Uniswap：从零到无穷大

原文作者：lukewasm.eth

介绍

毫无疑问，Uniswap是运用最广泛的去中心化运用程序之一。它持之以恒地开拓创新处理方案，从头界说游戏规则。在这篇文章中，我将深化研讨Uniswap从过去到无限未来的令人敬畏的旅程。经过回忆Uniswap的每个版别的特性，本文揭示了它怎么有用地应对新的应战并适应不断改变的需求。此外，我还讨论了加密技能的最新进展怎么塑造去中心化买卖所(DEX)的未来。

v0：概念验证

在Uniswap之前，EtherDelta是仅有取得重视的去中心化买卖所(DEX)。但是，用户体会很十分差。

许多职业领袖(Gnosis和Vitalik的Alan Lu)提出了主动做市商(Automated Market Maker, AMM)的概念，与传统的订单模型比较，它为链上买卖供给了另一种办法。

特性

安稳乘积 AMM

Uniswap运用安稳乘积公式(x * y = k)来核算财物的价格。公式中，x表明根底财物，y表明报价财物。当一个代币从池中取出(购买)时，有必要存入(出售)必定份额的金额，以保证坚持常数k。池中代币的份额决定了代币的价格。

来历:Uniswap

值得注意的是，其他财物办理工具运用不同的数学公式来表明活动性曲线。例如，Curve的Stableswap和Balancer的加权池。

问题

Uniswap v0本质上是一个概念验证，这意味着仍有许多未处理的问题。首要有两个问题：

它只适用于单个ETH/ERC20买卖对。

它只适用于单一的活动性供给商(LP)。

v1:功用性DEX

特性

Uniswap v1于2018年11月2日在以太坊主网上线。它支撑多个活动性供给商运用内部代币来跟踪费用和抵押品。它运用工厂合约，使任何人都能够添加任何代币进行原生ETH买卖。该版别供给了功用性DEX。但是，有一些问题需求处理。

问题

因为一切代币都与ETH配对，用户能够经过运用ETH作为单个买卖中的中介，轻松地将任何ERC20代币交流为另一个ERC20代币。当触及到像DAI/USDT这样频频的安稳币交流时，依托ETH作为每次交流的中介变得低效。在这种情况下，直接的代币对更受喜爱。

v2：金钱乐高

2020年5月，Uniswap v2发布，对 Uniswap 协议进行了很多升级。这些增强功用提高了其灵活性并扩展了或许的买卖规模。

特性

ERC20 / ERC20买卖对

在Uniswap V2中，有一个显著的区别：不再只是将ERC20代币与ETH进行配对，现在任何ERC20代币都能够直接与任何其他ERC20代币进行池化。该功用为活动性供给商带来了巨大的实用性，因为他们现在能够维护更多样化的ERC20代币计价头寸，包含安稳币买卖对。

价格预言机

Uniswap v2供给链上价格源，能够被许多DeFi运用程序运用。这些价格信息不受操作，因而十分有价值。该机制触及将买卖结束价格添加到核心合约中的累积价格变量中，该变量由特定价格存在的继续时刻加权。该变量本质上代表了整个合约前史记录中每秒Uniswap价格的总和。

来历：Uniswap

外部合约能够运用该变量在任何给定的时刻距离内精确地跟踪时刻加权均匀价格(twap)。此过程包含在距离开始和结束时从ERC20代币对读取累积价格。经过核算累积价格的差异并将其除以距离的长度，能够生成该特定时期的TWAP。

闪电交流

Uniswap v2还引进了闪电交流，这是一种由假贷商场AAVE首创的闪电贷。此功用答应任何用户在没有前期本钱的情况下，从池中提取尽或许多的 ERC20 代币，并履行任意操作，条件是在买卖履行结束时返回等额资金（加上费用）。

闪贷功用身败名裂，因为它常常与针对 DeFi 协议的各种进犯联络在一起。但闪贷不是问题所在。真实的问题是协议中存在的漏洞。闪贷的原子性消除了一般与池间套利和取得保证金杠杆等操作相关的前期本钱要求。

