FINA:分析：Uniswap LP价值评估中的“坑”是什么？

最近在研究Defi衍生品价值评估的问题，比如Uniswap的Liquitidyprovidor(LP)Token该如何估值呢？直观的感觉就是LPToken的价格等于Pair中代币数量的总价值除以LPToken的总量。

其中r(token)是指Pair中代币的reserve数量，p(token)是指代币的价格，totalSupply是指LP的总量。这个公式貌似没有问题，但在实践中却遇到了大问题。

WarpFinance被黑

2020年12月17号一个名为WarpFinance的Defi项目被黑了，黑客通过闪电贷操纵Uniswap的ETH-DAI代币数量大幅提高了LP价格，然后黑客从WarpFinance借走了超过770万美元的稳定币，而黑客抵押的LP最终兑换的价值仅为586万美元。

WarpFinance是一个抵押借贷项目，它的抵押品是Uniswap的LP，通过超额抵押LP能借出DAI、USDC等稳定币。如果你持有ETH这样资产，你可以将ETH放到Compund或者Aave这样的抵押借贷平台吃利息，也可以放到Uniswap中做市获取交易手续费。在Uniswap中做市得到的LP流动性很差，如果你持有LP但是又需要稳定币咋办呢，可以拿LP去WarpFinance中抵押借稳定币，WarpFinance这个项目的意义就在于此。

分析：以太坊网络增长主要由稳定币驱动:Ambcrypto发文称，有证据表明，与ETH相比，不断增长的稳定币的主导地位对以太坊增长的贡献更大。在过去的几个月中，Tether的发行量激增，这也有助于缩小其总市值与ETH总市值之间的差距。在以太坊上大量使用Tether可能会抬高ETH的价格，其逻辑是，新代币发行被插入了消费者的需求中，这反过来又意味着更多的交易，因此也就增加了gas需求。Tether已经在以太坊上消耗了最多的gas，但是这并没有转化为提升价格，研究人员认为，ETH的价格未能赶上新的需求。同样，即使Defi已被确立为一个新的细分市场，但还不足够令人兴奋以影响价格，或者市场尚未意识到这种影响。其次，自从Tether推出以来，ETH的货币因素发生了变化。根据研究，用户主要持有和释放大量Tether，而非ETH。此外，稳定币在以太坊上的活跃地址总数已从10％增加到40％。这表明以太坊的增长主要由稳定币驱动。研究人员称，如果其他公用事业网络不会在短期内进入市场，DeFi应用程序可能只会增加以太坊的使用量。[2020/6/25]

对于抵押LP借稳定币这个逻辑而言最关键的就是LP的价格，价格估低了倒还好，只是影响LP资产的使用效率，如果是价格给估高了，则会给项目带来非常大的损失。WarpFinance中计算LP价格的代码正如上文所示的公式一样：

分析：BTC年度链上及社交基本面指标表现强劲，或涨至1.1万美元:加密分析平台Santiment表示，比特币的估值上升之际，也显示出了强劲的年度链上和社交基础面，但月度数据并非如此：“在年度时间框架上，BTC在DAA、交易量和社交量上都呈现出明显的上升趋势。尽管BTC价格可能会保持在1.1万美元甚至更高，但从5月初以来的短期月度数据看，这三个指标却是略有下降的。”（The Daily Hodl）[2020/6/2]

公式是没问题的，那黑客到底是怎么攻击的呢？先看看黑客攻击的交易，通过etherscan和ethtx.info展示的交易执行数据可以得到下面的攻击流程：

每个步骤之后黑客地址上的币种余额变化如下表所示：

黑客的操作简单的总结就是：

通过闪电贷借ETH和DAI

添加流动性获得LP

向WarpFinance抵押LP

大量卖ETH抬高LP的价格

分析：比特币挖矿难度调整意味着矿工的回归:4月21日，比特币挖矿难度上调了8.45%至15.96T。挖矿难度的增加意味着现在有更多的矿工在相互竞争。系统中的矿工数量越多，哈希率越高，因此网络上的挖掘难度越高。然而，必须指出的是，在此次调整之前，比特币挖矿难度在3月份下降了近16%，这是在挖矿变得无利可图后，比特币历史上最大的降幅之一。4月8日，比特币挖矿难度再次进行了调整，上升了5.77％至14.72T。由于最近两次难度调整显示出向上的趋势，因此可以推断出矿工已经大量返回网络。但是，在下个月减半之前，还有另一次难度调整。根据Blockin的说法，5月5日之前将进行另一项调整，将使难度提高8.5％至17.31T。在进行下一次难度调整后，难度和哈希率可能会使开采一个区块的时间进一步减少。（AMBcrypto）[2020/4/22]

从WarpFinance那里借到超过LP实际价值的稳定币

归还闪电贷借来的ETH和DAI

为什么LP的价格能被抬高，黑客为什么是卖ETH而不是反向操作？这个需要分析下上面那个LP的价格计算公式。根据Uniswap的AMM规则有：

行情 | 比特币价格分析：等待三角突破:据coincryptorama消息，比特币仍然徘徊在6000美元附近的长期支撑位上，并在其长期底线附近形成了一个小的对称三角形。突破三角形底部可能导致关键支撑区域的实际测试，而突破走高可能表明多头正在回归。100SMA在此时间框架下低于长期200SMA，表明阻力最小的路径是下行路径。抛售更有可能恢复而不是逆转。此外，100 SMA似乎保持动态阻力，因为它与三角形的顶部对齐。移动平均线之间的差距也在扩大，以显示出强劲的抛售压力。RSI指向显示仍存在一些看涨压力，但振荡指标接近超买水平以反映疲惫。[2018/9/11]

