[UNISWAP 系列] 1. 理解 Uniswap

[UNISWAP SERIES] 1. 理解Uniswap

系列文章：

1. 理解Uniswap
2. 理解CPMM
3. 深入了解Uniswap V3
4. 理解AMM

引言

这篇文章是[Uniswap系列]的第一篇，旨在向大家简单而清楚地解释Uniswap是什么，以及它是如何发展的，还有被称为Uniswap本身的AMM究竟是什么。这篇文章是为以下有好奇心的人们撰写的。

• “我听说过Uniswap，但不太清楚它究竟是什么。”
• “市面上有这么多种swap，都是在做什么项目？”
• “我想理解在Uniswap中经常提到的AMM、流动性供应者等词。”
• “Uniswap的版本有V1、V2、V3，各个版本有什么不同？”
• “听说Uniswap V3很厉害，究竟有什么特别之处？”

那么，让我们带着这些疑问一起进入Uniswap和AMM的世界进行探索吧。

AMM简介

Uniswap显然是我们所熟知的DEX。DEX是Decentralized Exchange的缩写，表示可以交易加密货币的去中心化交易所。你所阅读的文章的读者，你或许都曾在Upbit、Bithumb等交易所交易过加密货币。

对我们来说已经非常熟悉的界面

然而，像Upbit、Bithumb这样的交易所提供了用户方便交易加密货币的服务，但严格来说，这并不是在区块链上交易加密货币。加密货币都是由交易所托管的，而我们是在交易所提供的界面上，在交易所的账本上进行加密货币的交易。

因此，区块链社区自古以来就一直努力想在区块链上建立交易所。关于这个理由，这里不进行详细说明。这些早期尝试中的一个就是EtherDelta。EtherDelta是以太坊区块链上的早期DEX项目，受到了许多关注。

EtherDelta

EtherDelta就想图中所示那样，尝试在区块链上实现类似于现有交易所（CEX: Centralized Exchange）的订单簿基础交易所。订单簿是记录所有买卖订单的清单。简单说，就是在交易股票或加密货币时常见的报价单。订单簿基础交易所是将买家的订单与卖家的订单配对，当出价价格等于或高于订单的最低价格时，交易得以达成。

Upbit比特币的报价单

如上图所示，买家和卖家的订单排队等待特定价格和特定数量的成交，而订单簿基础交易所正是基于此进行成交的特点。

以EtherDelta为代表的订单簿基础DEX项目虽然在早期引起了社区的关注，但最终未能取得显著的成功。原因在于订单簿基础DEX存在以下致命缺点。

1. 进行交易时需要消耗过多的Gas费用。特别是订单簿以预先登记的方式处理买卖交易，所以在创建或取消交易时都会消耗大量Gas。
2. 由于一直存在的低扩展性问题，用户体验显著下降。订单簿基础交易所中创建订单的角色（Maker）尤为重要，低扩展性使得创建和管理订单变得极其困难。
3. 流动性不足。流动性不足既是原因也是结果。由于如1、2所述的各种原因，DEX上的用户少，而这又导致了流动性不足。这种流动性不足再进一步降低了用户体验，形成恶性循环。

因此，包括EtherDelta在内的一些早期DEX项目未能取得成功，并逐渐失去了市场关注。

在这种背景下，创新的DEX项目正是克服了传统DEX的局限性并完全改变了游戏规则，今天我们将研究的项目就是Uniswap。

在Devcon 3上宣布推出的Uniswap

有趣的是，Uniswap采取了与现有DEX项目完全不同的方式。Uniswap不再存在订单簿！取而代之的是，通过自动化市场做市商（Automated Market Maker; AMM），使用户的交易基于AMM算法自动匹配。

AMM是什么，如何运作，将在下面详细讨论。

通过引入AMM，Uniswap允许任何人自由提供流动性，并且用户可以基于这种流动性，按算法决定的价格随时进行交易。这极大地改善了DEX的可用性，并基于丰富的流动性，使任何人都可以随时完成其所希望的交易。

简单明了的Uniswap界面——有趣的是，除了输入希望交易量的框之外，什么也没有。

在Uniswap成功之后，许多基于AMM的DEX项目相继推出，Uniswap可以说对区块链生态系统产生了深远的影响，以至于现在所有DEX的标准都可以说是AMM。那么，到底AMM是什么？使用AMM的Uniswap又是怎样的，以至于能够彻底改变DEX的游戏规则？现在我们准备好去深入探讨Uniswap和AMM了。

