最近、私はDeFiトラックの評価方法のまとめをしています。いくつかの事例を研究した後、Uniswapは影響力と反復ロジックの面で典型的な代表例です。この記事ではUniswapについて包括的なレビューを行っています。

UniswapのV1からV4への内部ロジック、およびUniswapXプロトコルの立ち上げは、DEX取引の機能革新とメカニズムの最適化です。

V1は暗号化分野で最初にAMMを実装し、V2はETHのリスク露出を減らし、操作がより難しい価格オラクルを立ち上げました。V3は中央集権化された流動性によって低い資本効率の問題を解決し、V4はカスタマイズ可能なDEXを実装し、UniswapXプロトコルはオークションメカニズムを通じて強化されました。サードパーティの集約者の競争力を高め、価格スリッページを最適化します。

Uniswapの開発歴史

Uniswapの状況や影響について詳細に立ち入る必要はありません。 Duneのリアルタイムデータによると、Uniswapはまだ最も大きなシェアを持つDEXです。

リーディングDEXとして、それは長い時間存在していませんが、何度も反復されてきました。開発プロセスを見てみましょう：

2017年6月、Vitalikは記事「On Path Independence」を公開しました；

2018年11月、Uniswap V1がリリースされました：ETHとERC-20Token間の取引をサポートしています；

2020年3月、Uniswap V2がリリースされました：任意の2つのERC-20トークンペア間の取引をサポートしています；

2021年5月、Uniswap V3がリリースされ、LP資金の利用率が向上し、集約された流動性の概念が提案されました。

2023年6月、Uniswap V4がローンチされた：Hooks契約のカスタマイズが導入され、価値の漏洩を防ぐために。

2023年7月、Uniswap Xがローンチされ、オンチェーンおよびオフチェーンの流動性、MEV保護を集約しました。

Uniswap V1: 自動市場メイキングを試みる試み

2017年、Vitalikは個人のウェブページで「On Path Independence」という記事を公開し、暗号化分野で初めてオートメーカーメーカー（AMM）が紹介されました。これはCEXとは異なる取引方法であり、もちろん、このアプローチは非暗号化の分野（伝統的な金融の分野など）で長い間議論されてきました。

株式市場、先物市場や既存のCEXでは、ほとんどの取引がオーダーブック（オーダーブックモード）で行われていることがわかっています。ブローカーや中央集権型取引所などの市場メイカーは、価格が一致すると買い手の注文と売り手の注文をマッチングし、買い手と売り手の間で取引を完了させます。

しかし、分散化の場合に問題が発生しています。その理由は、DEXの分散化環境（誰でも市場を作成することができる）では、注文方式で取引をマッチングすることが難しく、対応する流動性、取引速度、そして体験を提供するためのDEXの運用効果をマッチングすることが難しいため、体験は比較的貧弱です。十分な流動性がないと、CEXの運用効果をマッチングすることが困難です。

Vitalikによるこの記事では、暗号市場に新しいコンセプトである自動マーケットメーカーが紹介されています。このコンセプトでは、資産の価格設定が従来の注文簿モデルではなく、価格アルゴリズムを通じて行われます。

AMMモデルでは、市場メーカーの見積もりやシステムのマッチングは必要ありません。トレーダーはプール内の流動性を直接利用して資産の交換を実現できます。

TokenAとTokenBは一定の商品関係を形成します：tokenA_balance(p) * tokenB_balance(p) = K（Kは不変です）

これは流動性駆動型取引システムであり、このモデルはConstant Product Market Maker（CPMM）と呼ばれます。このアプローチでは、トークンAとトークンBの間の任意の（単調な）関係を定義し、その導関数をいつでも計算して価格を与えることで、パスに依存しないマーケットメーカーを形成することができます。

3つの参加者：LP、トレーダー、アービトラージャー

AMMの市場メイキングメカニズムでは、オーダーブックモデルとは異なり、特定のカウンターパーティは存在しません。資産の実際の価値は、一定のプロダクトの数学的な公式によって決定されます。ある程度、カウンターパーティはスマートコントラクトであり、資産の自動取引を実現できます。

ある誰かがスマートコントラクトで流動性を提供する必要があり、その流動性提供者はLP（流動性提供者）です。LPは、資産をプール内のスマートコントラクトに注入することで取引のための流動性を提供し、それにより取引手数料収入を得ます。

LPが最初の流動性プールを構築した後、トレーダーはプールを通じてトークンを交換することができ、裁定取引者は異なる市場間の価格裁定を通じて資産価格を市場価格と一致させるために主導権を取るでしょう。

