例。
- 当且仅当违约发生时,卖方支付一笔款项。这笔款项通常是
步骤3:引入关键概率变量——生存概率与违约概率
要对未来的现金流进行贴现和求期望,我们需要知道违约事件发生的可能性。我们引入两个关键的时间函数:
- 生存概率:参考实体从当前时刻到未来时间
t仍然存活的概率,记为S(t)。 - 违约概率:参考实体在时间
t之前违约的概率,记为F(t) = 1 - S(t)。 - 违约概率密度:参考实体在精确时间
t发生违约的概率密度,记为f(t) = dF(t)/dt = -dS(t)/dt。
这些概率通常从市场交易的其他信用衍生品(如不同期限的CDS)的价格中反向推导出来,这个过程称为校准。
步骤4:计算两条“腿”的现值
现在,我们在风险中性测度下,计算两条腿现金流的期望现值。假设无风险利率为 r,名义本金为1,CDS利差为 s,回收率为 R。
-
保费端现值:
- 定期保费支付:每个支付日
t_i,支付发生的条件是参考实体存活到t_i,其概率为S(t_i)。因此,第i笔保费的现值为s × Δt_i × DF(t_i) × S(t_i),其中Δt_i是计期因子,DF(t_i)是到时间t_i的贴现因子。 - 应计保费:如果违约发生在时间
τ(介于t_{i-1}和t_i之间),买方需支付从t_{i-1}到τ的应计费用。这需要用一个积分来表示,对所有可能的违约时间求期望:s × ∫ (从上次支付日到违约日的 accrual factor) × DF(τ) × f(τ) dτ。 - 保费端总现值 PV_Premium ≈ s × Σ [Δt_i × DF(t_i) × S(t_i)]。在离散时间近似下,我们常忽略应计保费项以简化计算,但精确模型会包含它。
- 定期保费支付:每个支付日
-
违约端现值:
- 违约赔付:如果违约发生在时间
τ,卖方支付(1-R)。这笔现金流的现值需要对所有可能的违约时间求期望:(1-R) × ∫ DF(τ) × f(τ) dτ。 - 由于
f(τ) = -dS(τ)/dτ,我们可以通过分部积分得到另一种形式:(1-R) × ∫ DF(τ) × f(τ) dτ = -(1-R) × ∫ DF(τ) dS(τ)。 - 违约端总现值 PV_Default = (1-R) × ∫_0^T DF(τ) f(τ) dτ。
- 违约赔付:如果违约发生在时间
步骤5:建立定价方程并求解利差
根据“收支现值相等”的原则,公平的利差 s 应满足:
PV_Premium = PV_Default
因此,我们可以解出利差 s:
s = PV_Default / PV_Premium
具体写出来就是:
s = [ (1-R) × ∫_0^T DF(τ) f(τ) dτ ] / [ Σ (Δt_i × DF(t_i) × S(t_i)) + (应计保费项) ]
这个公式就是CDS定价模型的核心。分母部分(保费端的现值)在市场上有一个专门的名称,叫做 风险久期 或 现值基点,它代表了1个基点的保费所带来的现值。因此,利差也可以理解为:利差 = 违约损失现值 / 风险久期。
步骤6:模型的实际应用与校准
在实际操作中,我们通常不是用这个公式去“计算”利差,而是用它来“校准”违约概率。
- 输入市场数据:我们从市场上观察到不同期限CDS的交易利差
s_market,以及无风险利率曲线。 - 假设违约概率模型:通常我们会假设一个参数化的违约强度( hazard rate)模型,例如假设违约强度
λ为常数或分段常数。 - 建立方程:将假设的违约概率函数(
S(t) = e^{-λt}对于常数λ)代入上面的定价公式,令计算出的利差s_model等于市场观测到的利差s_market。 - 求解参数:通过数值方法(如牛顿-拉弗森法)解出使得等式成立的违约强度
λ。这个过程就是校准。通过不同期限的CDS利差,我们可以校准出一个完整的信用曲线,即不同时间点的违约强度。
一旦校准出信用曲线,我们就可以用它来为更复杂的、非标准化的信用衍生品定价,或者计算信用价值调整(CVA)。
总结
信用违约互换(CDS)的定价模型是一个基于无套利和风险中性定价理论的精妙框架。它通过将合约分解为“保费端”和“违约端”两条现金流腿,并利用从市场数据中校准出的生存/违约概率,最终确定出公平的保费率。这个模型不仅是CDS交易的基础,也是整个现代信用风险量化管理的基石。