2021年5月5日，uniswap團隊正式將v3 版智慧合約部署至以太坊主網，並正式上線。uniswap於去年5月升級到了版本2，時隔一年如今進入了v3時代。uniswap v3版本協議有望為使用者提供對其提供的流動性的更多控制權，併為風險較高的交易提供更多的上漲空間。
uniswap v3（下文簡稱uni v3）版本帶來了很多新功能，包括集中流動性（concentrated liquidity）、範圍訂單（range order）、多頭寸、多級費率控制等功能，可以大幅提升資金效率。自uni v3公佈後，外界褒貶不一，不過一些敏銳的第三方團隊已開始針對uni v3的創新進行了開發，給uni v3進行效能補足，並帶來了更多的新穎玩法。本文分為兩部分：第一，對uni v3的創新功能進行分析，第二，介紹一些基於uni v3的值得關注的專案。
一、uniswap v3 創新功能有哪些？
1、集中流動性
在uni v2版本中，流動性被均勻的分佈在x*y=k的價格曲線上，即各價位所提供的流動性都是一樣的，可以形象的表示為下圖。這樣的分佈方式對大多數流動性池來說大部分流動性都得不到使用，並且lp提供的流動性只有一小部分能夠賺取手續費收益，資本效率非常低。
圖1：uniswap v2下的流動性分佈
uni v3對這一機制進行了改進，採用集中流動性的機制，lp可以在特定價格範圍內放置流動性，將做市資金集中在交易最集中的區間，如圖所示。因此lp可以構建反應自身偏好的個性價格曲線，lp可以賺取與其在特定範圍內的流動性貢獻成正比的手續費。
圖2：uniswap v3下的流動性分佈
2、範圍訂單
uni v3新增了類似“限價單”的功能，允許使用者設定在某個價格區間內提供流動性，如果市場價格超出了lp指定的價格區間，一種資產將沿著平滑曲線出售為單一資產流動性，同時可以賺取掉期費。範圍訂單的交易是可逆的，如果資產超過價格區間後使用者沒有提取流動性，價格再次進入區間時，頭寸就會回到原來的位置。
如圖3所示，假設dai/usdc的交易價格低於1.001。lp可以決定將其dai存入1.001和1.002之間的狹窄範圍。一旦dai交易高於1.002dai/usdc，整個lp的流動資金就會被轉化為usdc。此時使用者必須提取流動性以避免在dai/usdc價格低於1.002時自動轉化為dai。理論上，這樣的設定是為了讓流動性提供者不斷的更新價格範圍，以匹配當前市場價格。
圖3:價格範圍訂單
3、非同質化流動性
由於每個lp可以在不同的價格區間做市，並且在不同的價格區間按照流動性比例獲得收益，因此流動性倉位是不可互換的，每個lp token可能都是獨特的。所以uni v3將lp token設計為非同質化代幣（nft）。此外交易費用不再代表lp自動再投資代幣池作為流動性，而由單個池收集和持有。
4、多級費率
uni v3為lp提供了0.05%，0.3%，1%三種費率，lp可以在波動性更大風險更高的交易對（例如eth/dai）上設定更高費率。波動性更小風險越低的交易對（例如usdc/dai）上設定更低費率。社羣也可以根據需求透過治理新增額外的費用級別。
二、uni v3 帶來了什麼？
1、資金效率提升
uni v3的集中流動性機制可以提高資金效率。從相同資金體量角度看，對整個協議而言，可以以更少的資金啟動uni v3，在常見的交易對迅速形成優勢，lp的遷移可能會更快；對於交易者而言，在小範圍內提供流動性面臨的滑點會更小。但在長尾市場中，短期的價格波動造成lp的流動性切換更容易導致流動性枯竭。
從單位資金量角度看，lp可以使用更少的代幣在指定的價格範圍內提供和v2相同的流動性深度。那麼可以把剩餘的資金用於增加指定價格範圍內的風險敞口賺取更多交易費，或者可以投資於其他資產或defi協議獲取收益。此時，lp的最佳策略是積極做市，並且持續把資金集中在市價附近，賺取更多收益。然而，在這種情況下，普通lp和專業lp的平衡會被打破。在uni v2中，每個流動性提供者都能非常容易的提供流動性，並且按比例分享流動池收益，沒有任何競爭機制。
