DeFi入门必读—DEX的运行逻辑

2020年4月,DeFi生态瞬间爆发,一年时间内DeFi生态如火如荼地蓬勃发展,各类创新项目层出不穷,资本纷纷入场布局,作为流动性挖矿的鼻祖Uniswap,已跻身数字货币市值第九位。

Uniswap之所以成为DeFi生态的龙头DEX(decentralized exchange—去中心化交易所),核心为其首创的自动做市商系统—AMM(Automated Market Maker),为POS(Proof-Of-Stake权益证明)机制的市场提供了流动性的基石,与传统的CEX(centralized exchange—中心化交易所,如币安、火币,OK等)订单簿交易模式不同,在Uniswap任何人都可通过添加代币对的流动性,来实现不同代币对的交易兑换,无需对手盘,极大的降低了交易的门槛,更贴近DeFi及区块链的本质—去中心化。因此参与DeFi,了解DEX的运行机制及底层原理,是门必修课,下文会为大家针对Uniswap的底层原理,作出较为接地气儿的解读,即使对区块链概念理解薄弱,也能看懂其底层逻辑及应用价值。

UNI发展路线

Uniswap其实早在2018年就已上线,得益于2020年DeFi生态.大火,Uniswap是为数不多的于市场契合的DeFi项目,其致力于创造 "一个世界上任何人都可以获得金融服务而不必担心歧视或对手风险的环境 ”。

UNI的现状

Uniswap于2018年11月获得Ethereum基金会的10万美元资助,Uniswap v1年于201811月在DevCon 4上发布。2019年4月,Uniswap以500万美元的前期估值在Paradigm筹集了182万美元的种子融资。第二版本Uniswap v2于2020年5月推出上线。2020年6月,Uniswap在A轮融资中以3900万美元的前期估值筹集了1100万美元,以为其下一个协议迭代提供资金,第三版本的Uniswap v3 也将在今年上线。

Uniswap到底是什么

官方介绍摘要:

Uniswap是一种自动流动性协议,由恒定的产品公式提供支持, 并在以太坊区块链上的不可升级智能合约系统中实施。它消除了对受信任的中介机构的需要,并优先考虑了权力下放,审查制度限制和安全性。

每个Uniswap智能合约或一对智能合约都管理由两个ERC-20代币的储备组成的流动资金池。

任何人都可以通过存入每个基础代币的等值来换取池代币,从而成为池的流动性提供者—即LP(liquidity provider)。这些代币跟踪总储备中按比例分配的LP份额,并可随时赎回相关资产。

简单地说,Uniswap是一个真正意义上的去中心化交易引擎。不同于CEX(中心化交易所)的订单薄交易模式(即发起挂单需求,撮合交易),在Uniswap的机制下,用户不需要经过CEX作为中间商(不会出现 插针 宕机 盗币的问题),用户可以直接使用钱包在在链上进行交易。

Uniswap的核心

1)数学模型

Uniswap的核心运行机制为建立了稳定且具备流动性的供给池,以资金池兑换模式来进行“交易”,这里的交易过程实际可以理解为一个代币兑换的过程,即用户在一个A-B对资金池内的,通过注入一定金额的代币A,兑换一定金额的代币B,A与B的兑换比例是需要一个定价/汇率,其实现依据一个恒定乘积数学公式为x*y=k,x与y分别代表两种资产在流动性池子内的数量,k是一个常数不变量(恒定乘积公式,传统金融市场内,各国法币汇率也如此),则兑换的过程使得A增多,B减少,实现了k的恒定。

2)流动性的实现

回到公式xy=k,若我们用A兑换了等值数量的代币B后,使得x增加m,y减少n,则兑换后(x+m)(y-n)=k每进行一次代币的兑换,就会导致代币对的兑换汇率发生变化,即常说的价格滑点,基于简单的数学分析可以看出,如果池子内的x与y无限大,则相应的兑换汇率滑点越小,市场流动性也就越大。因此其系统流动性依赖于资金池代币对贮藏量,也就是常说的TVL(total value lockede)