2018年11月にリリースされたUniswap V1では、すべての資産がETHを介して償還されます。ETHとERC-20トークン間の取引では、誰でもトークンを追加してネイティブなETHで取引することができます。ETHは基本的に資産取引の仲介者です。

単一のプールで取引したい場合、何が起こりますか？

現在、1 ETHが100TokenAの価値があると仮定し、ETH/TokenAプールは10 ETHと1000 TokenAで構成されています。

この時点では、10 ETHと1,000 TokenAの価値は1,000米ドルと同じであり、資産価値比率は1:1です。

k=10 *1000=10000、この製品は追加の流動性を増やさなくても変更されません。

今、私がプールに5 ETHを売りたいとしましょう、その場合は次のようになります：

y=10000/(10+5)=666.67、プール内のETHの数は15に増加し、この時点でのUSDCの数は666.67になり、したがって、5ETHを333.33 TokenAに交換しました。この時点でのプール内の1ETHの価格は666.67/15=44.44であり、つまり、1ETHは44.44 TokenAに等しいです。

もちろん、1つのプール内の価格が他の取引市場と大きく変動した場合、裁定取引者が即座に殺到して価格の差額を吸収します。結局のところ、AMMメカニズムは取引価格を生成するだけで、市場価格を発見することはできませんので、裁定取引者の役割は非常に重要です。

不安定な損失、LP トークン、取引スリッページ

不安定な損失は、預金されたトークンの価格比率がプールに預けられたときと比較して変化した場合に発生します。変化が大きいほど、不安定性の損失も大きくなります。

今後もLPとして、例を挙げ続けます：

UniswapV1のコア式: x∗y=k

今、流動性プロバイダーとして、初期流動性としてプールに10 ETHと1000 TokenAを追加し続けています。 この時点で、1 ETHは100 TokenAに等しく、2つの資産数量の定数積は10です1000=10000( xy=10000,x=100y).

この時、1 ETHの価格が200 TokenAに上昇した場合、x*y=10000を変換できます。x=200yとなり、したがってx=7.071、y=1414.21を計算できます。

この時点では、流動性プールは最初の10 ETHと1000 TokenAから、7.071 ETHと1414.21 TokenAに変更されました。

問題を見つけましたか？

この時点で、すべての資産を償還すると、7.071 ETHと1414.21 TokenAを受け取ります。TokenAを使用して計算された実際の価値は7.071です。200+1414.21=2828.41。初期の10ETHと1000 TokenAに基づいて計算すると、現在の価格は10200+1000=3000TokenA.

この収入のこの部分の差（3000-2828.41=171.59TokenA）は一時的な損失です。

自動的な市場メーカーメカニズムにより、分散型取引所の流動性提供者は価格変動に基づいて資金を調整するため、一時的な損失とリターンの損失が発生します。

彼らは買い手と売り手の両方として行動するため、価格が下がると保有資産の量を増やし、価格が上がると保有資産の量を減らさなければならず、損失が発生します。

もちろん、ETH のショート/ロング契約を開いてヘッジを選択し、リスクを管理することもできます。

ユーザーがLPとして行動し、流動性を提供し、価格の変動を負担するよう動機づけるために、LPトークンが生まれました。これは、流動性提供者への報酬であり、各取引の手数料の一定割合を取得できます（UniswapV1では、取引者が取引時に0.3％を支払い、それは流動性提供者に属します）。同時に、それはLPが自ら追加した流動性を引き出すための証明書としても機能します。

もう1つの概念は取引スリッページです。DEX取引をよく行う友達は、間違いなくそれに精通しているでしょう。流動性駆動型取引システムであるAMMの美しい定数積式は滑らかな曲線であり、価格は供給と需要の関係に応じて常に変動します。

この時点で大量のトークンを取引すると、スリッページが発生し、期待価格とプールから実際に得られる価格との間に一定の差が生じます。言い換えれば、希望価格と取引価格の間には差が生じます。

Uniswap V2: アダプテーション、オラクル、ライトニングローン

Uniswap V1は、基本的にERC-20/ETH取引ペア間の取引のみをサポートしています。実質的には、ETHを過渡通貨の中間通貨として使用してERC-20トークン間を交換しています。取引経路は簡単ですが、LPプロバイダーにETHのリスク露出を作成します。エクスポート、仮想の損失、スリッページのリスクがあります。

Uniswap V2では、まだ「一定の製品市場メーカー」メカニズムに基づいていますが、V2のアップグレードにより、効率の改善がもたらされました。具体的には、取引のために任意の2つのERC-20トークンペアをサポートし、つまり、任意のERC20がETHの過渡経路を介する必要なく作成できるようになりました。