Uniswap V1 — 引入AMM（CPMM和流动性供应者）

AMM — CPMM

在研究Uniswap之前，有必要先看看AMM究竟指的是什么。AMM指的是自动化的市场做市商，意即以去中心化的方式自动化地执行做市，即把买家和卖家的交易串联起来。虽然这样讲简单，但通过这种描述仍然很难理解。下面通过示例来简单看一下AMM是如何运作的！

AMM的主要组成部分包括价格决策算法、流动性供应者、代币对和交易者（进行代币交换的用户）。价格决策算法可以说是AMM的核心。Uniswap使用的是多种AMM模型中CPMM（Constant Product Market Maker，以恒定乘积作为市场做市商）。从名称上可以推知，CPMM是一种保持某种乘积（Product）始终恒定（Constant）的模型。Uniswap通过CPMM来确定其中的价格决策算法。要了解CPMM，我们还需要先了解其他组成部分。

• 代币对：指交易的代币对。例如，你在交易所用KRW购买ETH，或用ETH售出KRW，都是在ETH/KRW这个交易对中进行的。这由代币对组成的流动池（Pool）被称为流动性池。
• 流动性供应者：指向流动池中提供二种代币的流动性的主体。通过这样供应的流动性，以AMM的价格决策算法进行交易。
• 交易者：指形成代币对的二种代币进行交易的主体。交易者可以基于流动性供应者所创建的流动性进行交易。

在此，大家可能不太熟悉的概念是流动性供应者。对这两种代币都提供流动性究竟是什么意思呢？为便于理解，让我们暂时跳出区块链，转向游戏世界。

通过游戏中的商人，可以窥探流动性供应者的角色。 ( Source)

如果你玩过RPG游戏，通常会有一个与玩家交易物品的商人。玩家向商人支付金币以购买物品，或用物品换取金币。趣味在于，商人总是将物品与金币摆在台面上，持续为玩家提供交易机会。

玩家随时能够前往商人那里，若需要金币便出卖物品，若需物品便支付金币。然而，图中所示的游戏中的商人系统有个独特之处，其持有的物品和金币的量有限，超过该量就无法交易。

例如，该商人当前持有260金币，然而要出售的物品值502金币。因此，即使玩家销售该物品，最多只能获得260金币。如果玩家想买某个物品，但该物品售罄，即使支付再多金币也无法再购买。

提起游戏，正是因为商人所履行的角色与AMM的流动性供应者的角色非常相似。

商人始终针对物品和金币这两种交易提供机会，就像流动性供应者也始终针对两种代币对为交易者提供交易机会。

就像商人的物品或金币耗尽后无法交易那么一样，流动性供应者特定代币的流动性（物品、金币库存）也会耗尽而无法继续交易。 （严格来说，交易价格会无限攀升。详细内容将在后面讨论）。

但有一处差异，即商人对相同的物品始终以相同的价格进行交易，而流动性供应者所提供的两种代币的价格会根据供需而变化。这个价格的决定就是AMM的价格决策算法所需要完成的工作！

那么现在我们准备好看一下AMM的核心即价格决策算法了。包括Uniswap在内的大多数DEX使用的价格决策算法就是CPMM，它用公式X*Y = K来表示。

X和Y指的是代币对各自的代币（x，y）的储备（Reserve）数量。K是指X和Y的乘积。

例如，如果储备中的X和Y的数量分别为10和500，那么k将等于5000。

在CPMM中，所有交易之后，改变后的X和Y的乘积始终必须保持等于K（Constant Product）。而这个乘积的值只有在追加或移除流动性时才会改变，即使是进行再多交易也不会改变。在上面的示例中，交易者用1ETH进行支付并希望购买OMG。因此，交易者用1ETH可以购买的OMG数量为45.5个。 （500–5000/11）

需要注意的是，交易之前的1ETH的价格为50OMG，但实际交易后，则以1ETH兑换45.5OMG成交。导致预期价格和实际交易价格之间产生显著差距的现象被称为滑点（Slippage），由于Uniswap的CPMM特性，使得滑点是无法避免的。然而，应提供的流动性越多，相对滑点规模则会在执行相同规模交易时逐渐减少。而这直接强调了Uniswap的核心就是各个池中供应的流动性规模。

