TOK:如何進一步優化Uniswap V3?_itoken錢包

背景    

Uniswap近期發布的V3意義是重大的，其中最具創新的點既不是二層、也不是新的預言機方案，而是提供了靈活的做市頭寸管理機制。V3引入了做市商的差異化頭寸管理能力，允許做市商針對不同價格區間配置不同做市資金：當成交價落在事先約定的價格區間時，做市商對應的資金頭寸參與做市，成交價落在價格區間外，則不參與做市。

這是一個很有力的創新，其價值和實現有很多細節，這里不做展開。我們本文針對其中最核心的問題進行討論，并基于我們原創的資產標準vNFT提出優化的建議。

眾所周知，Uniswap V2的LP，也就是用戶的做市憑證是一種ERC-20，由于V2中并沒有區間化的頭寸管理，所以 V2 的LP Token實際上代表做市商被動選擇了全價格范圍的頭寸管理。同時，由于頭寸沒有差異化，Uniswap V2的資金池可以做到與憑證合二為一，形成了一體化的管理模式（即一個憑證代表一個資金池），這也是目前大部分DEFI項目的資金池管理模式。

由于ERC-20模型限制了差異化頭寸管理的能力，如果非要實現V3的功能，就需要針對每個頭寸選擇創建一個ERC-20合約，不僅代價難以承受，而且ERC-20資產的流動性特征也沒有獲得充分利用，得不償失。同時，由于差異化頭寸又要匯聚成統一的資金池，因此原有的LP與資金池合二為一的模式也不是那么顯而易見了。

美國國會研究人員：立法者需考慮數字貨幣立法將如何影響美元:金色財經報道，美國國會研究服務局在其題為“美元作為世界主要儲備貨幣”的報告中稱，不斷增長的加密貨幣空間的影響并沒有引起任何與美元地位有關的重大擔憂。報告承認，盡管“加密貨幣仍然是一個小而動蕩的利基市場”，但中央銀行數字貨幣（CBDC）正在興起。報告指出，迄今為止，尚無證據表明美元已脫離主要儲備貨幣。但是，國會不妨考慮一下包括制裁和數字貨幣在內的一系列政策領域的立法將如何影響美元。[2020/12/22 16:03:19]

綜合上述問題，Uniswap V3邁出了重要的一步：將頭寸管理的憑證改為ERC-721，從而實現資金池形成一個單獨的合約。在提供更豐富金融功能的同時，消除流動性碎片的問題。

底層資產Token化

（tokenization of underlying assets）的價值

那么，Uniswap V3的頭寸管理解決方案是最優的嗎？要討論清楚這個問題，我們首先要回顧一下目前DEFI平臺主要采用的“底層資產token化”這一模式的價值。

所謂底層資產token化，就是指用戶將資產存入DEFI平臺的資金池合約時，資金池合約本身就是一個token合約，合約發行對應的token代表用戶在資金池里的資金。

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這種模式之所以一直是主流DEFI平臺的首選方案，主要是因為其創造了一種“雙層資產”的模型，將底層資產與發行出來的token化資產（憑證）分離，從而帶來了兩個核心價值：

首先，token化形成一種新的衍生資產，很大程度上釋放了底層資產的流動性。比如Compound的cToken、Uniswap V2的LP Token，它們代表用戶在資金池存儲的底層資產，具有實際內在價值，且價格可以計算，現在已有大量平臺支持這類憑證資產的交易、質押，顯著提升了用戶資產的流動性。

其次，雙層資產的處理相互獨立，互不影響，為協議帶來了簡化資產管理和提升底層資產穩定性的價值。例如：用戶需要將資產出售、質押或轉移到另一個地址進行管理時，只需要針對LP Token這種標準的token協議操作即可，而無需由資金池協議開發任何額外的管理功能。同時，通過LP Token的轉移實現底層資產所有權的變更，使得用戶無需將底層資產取出再存入的動作，保障了資金池規模的穩定性。