问题

尽管AMM具有创新性，有利于在新商场中发动买卖和提高活动性，但它依然存在低效。例如，在处理低动摇性代币时，活动性只在一个狭隘的价格规模内是必要的。但是，现在的规划是在一切价格规模内均匀分配活动性。

v3：本钱功率

因为其创始性的会集活动性规划，Uniswap v3旨在成为最灵活、最高效的AMM。

特性

会集活动性(CL)

在Uniswap v2中，活动性均匀分布在x*y=k的价格曲线上，包含从0到无穷大的一切价格。但是，在大多数资金池中，活动性并未得到充分运用 。

在Uniswap v3中，活动性供给者（LP）有能力将其本钱会集在特定的价格规模内，然后在希望的价格上添加活动性。这种定制使LP能够构建符合他们偏好的个性化价格曲线。然后，这些独自的头寸被聚合到一个独自的池中，创立一个统一的曲线，用户能够依据该曲线进行买卖。成果对买卖者和活动性供给者都是有利的：因为活动性在定制规模内的高度会集，买卖者经历了更少的滑点，LP取得了更高的费用。

CL对安稳币买卖对(如安稳币和活动性质押衍生代币)具有难以想象的价值。这些财物往往在一个狭隘的价格规模内买卖。但是，关于更不安稳的代币对，CL需求更先进的活动性办理技能。关于一般的散户活动性供给者来说，继续有用地办理其头寸或许是一项应战。

规模订单

在CL中，引进了一种新的订单类型，称为区间订单，以弥补商场订单。LP能够在一个定制的价格规模内(高于或低于当时价格)存入单个代币。假如商场价格在他们指定的规模内，他们能够沿着平滑的曲线出售一种财物以换取另一种财物，同时赚取掉期费用。

区间单的功用类似于“限价单”，但缺陷是可逆性——当价格回转时，订单也会回转。但是，在此过程中，费用依然是能够赚取的。Barry Fried ( @BarryFried1 ) 在此线程中供给了怎么运用规模指令的具体示例。

多种收费等级

Uniswap v3不再只要一个收费等级，而是为每对投资组合引进了三个独自的收费等级——0.05%、0.30%和1.00%，这样LP就能够因承担不同程度的风险而得到恰当的补偿。

高档预言机

Uniswap v3供给了对价格预言机的严重改进。v3不再仅存储一个价格累积变量，而是存储一个变量数组，使得创立更高档的预言机（包含简略移动均匀（SMA）、指数移动均匀（EMA）、异常值过滤等）变得愈加简略和便宜。

问题

缺少灵活性

尽管会集的活动性和收费等级为活动性供给者供给了更大的灵活性，并使新战略得以施行，但Uniswap v3未能适应 AMM 和商场不断发展的功用和创新。为整合TWAP订单、限价订单、高档预言机和动态收费等附加功用，有必要从头完结核心协议。

某些功用，例如开始在Uniswap v2中引进的价格预言机，使集成商能够运用去中心化的链上定价数据。但是，这是以交流者添加的Gas费用和集成者缺少自界说选项为价值的。

杂乱的活动性办理

如前所述，关于不成熟的活动性供给者来说，会集的活动性是具有应战性的，特别是关于动摇性买卖对。尽管出现了几种主动活动性办理协议，但它们大多是针对挂钩财物规划的简略再平衡战略。不幸的是，关于动摇性较大的买卖对来说，这些战略是无效的，因为长的区块时刻、Gas本钱、对冲本钱等都会约束它们的作用。

此外，因为每个活动性供给者的会集活动性方位不同，LP代币本质上是不行代替的。它只能用不行代代替币(NFT)来表明，这对其他希望与之集成的DeFi协议提出了应战。

许多优异的项目正在活跃处理这一问题，运用一系列战略，包含再平衡、货币商场动态对冲、永续合约和期权。Atis Elsts (@atiselsts_eth)写了一系列关于LP战略的优异文章，强烈推荐。

价值走漏

价值走漏问题是一切问题中最重要的问题。尽管这不是Uniswap v3所独有的，但因为自v3发布以来AMM的买卖量添加和更广泛的选用，它已经引起了人们的重视。该价值以以下形式从 DEX 体系中走漏：