3)自发可持续的流动性增长

增加资金池内的代币交易的对,即可提高资金池的流动性,Uniswap为流动型提供者LP(liquidty provider),提供流动性代币,流动性代币可以随时赎回注入的ERC20代币资产。此外的,Uniswap通过对代币兑换交易收取3%手续费,用以激励LP。Uniswap的生态参与者可以分为三类:流动性提供者LP,开发者(项目方),交易者。

至此,一套完整的Uniswap V1模型就基本完备了,以上侧重讲述其底层运行逻辑,笔者认为,理解Uniswap的关键在于以上部分,其他信息相对来说不需要过多赘述,简单描述即可get其要点。

UniswapV1 的缺点

1)Uniswap V1对ETH的依赖。

在V1版本中,Uniswap将ETH作为过渡代币,实现ERC20代币对的交易,例如:代币A与代币B交易路径为:代币A—ETH,ETH—代币B,则使用ETH作为过渡桥最大的弊端可见,ETH的市价波动降为交易兑换带来额外的永久性的损失,当A与B价格强相关,并且与ETH价格走势完全背离时,损失是巨额的。当然两笔交易对应2笔gas费,也是一笔不小的损耗。

2)K值的安全性。

x*y=k,即k值对当前市场价的强依赖关系。通过前面的描述我们知道,恒定乘积公式的完备流动性使得代代币的兑换价格能够无限趋近于正常的市场价,其市场价格指的是**结算时间点的市场价格,你想到了吗?假如在结算时间点,交易对中的一个代币价格发生剧烈波动,那在执行兑换时就会出现汇率骤变,**这一点就会导致心怀恶意的攻击者利用或操控某一代币的价格来实现套利。

最出名的 bZx 闪电贷套利事件就是利用了这个机制的弱点,使用 Uniswap 作为价格预言机(预言机:简单理解为一种参考数据,来支持正常交易的合理运行,

攻击者使用借出的资金对Uniswap 进行砸盘,导致其价格短时间内剧烈变化,此时,使用 Uniswap 作为预言机的平台读取的是实时砸盘后的价格,出现了巨大的套利空间。套利完成后,攻击者归还在闪电贷中借出的资金,完成交易。而整个交易过程都在一个区块的一个交易中一次性完成,也就是闪电贷。

可以发现在 bZx 事件中,由于平台使用了 Uniswap 最后时点的执行价格产生了不符合预期的价格。但V1的机制使这个价格在 Uniswap 是真实的,但和其他平台是价格存在很大的偏差。由于闪电贷在一个区块中迅速完成所有的操作,Uniswap 的执行价格没有和其他平台进行套利拉平的机会,为攻击者带来了巨大的套利空间。

Uniswap V2的重要改进

基于上述问题,Uniswap V2做了针对性优化,最重要的更新为以下三点:支持任意ERC20代币交易对,预言机功能改进,闪电兑换。

支持任意ERC20代币交易对

看过前面的内容,这里自然不需要过多赘述,这项改进让其摆脱了对ETH作为过渡桥的依赖,直接创建任意代币的交易对,不再受ETH价格波动影响,交易对代币的兑换汇率更加合理;当然如果你存入的交易对为ETH-某ERC20代币,Uniswap会自动生成一个映射代币WETH,不影响实际的交易流转。

预言机功能

一句话概括为:结算价格的执行参考数值,由瞬时价格改进为**时间加权平均价格。**该机制的重点是引入了时间参数权重,通过纪录历史成交价格,计算一个市场合理价,其具体执行逻辑为:

时间权重的平均价格=(当前累积价格 - 上一次累积价格)/(当前时间戳 - 上一次时间戳)

计算过程中,累积价格包含了上一次交易区块中发生的截止价格,但不会将当前区块中的最新截止价格计算进去,这个计算要等到后续区块的交易发生时进行。因此累积价格永远都比当前区块的最新价格(执行价格)慢那么一个区块。