在uni v3中，專業lp可以透過對交易對的分析和判斷，把資金集中在市場價格附近，獲得更高的收入；而普通lp未積極的提供流動性，可能把流動性放在一個更大範圍的區間內，大部分的流動性需求會被專業lp覆蓋，普通lp能夠獲得收入分成就相對較低，並且選擇一個錯誤的價格區間可能會放大無常損失的影響。也就是說，在uni v3中，每個流動性提供者都面臨著競爭，如果設定的策略不好，就只能拿到非常少的收益。長此以往，專業lp獲得更大比例的費用收入，普通lp無法和專業lp抗衡，uni v3賦予了專業lp更大的優勢。
基於這種情況，可能會出現類似hummingbot這類為普通lp服務的更高效的聚合協議或做市商工具，可以為普通lp提供例如根據市價自動集中、交易費用再投資、多頭寸最佳化等功能。或者用一種更通用的方式讓所有的lp資金能夠圍繞市場價格區間動態調整，將普通lp和專業lp拉回到同一起跑線。例如dodo的pmm演算法可以主動調整盤口價格，跟隨外部市場價格的主動做市，使更大的部分的流動性集中在資產的市場價格周圍，從而提高資本效率和降低無常損失；mcdex v3的amm引入了指數價格來引導交易價格，可以將更多的流動性聚集在指數價格附近。
2、amm式的鏈上訂單薄
uni v3提供了amm式的限價訂單，相比於簡單的限價單，範圍限價訂單採用資金池模式，提供更大範圍的價格區間。但需要注意的一點是，範圍限價訂單的交易是可以在兩種資產中來回切換的，因此如果仍然按照傳統訂單薄做市的策略進行，其有效性可能會降低。未來可能會演變出更多層級的做市策略。例如lp可以指定一個價格變動範圍，建立多頭寸利用價差訂單覆蓋該範圍，混合使用被動策略和主動策略；或者出現透過量化自動匹配做市策略的外圍協議。不過這類複雜的做市策略可能面臨著高額的gas成本，上線optimism二層網路後可以解決這一問題，給uniswap v3帶來更絲滑的體驗。
3、lp nft
uni v3將lp token轉化為了lp nft，除了需要將v2的lp token轉化為lp nft，理論上還會給整合uniswap lp token的第三方帶來可組合性問題。該問題可以透過其他合約或外圍協議實現互換，將lp token轉化為同質性代幣，進而實現lp nft的抵押借貸或其他玩法。以抵押借貸舉例來說，使用者只需簡單簽名就可以將資產進行抵押，當發生抵押品資不抵債時，nft的所屬權才會發生轉移，從而實現清算。外圍協議內抵押的nft透過簽名而未發生實質的轉移可以在一定程度上解決gas費高額的問題。除了抵押借貸，nft和defi的結合還可以創造出更多複雜的衍生品協議。
三、競爭
uni v3給lp帶來了一個全新的戰場，促使所有的lp積極做市才能獲得高額收益。對於不同的參與角色來說，他們對協議的需求有所不同，因此uni v3也面臨著流動性競爭。
對於專業lp來說，uni v3是他們可以施展拳腳、吞噬普通lp收益的角鬥場，未來估計uni v3中大部分的費用收入都會被專業lp賺取。但這一方面uni v3也並非沒有對手。kyber network早在2020年10月下旬啟動了kyberpro，kyberpro上部署了鏈上專業做市商框架，專業lp可以透過kyber的專業流動性協議進行高效做市，無需部署並維護他們自己的儲備合約。專業lp可以在高收益和易操作之間作出選擇。
對於普通lp來說，更多的是考慮如何獲得更多的收入和降低無常損失的影響。在uni v3之前，balancer釋出了v2版本，圍繞資產效率、靈活性和gas效率進行改進，透過將amm池中未被利用的資產借貸給借貸協議，可以提高資本效率和收益率。除此之外，2020年4月推出的bancor v2協議同樣是解決資本效率、無常損失的首批協議之一。它利用固定的流動性儲備金，並結合預言機的價格更新動態調整amm池權重，使內部集合價格和外部市場價格保持一致，從而防止套利者以無常損失的形式從lp吸取價值。
對於交易者來說，為了滿足交易需求其中最大的影響因素就是滑點的影響。dex聚合協議對交易者來說是最佳選擇，聚合協議可以整合流動性並智慧的傳遞訂單以使使用者獲得最佳的執行交易路徑，包括速度、成本和效率等。目前最主要的流動性聚合器是1inch和matcha。1inch的專有脫鏈pathfinder api用於為最終使用1inch的鏈上合約執行的使用者最佳化交易路徑。而matcha是面向消費者的聚合器，由0x協議構建，使用ox api和智慧訂單路由來聚合流動性並提供最佳交易執行。