1.因为抢先买卖和三明治进犯，买卖者终究付出了比必要时更高的滑差。

2.活动性供给者经过 CEX-DEX 套利丢失价值（又名丢失与再平衡）

为处理这些问题，咱们需求比 Uniswap v3 当条件供的更多定制和杂乱的规划。咱们需求一个更具表现力和更强壮的DEX途径。

v4：终极途径

Uniswap v4树立在前几代AMM模型的根底上，经过引进“Hooks”，旨在成为高效、可定制的终极 DEX 途径。

功率

单例

在Uniswap v3中，每个池都是经过工厂合约作为独自的合约创立的。另一方面，在v4中，一切池共存于单个智能合约(称为单例)中。这种单例（Singleton）模型显著下降了与创立池和履行多跳买卖相关的费用。

闪存记账

在v4中，单例运用闪存记账来优化财物搬运。在v3中，每次交流后都会将财物移入和移出池，与此不同的是，v4体系仅依据净余额进行搬运。这大大下降了管帐本钱。瞬时存储(在EIP-1153中提出)使得设置和铲除存储槽的本钱更低，这是闪存记账有用运转所必需的。

来历:Uniswap

原生以太坊

Uniswap v4从头引进了对原生ETH买卖的支撑，这带来了几个优点。买卖者能够享用更便宜的搬运和消除额定的包装本钱，削减Gas本钱。

定制化

Hooks

Hook合约(或Hooks)是外部部署的合约，在池履行期间的特定点履行预界说的逻辑。这就是v4如此具有表现力和可定制性的原因。Hooks答应完结曾经内置于协议中的功用，例如预言机，以及曾经需求独立协议完结的新功用。

Uniswap v4现在支撑8个这样的hook回调函数：

1.初始化前/初始化后

2.修正方位之前/修正方位之后

3.交流前/交流后

4.捐献前/捐献后

下图说明晰Swap Hook的逻辑流程。在履行交流之前和之后，有一个专用的布尔标志，答应在这些特定的点履行自界说代码。这是开发高档功用的根底，如预言机、动态收费结构、拍卖和高档订单类型等。咱们将在下文更深化地研讨这些概念。

预言机

在曾经的版别中，预言机被集成到核心Uniswap协议中。尽管这使得其他协议的集成更简略，本钱更低，但价值是定制选项的削减和交流器的本钱添加。但是，随着Hook的引进，预言机的规划或许性得到了极大的扩展。这为创立抗操作的预言机供给了机会。此外，现在能够自界说挑选谁承担更新预言机的本钱。例如，与其让第一个交流者承担本钱，这或许是不行继续的，不如运用带有ETH余额的Hook合约来付出Gas。尽管有这些进步，规划预言机依然面对应战。例如，TWAP预言机有时简略受到操作，往往落后于当时价格。

Uniswap Labs推出了另一个有趣的价格预言机，即截断式价格预言机。该预言机核算活动性池中财物的几何均匀价格，并对单个区块内的价格变动施加约束。经过截断价格，这种链上预言减轻了严重买卖的价格影响，增强了对操作妄图的抵抗力。

动态费用

尽管Uniswap v3引进了额定的收费等级供LP挑选，但这些收费结构依然是静态的，不考虑当时的商场状况。因而，LP的服务没有得到满足的补偿。

Alex Nezlobin (@0×94305)提出了一个简略而有用的动态费用结构，该结构考虑了前一个区块的价格影响，并对买家和卖家适用不同的费用。下图说明晰一个例子：当CEX价格移动到p*，高于当时AMM价格p_AMM时，销售费用削减δ，而购买费用添加δ。δ的值与AMM价格的改变成正比。这种动态收费结构的目的是区分套利者和不知情的资金流。套利活动更有或许与价格动摇自相关。

规划一个健壮的动态收费结构提出了几个应战。其间一个应战是怎么整合链下信号，如CEX价格、活动性深度和动摇性。此外，各种链上信号(包含地址、巨细和履行时刻)在区分知情流和不知情流时或许不行靠，因而难以评估其有用性。此外，重要的是要保证费用不低于零，以约束LP的丢失。