このポイントについて詳細には言及しません。V2のアップグレードには多くの側面が含まれています。さらに重要な2つのポイントがあります: 価格の改善、Oracleの達成、フラッシュローン。

プライスオラクルの改善

Uniswap V1のプロセスでは、プール内の2つのアセットの準備資金を分割して計算される価格は、オンチェーン価格予測として使用されると安全ではないです。なぜなら、簡単に操作される可能性があるからです。

このV2アップグレードの目的の1つは、価格操作のコストと難しさを増やすことです。

V1では、他の契約が現在のETH-DAI価格を使用してデリバティブを決済すると仮定すると、測定価格を操作する攻撃者はETH-DAIペアからETHを購入し、デリバティブ契約の決済を膨らんだ価格でトリガーし、その後ETHをペアに売却して取引を真の価格に戻します。この場合、取引はアトミック取引として行われることさえあり、またはマイナーがブロック内の取引の順序を制御して行われることさえあります。

V2では、市場価格の残高を決定するために、ブロックごとに1回価格を更新し、次のブロックの前にトークン交換価格を決定する、つまり、トークンの市場価格は前のブロックの最後のトランザクションに基づいている。

このアップグレードでは、新しい価格予測データも提供されます: 時間加重平均価格（TWAP）。各ブロックの開始時に2つのアセットの相対価格を蓄積することで、Ethereum上の他の契約は任意の時間間隔で2つのアセットの時間加重平均価格を推定することができます。

より具体的には、Uniswap V2では、価格は各ブロックの開始時に契約とやり取りする際の価格の累積値を追跡することで蓄積されます。ブロックのタイムスタンプに基づき、各価格は前のブロックが更新されてからの経過時間で重み付けされます。つまり、任意の時点で（更新された後の）累積値は、契約の歴史のすべての秒のスポット価格の合計であるべきです。

オラクルのユーザーは、この期間をいつ開始し、終了させるかを選択でき、TWAPを操作する攻撃者のコストは高くなり、価格は比較的操作が難しいです。

フラッシュローンを実現する

フラッシュローンは、従来の金融と比べて絶対革新的です。なぜなら、ブロックチェーン上のように取引を巻き戻すことはできないからです。

Flash SwapsフラッシュローンはV2で導入されました。ユーザーは資産をプールに貸し出し、チェーンの他の場所で使用することができ、取引の最後に資産を返却し、対応する利子を支払います（同じアトミック取引での支払い）。お金が正常に返却されない場合、取引はロールバックされます。

実際には、誰もがUniswapプールに格納されている任意の資産を迅速に貸し出すことを可能にします。V1では、ユーザーは支払いを行う前に資産を受け取って使用することは許可されていません。A資産を使用してB資産を購入する際には、B資産を取得する前にA資産を契約に送信する必要があります。

他にもいくつかの更新ポイントがあります：Uniswap V2を含む、新しい契約フレームワークに調整され、単純なバイナリ固定小数点形式を使用して価格（精度）をエンコードおよび処理する、プロトコル料金の更新、新たに生成されたプールシェアのためのメタトランザクションのサポートなど。

Uniswap V3: 資本効率の向上

背景：Uniswap V2には流動性の問題があります。上記のAMMメカニズムの紹介によると、V1とV2では、プールの流動性は実際に[0、+∞]の範囲で分布されていることがわかります。つまり、V2プールでは任意の価格が許可されています。トランザクションが発生します（AMM定数積産物内の逆関数スムーズ曲線を参照）。

一見すると良いことのようです。取引範囲は非常に広いですが、実際には価格帯が異なる取引ペアに対する需要がそれほど十分でないため、一部の取引範囲を除いて流動性が深刻に不足しています。、資産利用率が低い。

想像できるように、価格がその価格に到達する可能性がほとんどない価格範囲からはるかに離れた価格ポイントで流動性を提供することは無意味で無駄です。

集中流動性

この場合、財務の流動性を向上させるために、Uniswap V3は集中流動性の概念を導入しました。 つまり：

リクイディティ・プロバイダー(LP)は、特定の価格帯でリクイディティを提供することを自由に選択することができ、これにより、より良い流動性を提供し、高い資本効率の範囲内で運営することができます。同時に、アプリケーションの観点からは、価格変動の異なる資産プールに対して異なる構成を行うこともできます。