备注：在Uniswap系列接下来的文章中，我们将更详细地探讨Uniswap通过CPMM进行价格决策的方法。

那么，流动性规模为什么重要呢？下面我们将进一步探讨。

流动性和滑点

在CPMM等AMM中，滑点是如何产生的呢？在前面的示例中我们简要探讨过。但为什么流动性规模越大，滑点就越少呢？让我们通过示例简单看看。

当前假设ETH/DAI池中流动性供应如下。

• x: ETH / y: DAI
• 100 ETH : 1000 DAI (k = 100000)
• 1 ETH : 10 DAI (目前价格)

此时以二者代币的流动性为基础，XY = K图示呈现出上述形态。关键点是，无论曲线上的哪个点，XY始终应等于K。

在此示例中，交易者希望支付1000 DAI来购买ETH。当1 ETH的价格为10 DAI时，该用户预计能用1000 DAI购买到100 ETH。 (暂不考虑交易手续费)

然而，支付1000 DAI后，实际上只能得到50 ETH。这是由于CPMM的特性决定的，因此每个代币的流动性乘积必须保持不变。

100 1000 = 50 2000 = 100000

那流动性规模增加时，滑点为何最新荡到低？

在这一示例中，我们将流动性规模增加了1000倍。也就是说，现在ETH/DAI池中供应的流动性为10,000 ETH和100,000 DAI。接下来，我们希望仍然购买50 ETH。

惊人的是，你只需支付503 DAI便可以购买到50 ETH，几乎与所描述价格1 ETH / 10 DAI一致，因此滑点仅为3 DAI。这样一来，流动性规模越大的话，在同样规模的交易下，滑点也随之减小，这契合了之前图形中的理论。你可以看到，同样规模的交易时采用不同流动性规模，曲线上的点的变化会不同。这种原因便导致包括Uniswap在内的所有DEX都在争相确保大量流动性，以确保其Total Value Locked（TVL）。

但在AMM中，仅需求流动性规模的增加是解决滑点的唯一方法吗？并非如此。对于Uniswap团队的解决方案正是V3所引入的集中流动性（Concentrated Liquidity），其详细内容将在后面的文章中论述。现在只需记住V3近期集中关注解决这些问题，而非简单地依赖流动性规模。

Gas费用

现在我们再回到Uniswap。Uniswap推出后，其重点强调的两大部分之一是接下来讨论的CPMM，这种AMM的引入，另一部分则是提供了更有效的交易体验，尤其是在以太坊这一扩展性受限的环境下。

事实上，AMM这个概念并非Uniswap团队首次提出或研究。只是将CPMM这一简单模型高效地应用，并不能否认此前已有类似的尝试。

备注：关于AMM的历史和各种模型的讨论将在后续文章中详细论述，敬请期待。

可以看到Uniswap的Gas费用相对较低。

但在大多数情况下，由于多种原因使用性受到很多限制，而主要原因正是Gas费用。Uniswap在保留AMM的优势的同时，降低Gas费用，确保普通用户能够无压力地交易，这也是Uniswap能够在初期取得成功的主要原因之一。

流动性供应者

从上述滑点的讲解中已可看到，在Uniswap中，流动性供应者的角色极为重要。流动性并不仅在加密货币交易所中重要，对于其他资产进行交易的交易所同样至关重要。因此，通常向下单的主体提供如手续费折扣等优惠。

但Uniswap在此基础上进一步强化设计，使得流动性供应者能够获取交易手续费的绝大部分。每一位流动性供应者所提供流动性量对应获得LP代币，而这些LP代币便可以视为该流动池交易手续费用的一种 Share。这从表面上来看就是一个颇具颠覆性的结构，简单来说就是任何人都可以通过提供流动性而成为Uniswap的“主人”。所以，Uniswap得以相对轻松地确保相当规模的流动性，相较于早期的DEX如EtherDelta面临着巨大的流动性问题。

Uniswap V2 — 提升可用性（支持ERC20对，支持Flash Swap）

在成功推出不久后，Uniswap在约一年后于2020年5月发布了V2的更新。V2在大方向上与V1差别不大，但为了提升可用性，新增了多种功能。以下是对新功能的逐一简要说明。

支持ERC20 — ERC20 交易

在Uniswap的第一个版本V1中，未支持ERC20代币对。这意味着DAI/USDC的交易必须通过先转换为ETH而后交易。因此，在V2中对其进行了改进，不仅支持ERC20代币对，还升级为用户能够自定义交易路径。

DAIdd

在V2中，如图所示，用户可以直接交换DAI/USDC，而无需通过ETH来转换。底部示例展示了用户自定义Path来进行多对交换的功能。同时，V2与V1有所不同，V2不再使用原生ETH进行交易，而使用有偿ETH（Wrapped ETH ERC20）进行交易。

