Uniswap协议

Uniswap 是建⽴在以太坊区块链上，⼀套不受监管的⾃动做市协议。Uniswap 和 Aave 一样有4个版本，在这篇帖子中我也只会精读并解释v2和v3的白皮书。Uniswap v1 是在以太坊区块链上的智能合约的链上系统，基于不变产品公式实现了⾃动流动性协议。

每个 Uniswap v1 配对都存储两个资产的合并储备，并为这两个资产提供流动性，从⽽保持了储备产品不能减少的不变性。交易者为交易⽀付 30 个基点的费⽤（手续费0.3%），当流动性提供者提取流动性时，他们会按照自己的流动性份额获得这些累积的费用。合约不可升级。

Uniswap v2

相比于v1，它主要有以下更新：

⽀持创建任意 ERC20/ERC20 交易对，⽽不是仅⽀持 ERC20 和 ETH 之间的配对（这个好理解，下边不解释）；

提供了⼀个标准化的价格预⾔机，该价格预⾔在每个块的开头累加两种资产的相对价格；

启⽤了 " 快速交换 " 功能，⽤⼾可以⾃由接收资产并在链上的其他地⽅使⽤它们，⽽仅在交易结束时⽀付或返还这些资产（闪电贷，这里也不多解释）。

价格预言

在 v1 中，价格预言靠 资产A储备量 / 资产B储备量 计算（不考虑手续费）。如果 Uniswap 的价格偏离市场价格，套利者会进行交易，使其回归市场价格。因此，Uniswap 的价格通常可以反映市场的相对价格，这使得它可以近似用作价格预言机。但是这种方式不能安全地用作链上价格预言机，因为它极易在短时间内被大幅操纵。

v2通过在每个区块的开始记录价格来降低价格操纵的风险，具体做法是记录每个区块第一笔交易发生之前的价格，下一次的基准价格仍然是区块开始时的价格。注意，这里并不意味着下个区块开始时价格会被重置。如果攻击者在区块快结束时操控价格，下个区块开始时仍然会受到影响。

而且，v2 通过累加历史价格的时间加权和来计算更可靠的价格：在每个有交易发生的区块开头，会记录当前价格并累加，每个价格值都会乘以该价格持续的时间。累积总和反映了整个合约历史上的价格变化，可以算出时间加权均价。这样一来，攻击者很难瞬间影响整个累加器的值，因为他们的操纵只会影响极短时间的价格，而历史累加器包含长期价格信息，短时间的剧烈波动不会显著影响平均价格。

这里可能比较难理解，如果开盘价与历史均价完全无关，那算这个值有什么用？看一个具体例子：假设一个攻击者在区块最后10秒把ETH的价格从2000USD拉到4000USD，并保持到了下个区块开头，此时的开盘价是4000USD。

按照剧本，此时会有套利者迅速发现机会并交易，让ETH的价格落回2000USD。但是有个问题，套利者很难快速判断这些价格波动是市场反应，还是受到操纵。如果是正常波动，一般人也不会想着去套，这就给了攻击者更多的操控时间。所以uniswap得想办法让套利者知道这种价格是被操控了。所以就有了 TWAP，套利者一看历史均价就知道这是被操控了，价格很快会回落，就会抓紧机会交易，快速稳定价格。

Uniswap v3

在v3中，主要更新有：

加入了一种新的AMM算法；一些架构的更改；更加准确的预言机。

AMM的新特性

聚焦流动性

在早期版本中，AMM的原则是固定乘积：

$$x\cdot y=k$$

它会在 $(0,\mathrm{\infty })$ 的范围内提供流动性，也就是一种代币的价格值域超大。但意味着流动池中⼤部分资产永远不会被利⽤（由于价格的极端变化，交易者不会频繁使用池中高价格的代币）。v3允许做市商设定一个更小的区间，称为头寸，⼀个头⼨只需要在它的价格区间内维持⾜够资⾦以⽀持交易，因此在保持恒定乘积算法不变的情况下，可以在该价格区间提供更⼤的资⾦量。

在价格超出区间后，流动性提供者池中的某种资产已经被完全消耗，另一种资产则变得过剩。此时，流动性池无法再进行交易，提供的流动性“休眠”，流动性提供者也无法赚取交易手续费。当价格重新回到流动性提供者设定的价格区间内时，流动性池中的X和Y资产再次平衡，流动性提供者的流动性重新激活。

上图显示的是经典曲线，体现了反比关系。按上述描述，创建一定数量的头寸，并让某种代币短缺时让池子进入休眠：

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限价订单

如果把价格区间设置较小的头⼨，表现得类似限价订单，即如果超出价格区间，头寸从完全由⼀种资产组成，转变为完全由另⼀种资产组成 (加上累积的⼿续费)。

这⾥的限价订单和传统限价订单有两点差异：价格区间的狭窄度是有限的。当价格处于该价格区间内时，限价订单会被部分执⾏。 当超出头寸的价格区间时，它需要被提取出去。否则，当价格重新落回或回穿区间，头寸又会被交易回去，资产类别将再次被逆转。

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可以看出，在这种模式下，在不同的区间提供的流动性是不一样的。也很好理解，如果一笔订单不会太多地影响到池子里两种代币的平衡，就可以多交易，否则就不行，以免池子被击穿。

架构修改

v3 做了很多架构更改，其中⼀些是为了包含聚焦流动性必需的，其中⼀些是独立的改进。

一个交易对多个流动性池

在v2中每个交易对对应单⼀⼀个流动池，所有的交易都统⼀收 0.3% 的⼿续费。 v3 为每个代币交易对引入了多个流动池，每个流动池有不同的⼿续费率。所有的流动池都是由同⼀个工厂合约创建的。

无法互换的流动性

在早期版本中，赚取的⼿续费是作为流动性存在流动池中的。这意味着，即便没有追加投资，池内的流动性也会随着时间推移⽽不断增加，⼿续费是复利收益。在 v3 中，由于头寸的不可替代性（每个流动性提供者的头寸是唯一的，且与其他流动性提供者的头寸不可交换），上述方法已经不再可能，取⽽代之的，⼿续费收益是以⽀付⼿续费的代币⽅式被单独存放。这意味着每个流动性提供者需要定期提取和管理他们的手续费收益，而不会自动累积到池中的总资产中。

其实就是区分了每个流动性提供者的收益，而不是统一计算收益后再分配。

预言机升级

刚才说过了 v2 中的TWAP（时间加权平均价格预言机），v3 做了三处升级：V3 把累加器记录放在核⼼合约中，从⽽允许外部合约⽆需记录累加器的值，直接在链上计算最近⼀段时间的加权平均价格。

另外，v2 累计价格的和，但 v3 跟踪的是价格的对数 (价格的对数值) 和，从⽽允许⽤户计算时间加权价格的几何平均。

最后，在价格累加器之外，Uniswap V3 增加了⼀个流动性累加器。流动性累加器可以被其它合约使⽤，⽤于确定某个交易对的哪⼀个流动池有最可靠的时间加权平均价格。

关于几何平均

这部分涉及一些数学，过段时间更新。