一文讀懂完全鏈上運行的去中心化交易平臺 Uniswap

原文標題：《Uniswap —— 一家不走尋常路的交易所》

Uniswap 是在以太坊上推出的一個極有意思的項目。它是一個去中心化代幣交易所的協議，但與目前看到的一般協議很不一樣。幾年前，Vitalik 在 reddit 上發了一條帖子，Uniswap 的創始人 Hayden Adams 因此受到啓發，但他一開始只是抱着學習 Solidity 的想法。不過很快，這項編程練習就收到了一筆來自以太坊基金會的獎金。Uniswap 是一組部署到以太坊網絡上的智能合約，這意味着整個過程都是在鏈上進行的。Uniswap 沒有自己的代幣，完全去中心化，也沒有任何手續費流向創始人。雖然 Uniswap 的機制需要一些時間來習慣，但我們會發現，與傳統的去中心化交易所（DEX）相比，這種代幣交易協議擁有一些顯著的優點。

簡介

Uniswap 獨特的架構完全擺脫了限價訂單的概念。不同尋常的是，做市商在提供流動性時不再指定交易價格，而是隻提供資金，然後 Uniswap 會負責餘下的事情。

在 Coinbase 這樣典型的傳統交易所上，做市商常常按不同價位提供不同的流動性。假設一位交易者手頭有 1000 美元和 10ETH。他可能會以 80 美元買 5ETH 以及 60 美元買 10ETH 來掛買單。同時，他可能會以 120 美元賣 4ETH 以及 140 美元賣 6ETH 來掛賣單。他們會選擇以自己樂意交易的各種價位做市。總的來說，所有交易者的掛單就組成了交易所的限價訂單簿。隨着市場行情的上漲或下跌，交易者可能會以其指定的價格成交，也可能不會成交。通常來說，ETH 的「行情報價」爲最高買單和最低賣單的中間值。

現在假設 Coinbase 把每個人的買單和賣單彙集到兩個大的交易池中——可以想象，有的交易者可能不太喜歡這種做法。他們不希望自己的訂單與其他人的混在一起，或者不希望讓 Coinbase 代表他們以任意價位執行交易。

然而，Uniswap 卻正是這麼做的。做市商不再指定他們願意買入或賣出 ETH 的價格。相反，Uniswap 會將每個人的流動資產彙集在一起，並根據某種確定性的算法做市。該算法稱爲「自動做市商」（AMM），它會根據某些預定義的規則集向最終用戶報價。舉個非常簡單的 AMM 例子：某種交易機器人（bot）策略會以市場價格的中間值爲基準，每隔 1 美元（低於 1 美元）提供買單和賣單（高於 1 美元），並隨着市場的變化不斷修改下單。

AMM 並不是死板的，不同的算法各有權衡取捨。Uniswap 使用了一種被稱爲「恆定乘積做市商模型」的算法。這種 AMM 的其中一大特點是，無論訂單簿規模有多大，或者流動性資金池有多小，它都能提供流動性。其中的竅門是隨着需方數量（買單）的增加，漸進式地增加代幣的價格。雖然這對較大的訂單不太友好（稍後會詳述），但系統永遠不必擔心流動性不足，它幾乎能一直有效運作。

交易者需知

舉個 ETH / DAI 交易對的簡單例子。假設做市商已經爲這一流動性池注入了 100,000 DAI 和 1,000 ETH 的資金。Uniswap 將這兩個數量相乘（100,000 x 1,000 = 100,000,000）。

Uniswap 針對這一特定交易對的目標是：無論交易活動多少，該產品都將始終保持 1 億的交易對乘積數量（因此稱爲「恆定乘積做市商」）。要記住 x * y = k 這一關鍵公式，其中 x 和 y 是流動性池中的代幣數量，k 是乘積。要想保持 k 恆定，x 和 y 只能相互反向變動。比如某一交易者在此合約中用 DAI 購買 ETH，則他們正在增加 x （因爲增加了流動池中的 DAI），同時也減少了 y （因爲減少了流動池中的 ETH）。但這個反向變化不是線性增長的關係。如果現在你要購買 100ETH 而不是 10ETH，那麼在購買 10ETH 所需的 DAI 的基礎上增加 10 倍，可能並不夠用。事實上所需的 DAI 是漸進式增加的。最簡單的理解方法是繪製 x * y = k 曲線。

如圖所示，水平方向衡量花費的幣 A 的數量，越往右移，單位數量得到的收益（即收到的幣 B 的數量）越少（Y 值變動越小）

在這個系統中需要注意的是關鍵點在於：報價直接取決於訂單的大小。越往曲線右端移動，單位投入獲得的收益越少。假設當前的 ETH / DAI 價格爲 100，不同數量訂單所需支付的溢價見下表：

如表所示，當購買 ETH 的數量超過流動性池的 2％ 時，購買大量的 ETH 就會很昂貴。不過要記住，這些溢價乃是由當前流動性池的規模決定的。如果流動性池大了 100 倍（即 1000 萬 DAI 和 10 萬 ETH），這時候只購買 50ETH 就沒那麼貴了。最終，支付價格反映的是交易規模對 x / y 比率的改變程度。流動性池越大，處理大訂單就越容易（這正是我們所期望的）。

