Uniswap進化史：V4的機會和影響

2023-06-22 16:06:20

原文作者：Yilan，LD Capital

Uniswap V0

Uniswap V1於 2018 年 11 月推出。但是，實際上在之前的一年裏，Uniswapd 的雛形已經形成。2017 年，創始人 Hayden 從西門子離職，在以太坊基金會工作的朋友 Karl 安慰 Hayden,“機械工程是個夕陽行業，以太坊才是未來。”在 Karl 的引導下，Hayden 了解了以太坊和 Solidity，在 2017 年 11 月創建出了他的 Proof-of-something(Proof of concept AMM as they named it) ，也就是 Uniswap V0 。這張圖片展示了 Uniswap 最开始的樣子。

V1正式推出前，Hayden 使用 Balance 和 MakerDao 的辦公室 working on V0 。2018 年 7 月底，Uniswap 正式收到了以太坊基金會的 Grant。

Uniswap V1

在 2018 年 11 月 2 日，也就是 Devcon 4 的最後一天，Uniswap 的智能合約被部署到了以太坊主網上。當天只有 30000 美金的流動性被當作三種 token 的基礎流動性存入，只能保證 100 美元的交易深度。接下來，uniswap.io 和 app.uniswap.org/#也被部署上线。

2019 年 9 月，Uniswap V1上线了第一個流動性挖礦項目，即基於 ERC-20 代幣的流動性挖礦。 V1期間，成交量相對較小，用戶規模相對較小。作為第一個版本的 Uniswap 協議。V1使用了一個基於自動市場制造商（AMM）的機制，允許用戶在以太坊區塊鏈上無需訂單簿即可進行無許可的代幣交易。採用了恆定乘積模型，即 x*y=k，其中 x 和 y 是交易對中兩個代幣的余額。

Uniswap V1的創新機制使得用戶能夠快速、便捷地進行代幣交易，而無需依賴傳統中心化交易所；為後續版本的 Uniswap 奠定了基礎，並成為其他 AMM 協議的啓示。但實際上，當時的 Uniswap V1版本並沒有吸引很多用戶。

Uniswap V2

2020 年 5 月 Uniswap V2發布。與此同時， 2020 年 9 月，SushiSwap 开始出現在加密社區的舞臺上，吸引了大量的關注和用戶，這其實才使 Uniswap 真正开始獲得用戶市場關注。

Uniswap V2在 Uniswap V1的基礎上進行最顯著的改變是引入了多個代幣對的交易，增加交易對的靈活性，從 ERC-20 只能和 ETH 兌換升級為支持 ERC-20 到 ERC-20 交換。此外，Uniswap V2引入的時間加權平均價格（TWAP）預言機的重大改進。

Uniswap V2的推出鞏固了 Uniswap 在去中心化交易領域的地位。它提供了更多的功能和靈活性，使得用戶可以更好地管理流動性和進行更多類型的交易。Uniswap V2也為去中心化金融（DeFi）的快速發展做出了貢獻，為用戶提供了重要的流動性來源。

Uniswap V3

Uniswap V3於 2021 年 5 月推出，引入了“集中流動性”（Concentrated Liquidity）的概念。它允許流動性提供者在交易對中定義特定的價格範圍，以實現更精確的價格控制。這為流動性提供者提供了更大的交易費收益，並減少了套利者利用價格差進行交易的機會。

Uniswap V3還擴展了 Uniswap V2的預言機，優化了 TWAP 預言機的計算方式和 Gas 效率。 V3預言機可以通過一次鏈上調用，將數據可用期延長至 9 天或更長時間，同時通過 TWAP 整體優化，相比 V2 降低了 50% 左右的 Gas 消耗，簡單的交易將比其V2的同等功能便宜 30% 左右。

此外，Uniswap V2採用標准 0.3% 交易費，而V3提供了 3 個獨立的費用等級： 0.05% 、 0.3% 和 1% 。這使得流動性提供者可以根據他們愿意承擔的風險來選擇資金池。V3第一次引入了使用 NFT 作為 LP 提供流動性證明的模式，也即提供的流動性由非同質化的 ERC 721 代幣來追蹤。

Uniswap V3的推出在 DeFi 生態系統中產生了重大影響。它為流動性提供者提供了更多的選擇和更好的收益機會，同時提高了交易效率。 Uniswap V3還推動了去中心化交易的創新，並引領了其他交易所和協議對於提升用戶體驗和降低交易成本的努力。但同時被動流動性提供者被 JIT 和專業做市商擠佔了手續費的收入空間也飽受詬病。

Uniswap V4 — Hooks 改變了一切

Uniswap V4的白皮出草稿一經推出，市場就給予了充分的解讀。主要提到 Hook、Singleton、Flash Accounting 和原生 ETH 等優化，其中 Hook 是V4最重要的創新。 Uniswap V4的 Hook 或將成為流動性構建最有力的工具，未來，搭建一個 DeFi 平臺並組合流動性的成本會大大降低。

