Uniswap

概述

Uniswap 是以太坊上最成功的去中心化交易所(DEX)之一，它通过创新的自动做市商(AMM)机制彻底改变了加密货币交易的方式。Uniswap 由 Hayden Adams 于 2018 年创建，最初是一个简单的概念验证项目，基于以太坊创始人 Vitalik Buterin 提出的自动做市商概念。

版本演进

Uniswap 从 v1 到 v4 经历了多次重大升级，每个版本都带来了重要的创新和改进：

Uniswap v1 (2018 年 11 月)

Uniswap v1 是第一个实现自动做市商(AMM)机制的 DEX，它引入了以下关键特性：

恒定乘积公式：使用\(x \cdot y = k\)公式，其中\(x\)和\(y\)是交易对中两种资产的储备量，\(k\)是一个常数。
ETH 作为基础资产：每个交易对都必须包含 ETH 作为基础资产。
简单的流动性提供机制：流动性提供者(LP)需要提供等值的两种资产。
0.3%的交易费用：所有交易费用都分配给流动性提供者。

v1 的主要局限性是只能与 ETH 创建交易对，这限制了其灵活性和流动性。

Uniswap v2 (2020 年 5 月)

Uniswap v2 解决了 v1 的许多局限性，引入了以下创新：

任意 ERC20 代币对：支持创建任意 ERC20 代币之间的交易对，不再需要 ETH 作为基础资产。
价格预言机：引入了强化的价格预言机，通过在每个区块开始时累积价格数据，使其他合约能够估算任意时间间隔内的时间加权平均价格(TWAP)。
闪电兑换：允许用户在同一笔交易中先接收资产，使用它们，然后再支付或归还，为套利和复杂交易策略提供便利。
协议费用：引入了可选的 0.05%协议费用，可以发送到指定的地址。

v2 的智能合约架构包括：

工厂合约：负责创建和管理交易对合约。
交易对合约：存储流动性提供者的资金，执行交易逻辑。
路由器合约：提供用户友好的接口，计算交易或存款金额，并将资金转移到交易对合约。

Uniswap v3 (2021 年 5 月)

Uniswap v3 带来了革命性的改进，大幅提高了资本效率：

集中流动性：允许流动性提供者将资金集中在特定价格范围内，而不是均匀分布在整个价格曲线上。
多费率等级：引入了多个费率等级(0.05%、0.30%和 1%)，允许 LP 根据资产对的波动性选择适当的费率。
改进的价格预言机：进一步改进了价格预言机，使其更加精确和高效。
非 ERC20 代币支持：增加了对非 ERC20 代币的支持，如 ETH 和 WETH。

v3 的核心创新是集中流动性，它通过以下方式实现：

LP 可以选择提供流动性的价格范围。
流动性只在选定的价格范围内有效。
当价格超出范围时，流动性会转换为单一资产，直到价格回到范围内。

这种机制大大提高了资本效率，使 LP 能够获得更高的费用收入，但也增加了无常损失的风险。

Uniswap v4 (2023 年 6 月)

Uniswap v4 是最新版本，引入了多项突破性创新：

钩子(Hooks)：允许开发者在流动性池的生命周期中的特定点执行自定义代码，为 AMM 提供了前所未有的可扩展性。
单例池(Singleton Pool)：所有池都存储在一个合约中，而不是每个交易对一个合约，这大大降低了部署和交互成本。
动态费用：支持基于市场条件的动态费用调整。
改进的闪电贷：提供了更灵活和高效的闪电贷机制。
自定义 AMM 曲线：允许创建自定义的 AMM 曲线，而不仅限于恒定乘积公式。

v4 的钩子系统是其最显著的创新，它允许在以下关键时刻执行自定义逻辑：

初始化池
添加/移除流动性
交易前/后
闪电贷前/后

这种灵活性使开发者能够创建各种创新的 AMM 变体，如：

基于时间的费用调整
基于交易量的费用调整
自动再平衡池
与外部预言机集成的池

技术实现

自动做市商(AMM)模型

Uniswap 的核心是自动做市商模型，它通过数学公式自动确定交易价格，而不是依赖订单簿匹配。不同版本使用了不同的公式：

v1 和 v2：使用恒定乘积公式 \(x \cdot y = k\)
v3：使用改进的恒定乘积公式，支持集中流动性
v4：支持自定义 AMM 曲线，包括恒定乘积、恒定和、恒定平均值等

流动性提供机制

不同版本的流动性提供机制有所不同：

v1 和 v2：LP 提供等值的两种资产，获得代表池中份额的 LP 代币
v3：LP 提供不等值的资产，并指定价格范围，获得代表特定价格范围内份额的 NFT
v4：支持更灵活的流动性提供机制，可以通过钩子实现各种创新

无常损失

无常损失是指当 LP 提供流动性后，由于资产价格变化导致的潜在损失。不同版本的无常损失风险不同：

v1 和 v2：LP 在整个价格范围内面临无常损失风险
v3：LP 可以通过集中流动性减少无常损失风险，但也可能面临更高的风险
v4：通过钩子系统，可以创建减少无常损失的创新机制

经济模型

交易费用

不同版本的交易费用模型有所不同：

v1：固定 0.3%的交易费用，全部归 LP 所有
v2：固定 0.3%的交易费用，其中 0.25%归 LP 所有，0.05%可能归协议所有
v3：多个费率等级(0.05%、0.30%和 1%)，LP 可以根据资产对的波动性选择适当的费率
v4：支持动态费用，可以通过钩子实现基于市场条件的费用调整

治理

Uniswap 的治理由 UNI 代币持有者控制，他们可以投票决定协议的未来发展方向，包括：

协议费用开关
费用接收地址
协议升级
资金分配

生态系统

Uniswap 已经发展成为一个庞大的生态系统，包括：

Uniswap 界面：用户友好的 Web 界面，用于与 Uniswap 协议交互
Uniswap SDK：开发者工具包，用于构建与 Uniswap 交互的应用程序
Uniswap 治理：UNI 代币持有者可以参与协议治理
Uniswap Labs：开发 Uniswap 协议的公司
Uniswap 基金会：支持 Uniswap 协议发展的非营利组织

参考资料