在黑客从WarpFinance借稳定币之前只对ETH-DAI池进行了卖ETH操作，这个操作不会影响totalSupply。另外一方面在WarpFinance的实现中p(token)的价格采用的是Uniswap的X-USDC池子ETH-USDC和DAI-USDC的代币价格，而且是时间加权平均价(TWP)，这个价格是黑客没法操控的。再加上price(DAI,USDC)的价格可以认为是1，因此LP的价格公式（忽略掉totalSupply)可以简化为：

Coindesk分析：BTC突破7780美元将有望冲击8000美元:Coindesk分析师：BTC仍于7600美元上方横盘，4小时图显示倒置的旗状图案，突破7780美元将有望冲击8000美元，跌破旗状图案可能导致大跌跌破7000美元。[2018/6/8]

在兑换发生前ETH-DAI池的k值我们可以通过ethtx.info上的日志信息看到

UniswapWETH-DAI.Sync(reserve0=60911018344037202213498302,reserve1=94928655114461712381666)

计算得到的k值大概是5.7*10^12，而兑换前p(ETH,DAI)的价格为640左右，而在受攻击前p(ETH,USDC)跟p(ETH,DAI)的值应该是差不多的。因此根据给定的k和p(ETH,USDC)可以绘制LP的价格与DAI的数量的函数关系曲线图，如下所示：

这个曲线是存在一个最低点的，从图中可以看到当r(DAI)的值在6.04*10^7的时候LP的价格最低，而黑客在攻击的时候池子中的r(DAI)为6.09*10^7恰好就在最低点附近。从曲线上看最低点左侧的曲率更大，因此减少池子中的DAI就是一个更优的选择，这也是为什么黑客选择卖ETH。

AlphaFinanceLab的做法

在WarpFinance被黑客攻击后，AlphaFinanceLab在twitter上指出了WarpFinance计算LP价格的问题：

AlphaFinanceLab计算LP价格的代码如下图所示：

从代码中可以看到

这个公式是怎么来的呢？实际上这个公式依然基于WarpFinance所采用的公式，但是AlphaFinanceLab认为不能使用ETH-DAI池中的r值，应该使用一个所谓公允的值r`。假定ETH-USDC和DAI-USDC中的价格都是公允的，那么

上面这个公式中LP的价格受p(ETH,USDC)和p(DAI,USDC)的影响，假定p(DAI,USDC)的值始终是1，如果要使LP的价格翻一倍则p(ETH,USDC)需要翻4倍，而这个操纵是很容易的只需要往ETH-USDC池子中投入跟r(ETH)相同数量的ETH然后换出r(USDC)数量一半的USDC就能达成。回头看看WarpFinance攻击过程中的第6步，黑客卖出大量的ETH使得ETH-DAI中ETH的价格由最开始的640降到30左右，即使最开始ETH-DAI池有大概6100万美元的DAI，但显然这个池子的深度在黑客借来的ETH面前还非常不够看。

不过AlphaFinanceLab采用的公式确实比WarpFinance要好一点，它的LP价格曲线是一个抛物线，并不存在像WarpFinance中有某个最低点，因此不会被精准攻击。另外要攻击也只能执行买入ETH的操作。

更优解？

给资产进行估值的时候本质上是在干什么？本质上是在看资产能卖多少钱，比如ETH的价格是100USD，那么1个ETH的价值就是100USD。但是如果是给10000个ETH进行价值评估就不能以100USD的价格进行计算，因为100USD只是市场当前的盘口价格或者是TWP，而真正将10000个ETH卖出得到的实际成交价往往比报价要低。

市场的流动性分散在多个地方，有中心化交易所也有去中心化的交易所，如果Defi项目对资产的评估依赖的是链上的报价那么资产的流动性也只能依赖链上。以WarpFinance为例，在第6步中黑客往ETH-DAI池注入了341217个ETH来交换DAI，此时第5步黑客抵押的94349份LP也会对应大量的ETH，这么大量的ETH能以p(ETH,USDC)的价格卖出吗？显然是不可能的。

实际上Uniswap本身就提供了更精确的接口来帮助我们评估卖出一定数量的ETH到底能得到多少个USDC：

functiongetAmountsOut(uintamountIn,addresscalldatapath)externalviewreturns(uintmemoryamounts);

而且这个接口还会把实际交易过程中收的手续费算进去，因此会非常准确。

结束语

以资产作为抵押的项目被攻击的手段一般都是抬高资产价值然后借出比资产价值实际上高的多的稳定币，而链上价格非常容易被闪电贷操控，而且操控的幅度会超出你的想象，比如WarpFinance攻击中把ETH-DAI池中的ETH价格从640打到30。评估资产的价值要以资产实际被卖出时能值多少钱为准，也许实际上做不到这一点，但是要往这个方向努力。

但最重要的还是要有足够高的抵押率，WarpFinance的抵押率就不高所以才被攻击成功，这种项目在最开始启动的时候最好设置高额的抵押率确保安全，即使用户的资产利用率低一点也没关系。

如果WarpFinance能在受攻击后第一时间从ETH-DAI池把ETH取出来然后在中心化交易所上以合适的卖出也是不会遭受损失的，但实际上当ETH-DAI池出现30这样的低价后，无数的套利机器人就像闻到血腥味的鲨鱼一样扑了上来，很快就会填平这个差价。WarpFinance在反应过来的时候为时已晚。

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