SWAP:解析Uniswap V3如何更好地提高资金利用率

导语

本文为QuarkChain创始人兼CEO周期博士为其担任顾问的项目提供的一套提高资金率的原理设计。目的在于分享DeFi设计思想并同更多DeFi爱好者进行交流，周期博士首先从对Uniswap的资金利用公式出发，分析了Uniswap采用的提高单个交易对资金利用率的方法，然后在这个基础上设计了更多个币种构建集合资金池的流动性原始方案，并分析了这种方式能够带来的优点如更高的资金利用率，更低的Gas和更高的LP回报。欢迎就本文的模型设计同周期博士进行交流。UniswapV2的简要回顾

UniswapV2是最受欢迎和最成功的DEX，以交易对形式，通过曲线对成对资产进行定价并进行兑换，其原理如下：

Beosin：Avalanche链上Platypus项目损失850万美元攻击事件解析:2月17日，据区块链安全审计公司Beosin旗下Beosin EagleEye安全风险监控、 预警与阻断平台监测显示，Avalanche链上的Platypus项目合约遭受闪电贷攻击，Beosin安全团队分析发现攻击者首先通过闪电贷借出4400万USDC之后调用Platypus Finance合约的deposit函数质押，该函数会为攻击者铸造等量的LP-USDC，随后攻击者再把所有LP-USDC质押进MasterPlatypusV4合约的4号池子当中，然后调用positionView函数利用_borrowLimitUSP函数计算出可借贷余额，_borrowLimitUSP函数会返回攻击者在MasterPlatypusV4中质押物品的价值的百分比作为可借贷上限，利用该返回值通过borrow函数铸造了大量USP（获利点），由于攻击者自身存在利用LP-USDC借贷的大量债务（USP），那么在正常逻辑下是不应该能提取出质押品的，但是MasterPlatypusV4合约的emergencyWithdraw函数检查机制存在问题，仅检测了用户的借贷额是否超过该用户的borrowLimitUSP（借贷上限）而没有检查用户是否归还债务的情况下，使攻击者成功提取出了质押品（4400万LP-USDC）。归还4400万USDC闪电贷后， 攻击者还剩余41,794,533USP，随后攻击者将获利的USP兑换为价值8,522,926美元的各类稳定币。[2023/2/17 12:12:32]

其中x和y是池中资产的余额。给定Δx，为了将Δx交换为Δy，UniswapV2将执行以下计算

奇虎360公开“基于联盟区块链的标识解析方法”专利:8月30日消息，北京奇虎科技有限公司、中国信息通信研究院日前联合公开一种“基于联盟区块链的标识解析方法、装置、存储介质及服务器”专利，申请日期为2021年4月29日，申请公布号：CN113315811A。天眼查App显示，该专利属于计算机技术领域。方法包括在第一对外节点接收到标识解析请求的情况下，从第一对外节点对应的本地数据库中查询是否存在与标识解析请求中的标识符对应的IPFS哈希值。

若未查询到IPFS哈希值，则基于标识解析请求向联盟区块链中除第一对外节点之外的其他节点发送第一查询请求；接收由联盟区块链中响应于第一查询请求的节点发送的IPFS哈希值，并基于IPFS哈希值通过第一对外节点访问IPFS服务，以获取IPFS哈希值对应的标识解析信息由此可有效提高对标识解析过程的安全性，保证通过标识解析得到的数据不易被篡改。（邮箱网）[2021/8/30 22:45:51]

BitDNS入选火种源计划，将为BitCherry生态应用提供域名解析服务:据官方消息，2021年4月14日，BitDNS成为首批加入BitCherry分布式商业生态的合作伙伴。BitDNS将为BitCherry链上应用提供分布式域名解析服务，实现一键去中心化，帮助企业和个人用户更加便捷、安全的参与数字资产交易，管理链上价值数据信息。BitCherry将携手BitDNS打造去中心化的网络生态系统，建立安全便捷的链上分布式商业生态体系。[2021/4/14 20:18:34]

这样兑换后仍然满足xy=k不变量，价格为

UniswapV2的一个很大的特点是无需授权-任何人都能够通过提供代币创建一个两种资产的交易对。例如，通过在池中提供x=1ETH和y=3000USDT，LP可以创建一个交易对，ETH最初定价为3000USDT/ETH。尽管UniswapV2获得了广泛采用，但UniswapV2的关键问题是其资金效率低，因为流动性分布在价格上。这意味着如果两种资产的价格集中在一个相对较小的范围内，池中沉淀大部分资产并没有参与兑换，从而导致高滑点和LP较低的手续费收益。将流动性集中的UniswapV3