Hooks

Hooks 合約簡單來說，是調用其他智能合約的合約, 交易生命周期中執行的邏輯。這些邏輯可以由用戶定義的合約來實現，並在關鍵時刻被調用。

具體來說，Hooks 合約可以在以下幾個關鍵點被調用：

· onSwap：在交換發生時被調用，可以用於實現自定義邏輯，例如記錄交易信息、執行特定的操作或修改交易費用等。

· onMint：在流動性提供者向池子增加流動性時被調用，可以用於自定義邏輯，例如記錄流動性提供的相關信息或執行特定的操作。

· onBurn：在流動性提供者從池子中撤回流動性時被調用，可以用於自定義邏輯，例如記錄流動性提供的相關信息或執行特定的操作。

先前版本的流動性池开發者僅能自定義 LP 以及 LP fee，而 V4 Hooks 可以讓开發者可以在 Uniswap 的流動性和安全性基礎上進行更多創新，允許开發者設置更多定制行為， Uniswap Labs 展示了以下一系列可能性，揭示了產品的獨特特點，包括：

基於時間加權平均的做市商 ( TWAMM )
基於波動性或其他數值的動態手續費
鏈上限價單
範圍外的流動性存入借貸協議
自訂義的鏈上 Oracle，如 geomean oracles
自動復投 LP 手續費到 LP 頭寸
內置的 MEV (礦工可提取價值) 利潤分配給 LP

Uniswap V4的優化和無償損失（IL）的關系

事實上，這些優化在加強 Uniswap 流動性基礎設施的地位的同時進一步加強資本效率，但集中流動性的無償損失（IL）問題依舊突出。

IL 是 AMM 內生性伴隨問題，只要兩種資產價格相較初始價格有背離，就會產生 IL。對 Uni V3, V4的集中流動性機制（以及其他類似流動性管理協議）來說，IL 問題本身就由於窄區間的高 Gamma 而較為嚴重，在一些場景中可能會更加顯著，例如在高波動性的市場中或者當提供流動性的資產之間的相關性較低時。

關於 IL，目前有以下方式解決，但都只是間接的緩解這個問題：

比如使用協議代幣補貼。流動性提供者可以與其流動性一起抵押。通過抵押這些代幣，流動性提供者可以獲得額外的獎勵或補償，以抵消潛在的臨時損失。這些獎勵可以以額外的代幣或協議交易費的一部分形式提供。
實施動態費用結構，根據市場狀況和流動性提供者經歷的臨時損失水平調整費用。在臨時損失顯著的時期收取更高的費用，並將這些額外費用作為補償分配給流動性提供者。
平臺可以設立保險基金，用於補償流動性提供者因臨時損失而遭受的任何損失。這些基金通常通過協議內的各種收入來源或平臺本身的貢獻來籌集。
對衝機制(期權等), 流動性提供者可以參與衍生合約或使用其他金融工具來對衝其對價格波動的敞口，並減輕臨時損失的影響。
動態資產再平衡，通過根據價格波動和市場狀況不斷調整資產配置，旨在優化流動性提供者的敞口並降低潛在損失。
價格預言機和時間加權平均價格（TWAP）：價格預言機和基於 TWAP 的定價機制可以用來減少價格突變對流動性提供者的影響。通過依賴更穩定和可靠的價格數據，流動性提供者可以更好地了解市場狀況，並相應調整其倉位。

可見，Uniswap V4的動態手續費、更優化的預言機價格、更多的 LP 補貼（MEV 補貼，自動復投手續費等）都在某種程度上間接補償 LP 的 IL 損失。

關於安全性和合約復雜性，Uniswap V4 的核心邏輯和 V3 一樣不可升級。雖然每個池可以使用自己的 Hooks 智能合約，Hooks 會檢查這部分功能是否需要進行外部合約調用，調用外部合約豐富了 Uniswap V4的功能和實現更多的組合可能性，但僅限於在池創建時確定的特定權限。合約需要調用的外部合約過多，也會帶來額外的 Gas 費用(因此簡單的 Swap 或許V4不比V3/V2便宜)，這也是復雜性和組合性帶來的 Tradeoff。

Singleton

在 Uniswap V3中，為每個流動性池部署單獨的合約增加了創建流動性池和執行跨多個池子的兌換的成本。在 Uniswap V4中，採用了“Singleton”合約來保存所有的流動性池，這極大地節省了 Gas 費用，因為代幣交易不再需要在不同的合約之間轉移。初步估計，V4降低了創建流動性池的 Gas 費用高達 99% 。

Flash accounting

快速記账系統作為 Singleton 的補充。在V4中，該系統不再在每次兌換結束時進行資產的轉移進出流動性池，而是只在淨余額上進行轉移。這種設計使得系統更高效，在 Uniswap V4中能夠提供額外的 Gas 節省。