Flash Swap

V2中还新增了类似于闪电贷（Flash Loan）功能的Flash Swap（闪电兑换）功能。闪电兑换是指用户即便目前没有任何代币余额，也能从流动池借入任意数量的代币，并在一个交易内自由使用和还款的功能。

如图所示，V1不支持闪电兑换，因此代币余额不足的用户无法进行交易。但在V2中，用户可以从流动池借入所需数量的代币，然后在一次交易中将该金额和利息偿还。具体说，用户可以在一次闪电兑换交易中，偿还所有借入的牌息，或者仅偿还部分，或必须偿还借入的所有代币。否则则该闪电兑换交易将被撤销（revert），简而言之，该交易从一开始就不存在。

闪电贷或闪电兑换 在过去一年内频繁被提及，成为许多DeFi黑客案件的主要工具，而由此形成了大量的负面舆论。然而，Uniswap团队及整个DeFi社区认为，这一功能被用于攻击的行为是有问题的，而功能本身没有问题。因此，Uniswap团队尽管经历多次DeFi黑客事件，但依然引入了闪电兑换功能，并至今持续保持使用。

UNI Token和协议费用

在V2中引入了治理代币UNI Token，并在交易手续费的一部分转移至协议费用，从而分配给UNI代币持有者。这个背景缘于在SushiSwap出现后，Uniswap的流动性大量流失于SushiSwap，爆发了一系列被称为吸血鬼攻击的事件。

有趣的是，这一吸血鬼攻击引发了Uniswap和SushiSwap之间的竞争，最终对双方均产生了积极影响。尤其是Uniswap发行UNI代币后，形成了比之前更强大的社区，并成为进一步发展的契机。

Uniswap V3 — 引入中心化流动性

2021年3月，Uniswap宣布进行V3的升级。V3是在根本上改变了Uniswap的AMM，与V2显著不同。在此，将对变化的内容进行简要介绍，详细内容在后续文章中会涉及。

V3的主要特点如下。

• 中心化流动性（Concentrated Liquidity）
• 高资本效率（Higher Capital Efficiency）
• 有效流动性（Active Liquidity）
• 独特流动性（Non-Fungible Liquidity）
• 灵活的手续费体系（Flexible Fees）
• 许可证引入（License）

一目了然，变更的内容确实很多。但逐项仔细查看，你会发现都可以轻松理解。

中心化流动性

V3最大的变化是流动性处理方式的转变。先前流动性在所有价格范围内都有提供，而V3可以在指定的价格区间集中提供流动性。Uniswap将其称之为中心化流动性（Concentrated Liquidity）。

source: Finematics

现在，你对这种图形应该很熟悉。过去在曲线的每个点上提供流动性时，现在在图中指定的宽度内提供流动性即可。

通过这种方式，Uniswap可以高效地在稳定币间进行swap。由于V2按照CPMM（x*y=k）的特性在所有价格范围里均提供流动性，因此在始终与1美元价格Hook的稳定币间交易时，必然产生大量滑点。而这些缺点正是Curve Finance专注于稳定币交易而成功的主要原因。然而，V3克服了所有这些缺点，主要稳定币的交易量甚至超过Curve Finance的数据。

备注：顺便提一下，近期Curve Finance已发布新的AMM模型，超出了仅限于稳定币间的交换，并与Uniswap展开全面竞争。而SushiSwap也发布了新的AMM模型Trident，快速跟进这一趋势。未来主要DEX之间的竞争如何发展也将是一个非常有趣的话题。

资本效率

中心化流动性不仅仅有助于稳定币间的交易。通过在特定价格区间集中提供流动性，还显著提升了资本效率。

source: Finematics

通过Finematics提供的示例来详细分析。

这里有两个用户——志宇和英子。两者都持有$10,000，而ETH的现价为$1,750。在此情况下，志宇如同在V2那样，在所有价格点提供流动性。花费$10,000提供了5,000 DAI和2.85 ETH。而英子则积极利用V3的中心化流动性功能，仅在ETH价格$1,500到$2,500之间提供$1,200的流动性。

有趣的是，若假设ETH价格保持在$1,500到$2,500之间，英子即使只是用$1,200的流动性，就能取得与志宇相同的流动性效果。

志宇和英子投资的金额分别为$10,000和$1,200，但其结果相同。这表明，英子相比志宇更加高效地使用了8.34倍（10000/1200）的资本。现在，英子可将余下的$8,800用在其他地方，也可进行额外投资。那就是Uniswap V3所强调的资本效率的魅力所在。