拍卖

Hook也能够作为施行拍卖的手法，这有助于将价值从头分配给LP。依据时刻的不同，拍卖能够分为事前拍卖和过后拍卖。

事前拍卖在拍卖之前进行。这个概念开始是在一篇评论MEV捕获AMM (McAMM)的研讨文章中引进的。在这种办法中，在一个区块被拍卖之前，在AMM中进行第一次交流的权利，随后出价被从头分配。但是，这个招标过程也存在应战，因为它本质上触及期权定价，这或许十分杂乱。此外，因为区块提议者具有是否承受包含买卖的区块的终究决议计划权，因而或许会出现检查问题。保证招标价值的公平缓有用分配也或许是一项杂乱的任务。此外，谁也不能保证中标方会首先行使掉期权，这或许导致其他买卖者的体会恶化。

过后拍卖是在动摇性完结之后进行的，这意味着CEX价格已经发生了改变，但在后续区块被许诺之前。这些拍卖的优势在于它们提高了功率。但是，它们带来了应战，因为它们需求依赖于可信方或不行信体系的链下根底设施。假如运用可信方，就会出现检查和招标隐私方面的问题。另一方面，规划无信赖体系要杂乱得多。过后拍卖还面对着提议者或许与竞标者玩游戏的问题，比方将套利买卖排除在及时纳入的规模之外。此外，在招标、对中标达成共识以及将这些招标分发给区块构建者方面存在额定推迟的严重问题——一切这些都需求在提交后续区块之前完结。最终，或许很难保证在这些拍卖中有满足的竞赛条件来取得满足的价值。Sorella Labs (@SorellaLabs)运用其先进的根底设施和机制规划，在应对这些应战方面处于领先地位。

Diamond Hook

Diamond协议开始被规划为最小化LVR 的AMM。在Diamond中，区块生产者经过拍卖来获取外部商场价格和本身价格之间的套利机会。这些拍卖的收益由Diamond矿池和区块生产者以一种与区块生产者坚持激励兼容的办法同享。

正如本文所评论的，Diamond协议的一个变体触及完结一个抵押品池，以依据区块生产者许诺的价格坚持区块结束价格。只要当有满足的抵押品使价格恢复到许诺的价值时，掉期才会履行。Arrakis (@ArrakisFinance)现在正在与Diamond协议的作者之一ConorMcMenamin (@ConorMcMenamin9)协作，开发运用 v4 Hooks的施行方案。

高档订单类型

Hook还能够支撑更高档的订单类型，然后大大提高买卖者的体会。一些常见的订单类型包含限价单、止损单、止盈单，以及TWAP。

限价订单

买卖者能够挑选向Hook合约提交链上限价单。当价格到达指定的点位价格时，将填写订单。但是，与传统金融(tradfi)限价订单比较，这些链上限价订单具有明显的劣势。这首要是因为在不发生Gas费的情况下，取消链上订单是不行能的。因而，这就发生了一个被称为“低订单买卖比”的问题。

TWAMM （时刻加权均匀做市商）

一种或许的处理方案是施行时刻加权均匀做市商(TWAMM)，以促进大额订单的履行。这种办法包含将大订单分成小块，并保证它们作为第一批买卖履行，然后防止三明治进犯。此外，能够考虑下降TWAP订单费用，因为它们一般触及不知情的流程。但是，随之而来的应战是昂扬的Gas本钱，以及决定谁应该承担这些费用。

其他Hook

还有其他几个特性能够运用Hook来完结。以下是一些主张：

1.一种发生收益的挂钩，将超出规模的活动性借入货币商场以提高本钱功率。

2.既具有 xy=k 活动性曲线又具有会集活动性的池子。

3.为LP供给提款费用的资金池，以削减即时活动性进犯。

Suning(@msfew_eth)在Github上供给了一个很棒的Hook想法和完结。Aiden (@aiden0x4)还为Hook发布了一个很好的敞开目录。

zkAMM 和 zkHooks

ZK协处理器使智能合约能够访问类似于Dune Analytics供给的数据见地，一切这些都不会因为零常识(ZK)证明技能的运用而影响信赖。zk协处理器在AMM规划中的运用是一个新兴的研讨领域。Hook的引进现在答应将zk证明无缝集成到Uniswap v4中，创始了零常识AMM / zkAMM 的新时代。