現場 | 降維安全CTO：交易所應該如何保護數字資產:12月16日，由ChainUP主辦，節點資本等聯合主辦的“Future BlockChain”全球行活動在韓國舉辦。降維安全CTO在會議中表示，交易所主要面臨Hacker、惡意量化團隊、惡意用戶、惡意項目方這些外部攻擊。具體到黑客攻擊有以下四點：DoS勒索、Web滲透/APT社會工程學攻擊以及利用區塊鏈項目自身的漏洞進行攻擊。據降維安全統計，交易所應用（不涉及期貨合約）風險，共有5大類，14個子類，68個風險點。他表示：專業的事情應該交給專業的人做，選擇專業的交易所系統和專業的安全服務商，非常重要。[2018/12/16]

整個DEFI世界的樂高積木模型，在很大程度上是因為上述兩個能力才得以發揮最大的價值，因此任何一個DEFI協議的底層資產管理架構，也就是其token化、憑證化的實現手段，應該以最大限度提供上述兩個能力為前提，為這一目標尋找對應解決方案的努力都是值得的。

Uniswap V3 position LP的問題

回過頭來看Uniswap V3的LP解決方案，會發現一個明顯的問題，那就是基于標準ERC-721協議實現的頭寸管理，雖然支持了差異化的特性，但卻喪失了前述的兩個價值。為什么會這樣？我們用兩個場景做示例來進行討論：

動態 | 美國大學不知如何處理所得數字貨幣捐款:據Cryptoticker消息，美國大學處于數字資產捐贈的接收端，每年以比特幣和其他數字資產形式接受捐贈的美國大學名單繼續增長。然而，似乎并非所有大學都非常熱衷于接受不熟悉的資產作為捐贈，許多大學都不清楚如何處理他們所獲得的數字貨幣資金。[2018/10/18]

頭寸變更

Uniswap V3提供了頭寸變更的能力，允許用戶修改做市價格第二次區間，這很顯然是一個必備功能。但用戶可能不滿足于單純的修改價格區間，例如：一個用戶投入了100萬美元在1500-2000這個區間的ETH-USDC交易對上，根據市場情況他希望將其中30萬美元轉移到1000-1200這個價格區間，以應對可能出現的下跌。在現有Uniswap V3的實現中，用戶唯一能做的就是從現有價格區間的頭寸中取出30萬美元，另外創建一個對應新價格區間的做市頭寸。這顯然沒有達到我們上面討論過的盡可能避免用戶取出底層資產，從而保持資金池穩定性的目標。

資產流動性

如前所述，Uniswap V2的LP已經成為被廣泛認可的資產，相信V3的LP也不例外，因此針對這種資產的質押、交易和各種處理會成為普遍需求，但由于ERC-721的限制，無法在這類場景中提供靈活的方案。例如：有兩個平臺提供V3 LP的質押服務，用戶暫時無法判斷哪個平臺收益更好，最簡單的辦法就是分別質押50%的資產，這在ERC-20時代是簡便易行的，而現在卻無法完成，用戶甚至需要為此創建價格區間完全一樣的兩個NFT憑證去實現這一目標嗎？

芬蘭政府因不知如何存放沒收的比特幣犯難:芬蘭政府正為如何存放沒收來的2000余個比特幣而犯難。根據該國政府周二發布的指導方針，執法機構和人員不得持有沒收的加密貨幣，執法人員不得將沒收的加密貨幣存儲在交易所里，必須要保持它們處于離線狀態且不能在互聯網上被訪問。此外，該文件還指出，當局不能將比特幣等加密貨幣視為貨幣，也不能作為支付手段。[2018/2/21]