歸根結底，對dex來說，獲得流動性的前提是要贏得各類使用者的青睞，滿足各類使用者的需求是獲得流動性的基礎。uni v3的創新是否能夠遠超其他dex協議獲得更多的流動性我們還未可知，最終鹿死誰手，還需一探究竟。
四、衍生品lp nft細分
基於上述討論，uni v3儘管帶來了很多開創性的功能，但在效能上還需要一些外圍協議來補足。目前已有一些第三方專案已基於uni v3進行開發和構想，包括nft流動性挖礦、流動性挖礦解決方案、交易工具等。下面將介紹幾個值得關注的專案。
1、alchemist
代幣：mist
官網：https://alchemist.farm/
alchemist（中文名為鍊金術師）專案源於@thegostep發的一條推文，沒有“開發團隊”，沒有公司，只有一個alchemist社羣來決定具體要做什麼，社羣主要集中在discord。官方twitter的圖示據稱是哲學家用坩鍋煉造出石頭，用它來探索宇宙，達到永生。聽起來天馬行空，讓人難以理解，實際上目前的玩法就是鑄造nft，存入uniswap獲得收益。
圖4:alchemist官方twitter
alchemist的核心開發者@thegostep是以太坊、ampleforth、flashbots核心開發者之一，flashbots解決了mev問題，大幅降低了以太坊gas費用。
根據twitter釋出的訊息，mist由alchemist(煉丹師/鍊金術師)、aludel vault(煉丹爐/坩堝)，crucible nft(熔爐nft)組成。aludel vault（煉丹爐/坩堝）是為專案提供獎勵的一個小金庫，獎勵熔爐nft的流動性提供者。crucible nft(熔爐nft) 是將lp存入熔爐裡面的那一刻鍛造出來的，根據lp的資金量和時間長短，nft會慢慢升級。
從官推上的資訊，熔爐nft未來可以同時在ample，uniswap，sushiswap和煉丹爐aludel金庫裡面挖礦，當下的版本只能在uniswap上。
mist是alchemist的專案代幣，初始代幣為100萬個，每兩週通脹1%（1萬個），通貨膨脹部分的50%分給aludel獎勵池，25%分配給$mist社羣 multisig，25%分配給$mist 國庫。目前銷燬方案還在向社羣徵集意見。
alchemist這類專案透過nft提供流動性可以和uniswap v3很好的結合，未來匿名開發者或社羣可以構建出更多有趣的玩法，吸引更多資金的流入。
2、visor
代幣：visr
官網：https://www.visor.finance/
visor finance是一個智慧金庫（smart vault），使用者可以存入nft等資產，與其他智慧合約或外部defi協議進行互動。visor nft建立在alchemist的universal vault基礎上，使用者可以將資產鎖定到多個同時進行的流動性挖礦獎勵計劃。
visor系統架構中分為3個部分。visor vault是一個智慧金庫，使用者可以將資金存入其中，可以與智慧合約和其他協議安全互動。並且與其他協議互動，無需交易，只需要簽名即可完成授權；hypervisor 管理程式是可以與 visor vault 及其資金互動的相容機槍池智慧合約。hypervisor 可以讀取 visor vault 內的資金，並對存入的資產進行定向分析和獎勵。資金也無需離開個人機槍池，同一個 visor vault 可以同時參加多個類似挖礦，同時獲得多礦池獎勵，從而提高資金效率；supervisor 監控程式，允許更新/修改hypervisor某些定義變數，以管理資產和實施策略，比如可以調整uni v3的價格範圍，費率高低以及再投資比例。