Hyper预言机 演示了依据Uniswap v2的zkAMM的完结，其间addLiquidity核算是在链下。当用户添加活动性时，需求核算代币数量、价格和LP代币份额。在这一特定的完结中，Hyper预言机的zkGraph捕获addLiquidity事件，履行必要的核算，生成证明，并发布它。zkAMM的这种完结包含一个集成的主动化层，用于验证证明并为用户生成LP代币。

Diego（@0xfuturistic）介绍了一种依据Uniswap v3的zkAMM（zkUniswap）完结，其间AMM交流核算的一部分被搬运到了Risc Zero（@RiscZero）zkVM上。当用户在池中履行交流时，需求核算多个参数以完结交流。这些参数包含要交流的数量、费用和交流后的价格。开始，该核算是经过EVM在 Solidity 合约中进行的。但是，在新的完结中，交流输入由中继器拾取，而且核算在链下进行。随后，中继器发布输出和证明。AMM验证证明并处理交流。zkUniswap完结了锁拍卖机制，以保证并发操控。尽管它现在的性能与EVM适当，但经过批量交流的并行化能够明显提高功率。

买卖量证明是AMM的另一个用例。Brevis (@brevis_zk)供给了一个有趣的例子，能够依据用户的前史买卖量规划费用回扣挂钩，类似于中心化买卖所的依据买卖量的费用回扣。VIP买卖者现在能够核算他们的月买卖量，然后向区块链提交一个低本钱的ZK证明，以异步验证他们的VIP状况。一旦验证，后续买卖能够运用交流后挂钩访问由ZK协处理器填充的“VIP费用等级表”。这答应主动运用恰当的费用回扣。Maru Network (@ marunnetwork)现在正在开发无信赖的预言机，作为其zk协处理器网络的初始用例。经过完结一个无信赖的买卖量数据库，DEX将能够以公平缓通明的办法分配奖赏。这种办法答应按份额激励活动性和用户活动，构成活跃的飞轮效应。经过运用NEBRA (@nebrazkp) UPA (Universal proof aggregation)等零常识证明聚合服务，能够下降证明验证的本钱，NEBRA (@nebrazkp) UPA (Universal proof aggregation)将来自不同电路和不同参与方的证明聚合为单个证明，然后下降平摊验证本钱。

总而言之，zkAMM 的概念触及运用 zkCoprocessors 或 zkOracles 将核算从 EVM 搬运出并验证链上核算的证明。这些核算或许比与掉期和活动性调整相关的核算要杂乱得多。例如，它们或许触及依据最近的商场动摇核算动态费用，证明给定池中的前史用户数量，或运用杂乱的机器学习算法施行再平衡战略。或许性是无限的，因为任何核算终究都会导致0(1)验证本钱，不再受EVM核算资源的约束。

v4应战

Uniswap v4为AMM规划空间引进了功率和定制化功用，支撑创立具有各种特性和功用的池。但是，这一进步带来了一个可预见的价值：因为池的激增，活动性碎片添加。因而，路由挑选变得更具应战性。

UniswapX

UniswapX旨在经过将路由的杂乱性外包给第三方填充者的敞开网络来处理活动性碎片化问题。这些填充者相互竞赛，运用链上活动性(如AMM池或自己的私家库存)履行交流。这种规划以目的为中心，答运用户简略地陈说他们想要的成果，并依托专业人员来完结。

这些填充者是高档的署理，配备了先进的路由算法、高核算能力和很多的金融本钱。它们在预订的拍卖机制下相互竞赛，为用户供给最好的履行。用户还能够取得价格改进，保证他们的履行至少与直接从Uniswap AMM池进行的买卖一样好。

