UniswapV2重要内容分析

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一、Uniswap V2 概述

Uniswap V2 是以太坊上去中心化交易协议的第二个主要版本，于 2020 年 5 月推出。它允许任意两个 ERC20 代币之间的自动交易（无需 ETH 作为中间媒介），并引入了时间加权平均价格（TWAP）、闪电贷、合约模块化等改进。

二、核心组件

1. Factory 合约

• 用于部署新的交易对（Pair 合约）。
• 每个交易对由两个代币决定，地址固定由 keccak256 和 CREATE2 算法计算得出。
• function createPair(address tokenA, address tokenB) 用于创建新的交易对。

2. Pair 合约

• 每一个 Pair 是一个独立的交易对合约，维护两个代币的储备。
• 提供核心的流动性添加、移除、代币兑换逻辑。
• 实现了 AMM 模型 x * y = k 的逻辑。

3. Router 合约

• 为用户提供易用接口来进行交易、添加/移除流动性。

• 封装对 Pair 合约的底层调用逻辑。

• 主要函数如：

  • addLiquidity
  • removeLiquidity
  • swapExactTokensForTokens
  • swapTokensForExactTokens

三、核心机制

1. 自动做市商（AMM）

Uniswap V2 使用的模型为常数乘积公式：

x⋅y=k

其中：

• x 为 token0 的储备量，
• y 为 token1 的储备量，
• k 为常数，在添加/移除流动性除外，交易过程始终保持不变。

任一交易操作（swap）都必须使 x * y 增加或保持不变（考虑手续费后）。

2. 手续费机制

• 每笔交易收取 0.30% 的手续费。
• 其中 0.25% 归流动性提供者（LP），0.05% 可选归开发者地址（默认关闭）。

手续费以“留在池子中”的方式表现，即：

• swap 后的代币会让池中 k 增加，LP 通过移除流动性分享这一增长部分。

3. 流动性提供

添加流动性

• 用户需按当前池子价格比例存入两种代币。
• 系统根据最小价值那一边计算本次提供的流动性，铸造对应的 LP Token。

移除流动性

• 用户销毁 LP Token，按比例提取两种资产和对应的手续费收益。

四、LP Token 计算公式

uint public constant MINIMUM_LIQUIDITY = 10**3;

if (_totalSupply == 0) {
    //第一次添加流动性Token
    liquidity = Math.sqrt(amount0.mul(amount1)).sub(MINIMUM_LIQUIDITY);
    _mint(address(0), MINIMUM_LIQUIDITY); // permanently lock the first MINIMUM_LIQUIDITY tokens
} else {
    //>1 次添加流动性Token
    liquidity = Math.min(amount0.mul(_totalSupply) / _reserve0, amount1.mul(_totalSupply) / _reserve1);
}

初始添加流动性时： liquidity = (amount0 * amount1) ^ (1/2) - MINIMUM_LIQUIDITY;

非首次添加时： liquidity = min(amount0 totalSupply / _reserve0 , amountb totalSupply / _reserve1);

为什么要保留MINIMUM_LIQUIDITY： <!--StartFragment-->

1. 防止初始流动性提供者抽走全部资金

   • 如果没有 MINIMUM_LIQUIDITY，第一位添加流动性的用户可以：
     1. 添加流动性
     2. 立即移除全部流动性
     3. 由于精度误差，池子可能会残留极小数额，导致后续交易异常 加上 MINIMUM_LIQUIDITY 后，即使提供者移除全部流动性，这部分是 永远无法移除的，能确保池子仍有小量残余资产，防止错误。

2. 保持系统最小量精度稳定性

   • EVM 的整数运算精度有限，当总 LP token 为 0 或非常小时，乘除法中容易出现精度损失、结果为0、或 division by zero 的错误。

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五、价格与滑点计算

Uniswap V2 的价格由池中两种代币储备决定：

$Ptoken0 / token1 = reserve1 / reserve0$

交易中因 x*y=k 的保持，价格会随交易滑动，产生所谓“滑点”。

例如，要用 token0 换 token1，输入 Δx 后，得到：

$Δy = reserve1−(reserve0 reserve1) / ( reserve0 + 0.997Δx) $

注意：0.997 是手续费后的因子。

六、时间加权平均价格（TWAP）

每个区块更新一次 price0CumulativeLast 和 price1CumulativeLast 累加器：

$priceX+=currentPriceX⋅timeElapsed$

外部合约可根据两个时间点间的差值除以时间，得出该段时间的平均价格。主要用于喂价和防操纵。

七、闪电交换（Flash Swap）

允许用户“借出”池中资产，在同一笔交易中归还或回滚：

• 使用 swap 函数时，设置 to 为一个合约地址，该地址实现 uniswapV2Call 回调。
• 在回调中用户可执行任意逻辑（如套利），最后归还资产加手续费。

用途包括：

• 套利
• 抵押再融资
• 抵押清算

八、合约安全细节

• 重入攻击控制：使用 lock 修饰符。
• 防止滑点和前置交易：建议设置 minAmountOut。
• ERC20 兼容性问题：V2 默认不支持 fee-on-transfer 代币，但 Router 有 supportingFeeOnTransfer 变种方法。

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