Uniswap給出的答案是由進一步的外圍合約或者第三方來提供（基于ERC-20的）re-fungible的方案，但這顯然不能令人滿意。一方面，如果針對每一個ERC-721 ID發行一個ERC-20合約，會形成災難性的合約碎片問題，讓接收LP資產的平臺很難處理。反過來，如果采用打包機制將若干ID的token進行整合，不僅增加用戶資產管理的難度，還要面臨復雜的價格確定機制的問題。對于NFT領域內re-fungible方案比較熟悉的人會了解，這種模式并不能有效應對做市憑證這種高度復雜性的金融資產。

總體而言，基于標準ERC-721協議的LP Token，基本上很難實現此前ERC-20LP的管理能力與流動性模式，而這些特征實際上是LP類token資產的不可或缺的。如果Uniswap V3僅僅采用這種方式來實現LP token，對于方興未艾的LP市場可能造成直接的打擊。

解決方案    

我們之所以能夠對上述問題作出快速而深入的分析，是因為我們在設計借貸市場中的定期借貸產品、投資市場中的定期解鎖產品時，都遇到過相同的問題，并且給出了比標準ERC-721更好的方案。我們也因此相信，這個方案同樣適用于Uniswap V3的做市憑證，使其具備更好的流動性和管理能力。

答案就是一種新型的資產協議，我們稱之為vNFT，這實際上是一組協議的統稱，包含多種類型的接口，具體細節會在未來逐步介紹。簡單講，vNFT是一種支持數量描述的NFT，在此基礎上可進行拆分、合并和部分轉讓。同時，為了更好地支持“雙層資產”模型，vNFT還在協議層增加了底層資產描述能力，從而支持和規范這種模式的實現。此外，為了有效與現有的DEFI世界基礎設施進行交互，vNFT在實現層面與ERC-721保持兼容，從而任何支持標準ERC-721的協議都能夠將vNFT的token當做ERC-721的token來處理。

從技術層面描述，這個協議會包含以下接口（僅列出部分）：

其中，Units表示一個NFT中所包含的數量。

資產管理靈活性

由于增加了數量屬性以及拆分、合并和部分轉讓的能力，上述Uniswap V3 LP的問題都能夠獲得很好地解決。舉例而言，當你希望將一部分頭寸轉移到另一個價格區間時，只需要將現有頭寸對應的LP token按照金額拆分成兩部分，然后對其中一部分進行價格區間變更。而無需被迫先取款，再重新生成一個新的做市頭寸。對于轉讓、交易、質押等操作，也可以進行類似的處理，并且由于LP Token的數量與底層資產存在對應關系，這個資產的價格也清晰易見，不需要再采用其他外圍協議或者打包成ERC20，使得用戶和其他DEFI協議都能夠獲得接近于ERC-20 LP的處理能力。

LP與pool一體化

不僅如此，由于vNFT在協議層增加了底層資產的描述能力，使得token與底層資產的映射關系與ERC-20同等靈活，可以使Uniswap V3很容易地實現LP token與資金池的一體化，回到V2以及目前大部分DEFI協議所采用的簡單而清晰的“雙層資產”模型。

從Uniswap作為DEX的實現角度看，LP token與資金池的一體化并不是必須的，V3的文檔中還特別說明LP token與pool合約拆分，是有意為之。但在我們看來，一體化模式所帶來的雙層資產處理方式的一致性，在提升LP資產的流動性、降低信任摩擦方面具有重要作用，仍然應該采用這種模式。

當然，實現一體化模型還有很多其他因素需要考慮，比如是否由于ERC-721基礎合約較大，導致超過EIP-170限制問題等等，這也都是我們在實踐中處理過的問題，這些在技術層面都能夠解決。

結 論    

總體上說，我們的結論是：現階段DEFI已經進入了更復雜、更多維度的金融產品設計與實現的階段，類似于差異化頭寸管理的模式會層出不窮。在這一趨勢下，要保持LP類資產的流動性和管理便捷性，尋求一種新型的資產協議是必須并且值得的，vNFT就是我們Solv為DeFi與NFT市場給出的解決方案。

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