UniswapX协议的体系结构如下所示。交流者经过Uniswap API提交其目的订单，其结构为Permit2可履行的链下签名。Permit2是一个优雅的模型，可保证用户持有的代币的安全移动。填料规划战略，运用任何可用的活动性场所来完结这些订单，无论是链上仍是链下。最终，订单反应堆处理UniswapX订单。他们担任验证特定类型的订单，将其解析为输入和输出，依据填充者的战略履行它们，并验证订单的成功完结。

在现在Uniswap实验室对UniswapX的接口完结中，协议被分为两个阶段。第一个是RFQ阶段，白名单上的“报价人”用报价回应订单。然后，报价的获胜者有一个排他性期限来完结订单。假如没有，就进入第二阶段，荷兰式拍卖阶段，这是一个任何填充者都能够参与的拍卖。计划是在不久的将来使报价体系完全无需答应。

材料来历：Hayden Adams、EthCC 的链上买卖

以目的为中心的规划供给了以下优点：

聚合活动性来历以取得更好的价格。

不需求Gas代币，即使是跨链交流。

经过价格改进完结经济效益的内部化。

买卖失利不会发生任何费用。

应战

使报价体系无需答应，例如运用有用的诺言体系。

招引更多的填充者，以保证竞赛和无答应的拍卖环境。

未来：无限游戏

DEX的发展并未止步于此。为使加密完结大规模选用，还有几个其他问题需求处理。来自PropellerHeads (@PropellerSwap)的Markus Schmitt (@_haikane_)与Frontier Research (@FrontierDotTech)协作，撰写了一篇超卓的文章，深化讨论了优异 DEX 的构成要素，并确定了尚待处理的问题。依据他的观点，一个好的买卖所应该供给：

信赖：保证买卖前、买卖中和买卖后的通明度和最小化保管风险。

最优惠的价格：继续供给最佳或有竞赛力的价格。

公平：防止乱用订单，保证一切用户在定价和费用方面享有平等待遇。

速度和可用性：供给快速买卖处理并坚持高可用性，以防止推迟和不方便。

信息：经过供给订单监控、结算价格估计、限价单和滑点的有用主张，协助用户做出正确的决议计划。

活动性：在各种财物对之间展示强壮的活动性池，为取得优惠价格注入信心。

假如DEX的智能合约被认为是安全的，那么信赖就已经树立起来了。DEX不持有用户的财物。现在可供买卖者运用的信息适当广泛。AMM无需答应的特性运用户能够创立和买卖任何财物对。但是，因为区块链的特性，并不能总是保证保证最佳价格、公平性、速度和可用性。Gas费用、陈腐的价格和去中心化的活动性都会影响用户体会。

为处理这些问题，咱们正在见证L2和依据L2的DEX的激增。此外，咱们还看到了更杂乱的路由、订单批处理和报价恳求体系。为防止抢先买卖，保证公平的价值分配，咱们正在选用更多具有 MEV 意识的途径。此外，咱们正在尽力开发订单流拍卖商场，以最大极限地削减DEX用户的价值走漏。Hook和ZK协处理器的引进也大大扩展了AMM的规划或许性，答应更杂乱的逻辑和深重的核算，而不会影响信赖。

此外，还有一套依据AMM的协议，有用地堆叠了“金钱乐高”。这些协议包含活动性办理器，协助不成熟的用户主动化活动性再平衡或杠杆化。也有协议运用会集活动性(CL)头寸来创立保证金买卖、永续买卖、期权和结构性产品。

AMM 因其无答应财物上架、被迫活动性和买卖简洁等特点而完结了指数式增长。但是，这种便利性也带来了咱们现在已经讨论过的几个问题。Uniswap一直在不断打破边界，以处理这些问题并增强用户体会。正如丹·罗宾逊(Dan Robinson)在SBC23的演讲中恰如其分地指出的那样，DEX规划是一场无限的游戏。随着未来去中心化买卖所的选用越来越多，或许会出现新的应战和问题，需求创新的处理方案。

此时快讯

【PancakeSwap关于新增FDUSD Farm的提案已通过】10月22日消息，治理平台显示，PancakeSwap关于新增FDUSD Farm的提案已通过，将为FDUSD-USDT的V3 LP提供CAKE奖励，该提案支持率达87.5%。