备注：目前，Uniswap V3的24小时交易额约为1.3万亿韩元，在DEX中压倒性第一，甚至与一般中心化交易所的交易量相比也毫不逊色。这直接显示出新引入的集中流动性所带来的资本效率的强大。

有效流动性

不过，如果实际代币价格不在指定的价格区间内波动，超出该范围怎么办呢？这个问题引入了有效流动性（Active Liquidity）的概念。

源：Uniswap

例如，假设志宇在DAI和USDC中提供了流动性，当前1DAI的价格为1 USDC，并在价格区间设置0.984 USDC ~ 1.016 USDC。换句话说，志宇预计DAI的价格将只会在0.984 USDC到1.016 USDC之间波动。如果DAI价格恰好在这个范围内波动，是没有问题的，但如果超出这个范围会怎样呢？

最右侧的图能很好地展示这样的情况。若DAI的价格飙升至1.020 USDC，则志宇提供的流动性将不再有效。他所提供的流动性将被完全转换为USDC，而DAI则完全消失。显然，他将无法获取任何交易手续费。当然，若DAI的价格再度回归正常，志宇的流动性便恢复为有效流动性，即可再获得交易手续费。以此类推，在V3中，流动性必定会根据目前市场价格决定其有效性。

备注：仅仅通过以上内容，你可能会觉得难以充分理解有效流动性的概念。接下来的文章中进一步探讨V3时，你可以充分了解整体概念。## 非同质流动性

在之前的 V3 中，我们不断强调在提供流动性时指定价格区间。这也就意味着，每个流动性都可以在不同的价格区间提供。因此，V3 的流动性头寸具有与 V2 不同的非同质特性。

来源：Finematics

实际上，在 V2 之前，当提供流动性时，会获得表示其股份的 LP 代币，形式为 ERC 20。但在 V3 中，每个 LP 代币以独特的 ERC 721 形式发行。

来源：Opensea

上图显示的是在 OpenSea 上交易的 Uniswap V3 流动性头寸代币。正因为 V3 的流动性头寸以 NFT 形式发行，单独的头寸可以像这样单独出售。

灵活的费用

Uniswap V3 的交易手续费机制也进行了新的更新。之前的手续费是无论哪个交易对都统一收取 0.30% 的手续费，而在 V3 中，提供流动性时可以选择三种手续费中的一种。

一般情况下选择 0.3%，但在稳定币交易对的情况下，可以选择 0.05%，而流动性不足的代币则可以指定 1% 的手续费率。

许可

V3 在许可方面也有重大的变更。如你所知，区块链是基于开源精神的，DeFi 项目也大异其趣。然而，Uniswap V3 引入了 Business Source License 1.1，而非开源许可证，这一政策预计将维持约两年。在这样的背景下，像 SushiSwap 这样直接利用 Uniswap 代码的项目，往往会通过类似吸血鬼攻击的事件威胁 Uniswap 存在。这一决定引发了区块链社区的诸多反对，但 Uniswap 社区的 UNI 持有者通过支持暂时引入商业许可证，使这一做法最终获得了正当性。不妨关注一下这种现象是否会在 Uniswap 之外的其他团队中延续。

结尾

我们从 DEX 的早期历史开始，到 AMM，再到 Uniswap V3，确实一次性覆盖了许多内容。这篇文章专注于将多个概念尽可能简单地传达给大家，因此很遗憾没有深入探讨每个概念。尤其是 V3 的部分，不得不简略说明。然而，如果你继续关注接下来的旅程，我相信阅读这篇文章时产生的新疑问都能得到解决。

感谢所有阅读这篇长文的朋友们，也请对接下来的文章多多关注。

我们下篇文章再见！

[UNISWAP 系列]

1. 理解 Uniswap
2. 理解CPMM
3. 深入了解Uniswap V3
4. 理解 AMM

参考文献

• Uniswap V1 白皮书
• https://uniswap.org/blog/uniswap-history/
• Uniswap V2 概述
• Uniswap V2 白皮书
• https://uniswap.org/blog/uniswap-v3/
• https://uniswap.org/whitepaper-v3.pdf
• https://mvpworkshop.co/blog/uniswap-v3-explained-all-you-need-to-know/
• https://medium.com/taipei-ethereum-meetup/uniswap-v3-features-explained-in-depth-178cfe45f223
• https://finematics.com/uniswap-v3-explained/

• 原文链接： medium.com/@aiden.p/unis...
• 登链社区 AI 助手，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，还请包涵～