V3のすべての小さな価格帯は、V2が動作していると見なすことができます。取引中、価格は曲線に沿ってスムーズに移動します。価格がV2の特定のセクションに達すると、V3の価格間隔の間隔点に到達します。この時点で、価格ポイントは次の価格間隔にスライドします。

上記の概念を理解した後、新しい名詞であるV3の中核はTicksです。

ティックは、セキュリティを取引できる最小の増分量です。V3では、[0、+∞]の価格範囲を無数の細かいティックに分割することで、各範囲の上限および下限端点に制限が実装されます。

流動性は粒度制御を通じて集約されます。V3の全価格帯は離散的で均等に分布されたTicksによって較正されます。各Tickにはインデックスと対応する価格があり、各Tickには独自の流動性の深さがあります。

Uniswap V3の数学原則は変更されましたが、V2の基礎レイヤーに類似しています：

L=xyの下に校幅記号

Lは流動性数量と呼ばれ、プール内の流動性は2つのトークン資産数量の組み合わせです。同様に、2つのトークンの数量の積はKですが、各Tickには異なる流動性の深さがあるため、異なる深さの等価式はもはや同じではありません。

数学原理について詳細には触れません。以下は、V3の数学原理に関するAtis Elsts氏の論文です。興味がある方は自分で読むことができます。

Uniswap V2では、標準の0.3%の取引手数料がまだ存在していますが、Uniswap V2V3では、異なる粒度によって3つの異なる手数料レベルが提供されています。これらはそれぞれ0.05%、0.3%、1%です。この時点で、LPは最も頻繁に取引される範囲に資本効率を集中させ、最大のリターンを得ることができます。

V3はV2に基づいてオラクルを再度最適化しました。以前は1つの価格蓄積変数のみを保存していましたが、現在は変数のセットを保存しており、これによりデータの寿命を延ばし、ガス手数料を削減し、コストを節約できます。

Uniswap V4: カスタマイズ可能なDEX

Uniswap V4は、Uniswap V3の中央集権型流動性モデルに基づいており、誰もがUniswap上に新しい中央集権型流動性プールをカスタム機能とともに展開できるようになり、効率的でカスタマイズ可能なDEXプラットフォームとなります。

V4では、中心点はHooks契約であり、そのビジョンは、「hooks」を導入することで誰もがこれらのトレードオフの決定を行えるようにすることです。

各プールについて、作成者は呼び出しのライフサイクルの主要なポイントでロジックを実行する「Hooks契約」を定義できます。これらのフックは、プールの取引手数料や流動性提供者に請求される引き出し手数料も管理します。

フック＆カスタムプール

Hooksは、サードパーティやUniswapの公式が開発した一連の契約です。プールを作成する際、プールはフックをバインドすることを選択できます。その後、取引の特定の段階で、プールはそれにバインドされたフック契約を自動的に呼び出します。契約はライフサイクルのコールキーポイントでロジックを実装します。

言い換えると、フックは、プールの実行中の指定されたポイントで開発者が定義したロジックを実行する外部展開された契約です。これらのフックを使用すると、インテグレーターは柔軟でカスタマイズ可能な実行を持つ中央集権型の流動性プールを作成できます。フックはプールのパラメータを変更したり、新機能や機能を追加したりすることができます。

各Uniswap流動性プールにはライフサイクルがあります。流動性プールのライフサイクルでは、いくつかのことが起こります。デフォルトの手数料ティアでプールが作成され、流動性が追加、削除、または再調整され、ユーザーはトークンをスワップすることもできます。Uniswap v3では、これらのライフサイクルイベントは密接に結びついており、非常に厳格な順序で実行されます。

Uniswap V4でカスタマイズ可能な流動性のスペースを作成するには、Hooks契約が採掘プールのデプロイヤーが、スワップの前後やLPポジションの変更の前後など、採掘プールのライフサイクルの重要なポイントで特定の操作を実行するためのコード導入方法を作成します。

簡単に言えば、Hooksはプール、スワップ、手数料、LPポジションの相互作用をカスタマイズするためのプラグインです。Hooks契約を介して、開発者はUniswapプロトコルの流動性とセキュリティの上にイノベーションを行うことができ、v4スマートコントラクトと統合されたHooksを使用してカスタムAMMプールを作成することができます。

フック契約を介して実装できる機能の例:

• 一定期間をかけてTWAMMを利用して大口注文を実行する;
• 指定された価格で実行されるオンチェーン価格制限注文;
• ボラティリティに応じて変動する動的手数料;
• 流動性提供者向けの内部MEV割り当てメカニズム;
• 中央値、切り捨て、またはその他のカスタムオラクルを実装します。