值得注意的一點是是搶先交易（front running），當今以太坊上的所有 DEX 都存在這個問題。爲緩解這一問題，Uniswap 允許用戶在下單時指定最高價格。這樣，即便礦工搶先交易某一訂單，用戶也不會被迫接受更高的價格。雖然用戶可能會錯過這筆交易，但他們不需要支付更高價格。Uniswap 的另一個特點是「訂單到期」，該功能可以防止礦工擱置已簽名的交易並等到價格變動後再處理。

ERC-20 到 ERC-20 的代幣互換無需使用專門的流動性池。例如，在處理 REP <> ZRX 訂單時，系統將先通過 REP/ETH 交易對，再自動通過 ZRX/ETH 交易對。

流動性提供者需知

流動性提供者面臨的情況要更復雜。舉個 ETH/DAI 市場的例子。首先，流動性提供者（以及交易者）要注意，x/y 比率代表交易對的價格。在我們當前使用例子中，x/y = 100,000 DAI / 1,000 ETH = 100。假設 ETH 在 Coinbase 上價格是 100 美元。如果 x/y 不等於 100，那麼 Uniswap 和 Coinbase 之間將存在套利機會。

當流動性提供者向池中增加流動性時，他不能只向交易對的一方提供流動性，這樣會改變兩種代幣間的比率、設定出一個新交易價格（這是個危險操作，因爲他將立即被交易對手套利，從而賠錢）。例如，某一流動性提供者僅增加了 1,000ETH，則合約的新比率爲 100,000 / 2,000 = 50。套利者將蜂擁而至，直至該比率再次變成 100：1。流動性提供者必須爲交易對的兩個幣種提供等值的資金（Uniswap 接口將確保不會出現錯誤操作）。

假設在增加 10,000DAI 和 100ETH （總市值 20,000 美元）之後，流動性池現在總共有 100,000 DAI 和 1,000ETH。由於注入的金額相當於總流動性池的 10％，因此合約會產出一種「流動性代幣（liquidity token）」，將其提供給做市商，使其有權獲得池中可用流動性的 10％。這些代幣不是用於交易的投機幣，而只是一種用於記錄流動性提供方債權的會計或者說記賬工具。如果其他人隨後存幣或者取幣，則將會產生或者銷燬新的流動性代幣，保證每個人在流動資金池中的相對份額保持不變。

現在假設 Coinbase 上 ETH 的價格從 100 美元漲到 150 美元。在經過一番套利之後，Uniswap 合約也將反映出這一價格變化。交易者將增加 DAI，減少 ETH，直到新比率變成 150 : 1。這會對流動性提供者造成什麼影響呢？合約反映出的數字會接近 122,400DAI 和 817ETH （做個算數檢查一下這些數字的是否準確：122,400 * 817 = 100,000,000 （恆定乘積），122,400 / 817 = 150 （新價格））。如果把我們有權獲得的 10％ 提取出來，那麼現在會變成 12,240DAI 和 81.7ETH。此時的總市值爲 24,500 美元。做市導致錯失了大約 500 美元的利潤。

顯然，沒有人願意抱着做慈善的心態提供流動性，收益又不能從炒幣中獲得（因爲也沒得炒）。所以，總交易量的 0.3％ 會按比例分配給所有流動性提供者。默認情況下，這些費用會重新注入流動性池，但可隨時收取。在不知道中間交易量的情況下，很難說交易費的收入和做市的損失孰高孰低。對流動性提供者來說，顯然行情波動越多越好。

核心價值

好吧，和常規的基於限價訂單簿的交易所相比，Uniswap 這種機制聽上去要複雜得多。溢價也使得大型交易的成本過高。那它到底有什麼好處呢？簡而言之，流動性的彙集解決了訂單的深度問題，而且不再有較大的買賣價差。那些不想處理限價訂單的中小交易者會喜歡這一點（在我們看到的所有加密貨幣交易平臺中，Uniswap 的 UX 是最容易上手的）。在 Uniswap 上，無需掛買單或賣單，也不用進行繁重的計算。流動性提供者也可以一勞永逸，訂單和倉位管理方面的開銷也明顯減少。這是一種很佛系的提供流動性並賺取費用的方式。

Uniswap 還爲 dApp 之間（或計算機設備之間）的交易注入了活力。在一個擁有數百萬微交易的世界中，與讓人不得不留意特定價格的流動性需求相比，融入一個巨大的流動性池更有意義。提升小訂單的最佳報價變得不再有風險（想象一下賣方訂單爲空的 DEX）。另一個用例是證券型代幣用 Uniswap 支付分紅。

有些聰明的讀者可能已經意識到，其實這個模型與去年推出的 Bancor 網絡非常相似，但 Uniswap 不收取任何上幣費用，消耗的 Gas 少得多，並且更加去中心化。Bancor 要求上幣方抵押 BNT，同時要需要填寫上幣申請表，而且 BNT 很容易被隨意凍結。而 Uniswap 不存在這些問題， 只要以太坊網絡在，Uniswap 就會持續運轉下去。

目前，Uniswap 所有合約的流動 ETH 資金只有幾千，因此仍處於早期階段。由於總會有巨鱷想要交易大宗訂單，因此 Uniswap 不太可能取代其他類型的 DEX，但它的獨特功能肯定會吸引到許多想要快速、簡單獲取各種代幣的普通交易者。

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