Native ETH

之前的版本裏，用戶實際上是在和 WETH 交易，ETH 並不是 Token Contract 而 WETH 是 Token Contract, 對 Uniswap 來說 ERC 20 contract 更容易集成，因此每次用戶 Swap 需要額外打包一次 ETH,將 ETH 變成 WETH，這一步引發了 gas 浪費。 V4恢復了對原生 ETH 的支持，進一步節省了 Gas 开銷。

Uniswap V4對其他賽道潛在影響和機會

1)聚合器賽道

聚合器市場來看，Uniswap V4 提供了更優的費率、更高的資本效率以及 Singleton 整合的巨大流動性池，這將從卷費率的賽道即聚合器市場（1inch, Cowswap)吸引更多交易量。

2)定制化 DEX 和類似的流動性定制功能協議

Onchain Limit Orders、定制化流動性分布、動態費率等對現有類似功能的 Dex 的影響，包括在 Uni V3上做 LP yield enhanced vault 產品協議的流動性被抽走似乎是可預見的結果，這些協議或許都將面臨打不過就加入的局面，最終成為 Uniswap V4生態中的一部分。對於未來的 DEX 或其他 DeFi 協議來說，或許會從根本上改變其流動性搭建模式，Uniswap V4的 Hook 或將成為流動性構建最有力的工具，搭建 DeFi 平臺並組合流動性的成本會大大降低。

3) CEX

對中心化交易所來說，由於限價功能和去中心化的正統性，Uniswap V4或許可以從受打擊的 CEX 中獲得更多市場份額。但事實上，DEX 和 CEX 相比，阻礙用戶進入的最大的問題是速度和效率不如 CEX，並且很多時候，對於大多數人來說，使用 DEX 的前期門檻以及為了去中心化而犧牲的合約安全性和其他風險，使用戶需要承擔較為高昂的成本。簡單來說，效率低和不好用需要 DEFI 基礎設施去完善和解決，V4版本目前無法有效解決。解決這兩個問題之後，DEX 取代 CEX 的道路才會更為平坦。

4 ）MEV 賽道

在無法給平臺核心 Stake holder（LP&Swapper）帶去效益時，MEV 和協議是對立的。

在之前的幾個版本中， Uniswap V1沒有特別設計用於防止或減輕 MEV（礦工可提取價值）的內置機制，導致礦工或驗證者通過操縱區塊鏈網絡中的交易順序來獲得額外利潤損害用戶利益。

Uniswap V2引入了“價格預言機”功能以幫助減輕 MEV，價格預言機是提供可靠且防篡改的資產價格信息的外部價格源。通過依賴價格預言機，Uniswap V2旨在防止前端運行攻擊，其中交易者利用區塊確認的時間延遲來操縱價格以獲利。

Uniswap V3引入了幾個功能來減輕 MEV，包括集中流動性和非同質化流動性（NFT LP 倉位）概念。集中流動性允許流動性提供者為其流動性指定價格範圍，減少價格操縱的風險。非同質化流動性倉位使流動性提供者對其流動性擁有精細控制，降低了被擠兌或被套利者利用的風險。

Uniswap V4中，內部化 MEV 分配機制對想在V4池中佔據有利角色的 MEV 开發者來說存在機會。

5)預言機賽道

Uniswap V2 的 TWAP 是鏈上預言機，可適用於獲取 Uniswap 上已有的任何 Token 價格，主要缺陷就是需要鏈下程序定時觸發更新價格，存在維護成本。

Uniswap V3 的 TWAP 解決了這個缺陷問題，觸發數據的存儲也不再需要鏈下程序去定時觸發，而是在 Uniswap 發生交易時自動觸發。在計算 TWAP 的數據源方面，Uniswap V2 只存儲了最新的 price 0 CumulativeLast、price 1 CumulativeLast 和 blockTimestampLast 三個值。而 Uniswap V3支持多個價格觀察者（Oracle Observers），可以從多個來源獲取價格數據。這種設計增加了系統的容錯性和價格可靠性。舉例來說，Uniswap v3對同個幣對的不同手續費率池子進行篩選，池子不為空且流動性最高的池子成為目標池，在流動性最好的池子中尋找價格數據作為預言機的價格源。

Uniswap V4的內置預言機會更加定制化, 如 Geomean Oracles，例如對交易量大深度穩定的池子（ETH- BTC）和在流動性較差的 token pair 使用不同的預言機價格計算方式。

關於對預言機賽道的影響，Uniswap 的 TWAP 預言機的操縱成本是控制代幣在一段時間內的平均價格。相比之下，Chainlink 的操縱成本是破壞足夠的節點和操縱交易所的價格。因此，Chainlink 屬於鏈下預言機，Uniswap V4的內置預言機暫時不會對 Chainlink 構成威脅。對於 Uniswap 的生態項目（如借貸、穩定幣、合成資產等），仍然需要類似 Chainlink 的鏈下預言機的參與。