分析 | 资金流入榜首DASH盘面解析:在过去24小时中，DASH在各主流币中非常强势，资金净流入31.97亿人民币。从图中可以看出，DASH目前4小时走势处于上升楔形三角中，底部不断抬高，100均线上穿长期200均线，表明近期压力位将会上移，并且MA100和MA 200将会对币价起到支撑作用，不过目前两均线的缺口在收窄，说明近期上冲动能在逐步减弱，RSI显示进入超买区域，短期有回撤蓄势的需求，上方压力95，下方支撑89，收盘若站稳89上方，还会有上涨空间，反之币价可能回撤至三角底部$75附近寻求支撑。利好消息面，区块链支付服务PolisPay宣布与Dash合作，将支持其万事达卡借记卡。[2019/3/13]

UniswapV3通过一种称为集中流动性的技术改善了低资金效率问题，该技术使用以下曲线：

分析 | 杯柄形态ENJ最高涨幅83% 盘面解析:金色分析师：今日山寨币ENJ最高涨幅83%，消息面上，ENJ确定成为三星Galaxy S10手机的合作伙伴。从盘面上看，小时图币价在未启动前一直处于上升趋势中，前期已经涨了一波，缩量调整回落，然后放量上攻，到达前期高处时候，又再次缩量调整，然后在放量上攻突破前期高点，然后币价进入直线拉升趋势，营造杯状带柄形态。[2019/3/8]

其中兑换的实际价格在范围，p_a<p_b。如果设置p_a=0和p_b=+∞，V2本质上是V3的特例。在提供流动性时，UniswapV3会向LP询问流动性的价格范围。

这允许LP将流动性集中在目标价格范围内，从而实现更高的资金效率。以稳定币兑换为例，从下图中，95%的流动性集中在价格区间，实现了比UniswapV2约2000倍的资金效率。由于流动性集中，兑换USDC/USDT的滑点远低于V2，因此对于池中提供的相同数量的资产，相比V2LP可以收到更多的手续费奖励。

由于流动性集中，UniswapV3的TVL增长非常顺利，3个月左右达到2.5B。集中多资产的流动性

UniswapV3只为一对资产提供集中流动性。那么一个自然的问题是：「如果在一个资金池中集合多个资产会怎么样？」通过集中更多资产的流动性，我们可以实现更高的资金效率，因为资产可以共享一个池中的流动性而不是各自的流动性。相比之下，在V3中，由于直接兑换的流动性不足，兑换可能会被路由到多个交易对。例如，交换TUSD->BUSD可能会被路由到TUSD->USDT->BUSD，这意味着交易者将支付更多的费用，滑点也随之提高。所以核心问题是「多资产流动性集中的曲线应该是怎样的？」遗憾的是，答案并不简单，而是更为复杂。让我们从从集中流动性能够获益最多的稳定币兑换开始。假设两个稳定币的价格在之间，我们可以将V3曲线简化为

其中=。简化曲线的好处是它有点对称。首先，让我们先添加第三个稳定币交易对，得到以下等式

请注意，三个资产的方程与两个资产方程相比有一些细微变化：●等号右边是L3而不是L2●等号左侧我们使用p的立方根，而不是使用p的平方根。依靠这个等式，我们有一个关键结果：

命题1.给定池中任意数量的资产，{x,y,z}，通过上图曲线交换任意两个代币的价格会在的范围内示例：三个币种均匀分布的情况●3个稳定币，取小数点后6位●x,y,z=，即每个资产在池中各有1M●p=0.999，即价格区间为由于三项相等，我们有：L=x/(1—?0.999)=2998.99977x请注意，与xy=k曲线相比，我们的资金效率约为2000倍。用10,000e6的代币0交换代币1将返回9999.96e6T1，曲线看起来像

●多个价格区间。例如，假设我们有p_0<p_1，LP可以选择其流动性的价格范围之一。因此，该算法将联合求解以下方程以进行兑换。

●不同资产的不同价格范围，其中的等式可能看起来像

结束语

集合资产的流动性是DEX中最热门的话题之一，因为它具有以下好处：●更高的资金效率●降低滑点●更多LP收益UniswapV3是第一个为成对资产提供集中流动性的DEX。对于稳定币兑换，资金效率可以提升至2000倍。我们也设计出了一个可以集中超过三个资产的流动性池：●在多种资产之间共享流动性●非常适合稳定币兑换●可以成为同一资产稳定币互换市场中的竞争性产品●用Solidity编写的智能合约

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