V1版本中攻击者只需要操控最后时间点的价格即可完成恶意砸盘操纵汇率,在V2的机制内,累积价格永远比当前价格慢一个区块,如果攻击者想要操控汇率就意味着要操纵一段累计时间内的交易价格交易实现控盘,显然这个操作难度和成本都是极高的,并且得不偿失,极大地改进了其作为预言机的稳定性。

闪电兑换

可能是基于V1闪电贷时间的启发,V2版本提供了闪电兑换功能,也是实现了与闪电贷的结合联动,其原理与闪电贷基本一致,套利者必须在原子交易结束前完成代币归还,才能保证闪电兑换的成功,并且用户在归还时支持交易对中任一token。其的最大优势在于,用户可以实现无抵押套利。

其功能也是面向开发者,需要一定的技术手段来实现,目前已有团队将其功能产品化,普通用户也可以无需开发实现自定义套现策略,

至此,Uniswap的运转模型基本介绍完毕,文中省略了一些项目的细节介绍,但不影响理解其项目原理。读懂Uniswap我们可以理解它真正意义上落实了去中心化金融的概念,所有人都可以参与到项目中平等获利,无传统金融的准入门槛,且不存在机构垄断的机制,是一个公正透明且自发可持续的金融机制,或许未来的某一天,Uniswap会应用到现实世界的中心化汇率机制内,实现全球经济的中心化,相信即将到来的V3或是未来的V4还将会有更多创新,为经济体制的发展带来无限可能。

DEX当下生态

DeFi在ETH链上爆发,投资者纷纷涌入,但因其早期高昂的gas费,让投资者望而却步;也正因如此,各大交易所看到了机会,基于以太坊的EVM推出了自己的公链,币安率先入场,推出币安智能链BSC,火币紧随其后推出火币生态链HECO ,OKex的公链OKChain也将在近期面世。

BSC及HECO以其更低的gas费及更快的交易速度,发展迅猛,各类项目纷纷入局。以DEX为例,公链头部DEx依次为ETH—Uniswap,BSC—Pancake,HECO—MDEX

此外,为了满足用户多场景下的诉求,DEX领域也衍生出一系列创新项目,如专注低滑点稳定币兑换类DEX,交易手续费远低于常规DEX,—CURVE(ETH)Ellipsis(BSC) Depth(HECO)

以HECO链上USDT兑换为HUSD为例,1000USDT兑换为HUSD:




MDEX需要3U—固定0.3%,Depth手续费仅为固定1U!对于频繁交易的投资者及大资金用户而言,低滑点兑换的需求优势更加明显(MDEX在常规交易基础上)

综上,DEX的原理及优势,相信大家有了相对清晰的认识,DEX的更低门槛、更去中心化的交易机制为DeFi生态带来了强力支撑;但在实际使用体验中,我们不难发现,DEX的交易体验其实并不如传统的CEX便捷,矿币K线、限价委托订单等常用功能在当前AMM机制下并不适用,或者说暂时还未有人开发出来(矿币K线目前在HECO上已有产品:xFarmer)


当然用户的需求项目方肯定也早已预见,龙头DEX—Uniswap的V3版本即将上线,V3版本会针对当前一些问题作出改进,主要改进包括:聚合流动性的粒度控制、多级费率、范围订单、高级预言机和软件许可保护等。

其中聚合流动性的粒度控制、范围订单值得重点关注,后者有望解决大家期待的限价委托订单需求,同时聚合流动性粒度控制,将支持限价区间LP,简单说就是支持用户在限定价格范围内参与LP质押,可以理解为LP质押也可实现止损,具体功能本期暂不深挖,下期内容我们将针对UniswapV3的特性作出解读,可以保持关注哦!

相信DEX未来的体验会不断迭代,给用户提供媲美CEX甚至优于CEX的交易体验,目前DEX交易额仅占数字货币交易市场的4%,未来的发展很有想象空间,DEX与CEX必有一战,我们一起拭目以待!

DeFi入门必读—DEX的运行逻辑-第1张图片-欧易OKEx官方网站