Uniswap V4のコアロジックはV3と同じであり、アップグレードできません。各マイニングプールは、トークンと手数料ティアだけでなく、さまざまな要素で定義されるため、さまざまなマイニングプールを構築できます。また、各プールは独自のフックスマートコントラクトを使用できますが、フックはプールが作成されたときに決定される特定の権限に制限されています。

V4にもいくつかのアーキテクチャの変更があります。たとえば、ガス料金を大幅に削減できるフラッシュアカウンティング（瞬時のアカウント）などが含まれています。この機能はEIP-1153に含まれており、「一時的な」ストレージを導入し、Cancunアップグレード（Ethereum Cancun）の後に実装されます。

さらに、V4バージョンでは、シングルトンモード(すべてのプール状態を1つのコントラクトに保存)、ライトニングアカウンティング(プールのソルベンシーを保証)、ネイティブETHのサポートを復元し、ERC-1155トークンをサポートし、ガバナンスメカニズムを追加して改善を待ちます。

UniswapX: 競争力の強化

UniswapXは、AMMおよびその他の流動性ソース間で取引するための新しい許可なし、オープンソース（GPL）、オークションベースのプロトコルです。

プロトコルは、取引機能を含む複数の領域で改善されます。

• 流動性ソースをプールして価格を引き上げる
• ガス交換なし
• MEV（最大抽出価値）を防ぐ
• 失敗した取引には手数料がかかりません
• 今後数ヶ月、UniswapXはガス無料のクロスチェーンスワップに拡大します。

次世代の集約次世代の集約

背景：オンチェーン取引は革新を続け、流動性プールの増加、新しい手数料ティア、L2およびより多くのオンチェーンプロトコルも流動性を分散させるでしょう。

解決策：UniswapXは、この問題を解決することを目指しており、第三者にルーティングの複雑さをアウトソースするオープンネットワークを通じて、AMMプールや独自の個人資産などのオンチェーン流動性を利用して取引を埋めるために競争しなければならない第三者。

UniswapXを使用すると、トレーダーは最良の価格を取得しているかどうかを心配することなく、Uniswapインターフェースを利用できます。 トレーダーの取引は常に透明に記録され、チェーン上で決済されます。 すべての注文はUniswapスマートオーダールーターによって動作し、第三者にUniswap V1、V2、V3と、ローンチ時にはV4と競合させます。

基本的に、UniswapXは競争メカニズムを強化し、各アセットプールの価格スリッページを第三者ルーティング選択を通じて最適化します。

さらに、UniswapXは新しい試みも始めました:

ガストランザクションはありません。失敗のための料金はありません。トレーダーはユニークなオフチェーン注文にサインし、それがサードパーティによってチェーン上に提出されます。このサードパーティはトレーダーの代わりにガスを支払います。サードパーティは取引価格にガス料金を含めますが、バッチで複数の注文を実行することで最良の価格を競うことができ、取引コストを削減することができます。

MEV保護は、アービトラージ取引を通じて元々得られたMEVをより良い価格でトレーダーに返還します。UniswapXは、ユーザーがより明示的な形式のMEV引き出しを回避するのを支援します：サードパーティのプライベート資産を使用して実行された注文は「サンドイッチ」に挟まれることはありませんし、サードパーティは、オンチェーン流動性プールに注文をルーティングする際にプライベートトランザクションリレーを使用するようインセンティブが与えられます。

近日公開予定のUniswapXのクロスチェーンバージョンは、スワッピングとブリッジングを1つのシームレスな操作に統合します。クロスチェーンUniswapXを使用すると、スワッパーは数秒でチェーン間をスワップでき、その進捗に期待することができます。

Uniswapの主題: イテレーション

UniswapのV1からV4への内部ロジック、およびUniswapXプロトコルのローンチは、DEX（AMM）の機能革新です。

V1は最初に暗号化分野でAMMを実装し、V2はETHのリスク露出を削減し、操作がより困難な価格オラクルを立ち上げました。V3は中央集権型の流動性を通じて低い資本効率の問題を解決し、V4はカスタマイズ可能なDEXを実装し、UniswapXプロトコルはオークションメカニズムを通じて強化されました。第三者アグリゲーターの競争力が最適な価格スリッページを可能にします。

Uniswapは、借入コストを削減し、ユーザーエクスペリエンスを最適化し、競争意識を高め、新興技術を取り入れるなど、常に革新を続けていることがわかります。この反復的なアップグレードは、良いプロトコルが永遠に続く基盤となります。

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