visor配合uniswap v3構建基於lp nft的機槍池。visor可以解決uniswap v3中nft的流動性不足的問題，可以將v2的lp token整合到v3中，對使用者存入的nft進行分析和定向獎勵。除此之外，visor 可以提供三種主要功能：自託管挖礦、獎勵費用累積和時間鎖定三種。uni v3的lp nft可以存入visor獲得流動性挖礦獎勵，在uni v3中獲得收益費用可以再投資到其他協議當中，visor 機槍池可以讓使用者時間鎖定其lp nft，保證資金安全。
viosr目前成立了新組織gamma，將資助uniswap v3主動的流動性提供者相關策略的研究和實施。gamma主要是為了獲得合適的資料科學和金融建模資源，構建出有效的主動做市策略，為visor金庫使用者提供服務。
visor 能夠給普通lp提供操作便利，在提高資金收益率的同時，保證易用性和靈活性和安全性，讓lp可以根據需求定製功能。並且對於專案方，也可以實現資源快速匹配。專案概念新穎，對普通lp較友好，未來也可能衍生出更多的功能與其他協議進行互操作。
3、solv finance
代幣：solv
官網：https://solv.finance/
vnft是solv團隊創造的一種新的通證協議，專門用來描述票據通證。vnft與erc721相容，可以描述多維度的資產資訊、支援每個資產的差異化操作，表達複雜的鎖倉條件和釋放模式，還能支援自由的拆分與合併，將資產份額化，且每個份額可以支援進一步的操作與狀態變更。從而重新賦予這些資產份額化的能力，讓複雜的nft型金融產品也可以變得非常靈活。
vnft可以解決uni v3互操作性和流動性不足的問題。vnft增加了數量屬性以及拆分、合併和部分轉讓的能力。如果lp希望轉移部分頭寸到另外的價格區間，只需要講現有頭寸對應的lp token按照金額分成兩部分，然後對其中一部分進行價格區間邊鋒，而無需取款後重新生成一個新的做市頭寸。對於轉讓、質押、交易等操作也可以進行類似的處理。由於lp token的數量與底層資產存在對應關係，這個資產的價格也清晰易見，不需要再採用其他外圍協議或者打包成erc20，使得使用者和其他defi協議都能夠獲得接近於erc-20lp 的處理能力。
由於vnft在協議層增加了底層資產的描述能力，使得token與底層資產的對映關係與erc-20同等靈活，可以使uni 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協議所採用的簡單而清晰的“雙層資產”模型。
4、charm alpha vaults
代幣：cube
官網：https://charm.fi/?source=collection_home
鏈上期權協議charm finance推出新協議alpha vaults，可用來自動管理uniswap v3的流動性，使其集中流動性獲得更高的收益，並定期進行再平衡以減少無常損失，同時可以自動收取uni v3的交易費用。alpha vaults的份額是erc-20的形式，所以是可組合和可替換的。
alpha vaults採用被動的再平衡策略。在uni v3中提供流動性時，如果價格波動變大，存入的兩種初始資產會逐漸變成單一資產，就不能再繼續提供流動性獲得手續費收益。再平衡策略可以將資產重新平衡到50/50，此時兩邊的流動性不會耗盡並持續獲得收益。主動的再平衡策略會產生0.3%的手續費和價格衝擊，而被動的再平衡策略是在當前價格放置一個狹窄的範圍訂單，避免交換token、費用和價格衝擊。因此被動的再平衡可以提高整體的效率，據他們的回測資料表明，被動的再平衡策略可以超過主動的再平衡策略。
五、結論
uniswap v3的諸多新功能，可以改善資金效率和做市靈活度，並且配合layer2上線之後可能會大幅降低gas費和縮短交易時間，為uniswap創造更加絲滑的體驗。但uniswap v3也並非毫無競爭對手，dex領域的諸多amm專案也在積極尋求流動性，最終還需看哪個協議可以捕獲更多的流動性，滿足多方的交易或做市需求。
uniswap v3還留出了很多待想象的空間，流動性的遷移、nft挖礦、量化策略做市等都可以由第三方專案進行補足。未來uniswap可能會演變成應用層的底層協議，支援更多金融產品的衍生和開發。uniswap v3的上線無疑為defi市場又添了一把薪火，defi正逐漸向更復雜、多維度的金融產品設計和實踐的階段前進。
