UniswapV3中，流动性提供者可通过分析数据、调节价格区间和制定策略来获得超过市场平均的交易费分成。
撰文：郝凯，就职于HashKeyCapitalResearch审核：邹传伟，万向区块链首席经济学家
近日，Uniswap官方正式对外介绍即将推出的V3版本。UniswapV3的主要改进包括：聚合流动性的粒度控制、多级费率、范围订单、高级预言机和软件许可保护等。本文主要针对聚合流动性的粒度控制功能进行研究，并分析这个功能对生态中参与者造成的影响。
聚合流动性的粒度控制
Uniswap被诟病的一个缺点是资金利用率低。如下图所示，Uniswap中锁定的资产价值大约是77.8亿美元，但过去24小时的交易量只有11.2亿美元，占比仅为14%左右。
图1：Uniswap中锁定的资产价值
图2：Uniswap的交易量
造成资金利用率低的主要原因是流动性的提供方式。在当前V2版本中，所有流动性都是按照恒定乘积曲线x*y=k来为全区间提供。但在实际交易过程中，某一段时间内的绝大多数交易只会发生在局部价格区间，也就是说，有大量的锁定资产并没有实际参与交易。在一些特殊场景中，例如稳定币交易对，超过99%的流动性永远不会被理性交易者所使用。
UniswapV3在恒定乘积曲线x*y=k的基础上增加了粒度控制功能，流动性提供者可以选择将资金集中在交易最频繁的区间内，以实现集中流动性和提高资金利用率。UniswapV3为流动性提供者的头寸创建ERC-721合约。与UniswapV2的同质的流动性不同，V3的流动性是由一系列不同区间上的流动性组成。
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不同的流动性提供者在不同区间上提供的流动性不是同质的，但区间和区间会出现重叠的情况。为此，UniswapV3引入了Tick的概念。UniswapV3将整体价格曲线分解成很多不同的Tick。每个Tick都有流动性，如果一个Tick的流动性耗尽，那么交易会进入下一个Tick。流动性提供者在某个价格区间提供流动性时，这些流动性会被分配到这个区间的所有Tick中。价格区间可以由区间上下限的两个Tick表示。交易费可以对每一个Tick分别进行计算，并根据这个Tick上的流动性占比对流动性提供者进行交易费的分配。
普通流动性提供者应该如何参与UniswapV3
在UniswapV2中，流动性提供者获得的交易费的分成由三个变量决定：生态中总的流动性L，自己提供的流动性l，以及总的交易费F。流动性提供者获得的交易费f=l*F/L。
UniswapV3的流动性是非同质的，允许流动性提供者针对不同价格区间提供流动性。当实际交易发生在这个价格区间时，流动性提供者可以获得交易费的分成；当实际交易发生在这个价格区间之外时，流动性提供者不能获得交易费的分成。
对于普通流动性提供者，他们提供流动性的目的是获得交易费的分成，并且会尽可能利用手中的资金获得更多分成。因此，理性的流动性提供者会将资金提供在合理的价格区间。在这里，流动性提供者需要做出一个权衡。
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流动性提供者可以把这个价格区间设置的比较小。此时，他们的资金利用率会提高，如果交易价格落在这个区间内，他们可以获得更多分成。缺点是实际交易价格有更高的概率偏离这个区间，流动性提供者不能获得任何分成。
流动性提供者也可以选择保守一些，把这个价格区间设置的比较大。此时，实际交易价格不容易偏离这个区间，流动性提供者可以持续获得交易费分成。但价格区间设置的比较大意味着流动性需要分配给更多的Tick，他们在每个Tick上的流动性占比会减小，资金利用率会降低。
那么普通的流动性提供者应该怎样更合理地参与UniswapV3呢？对于稳定币交易对，例如DAI/USDC，价格大多数都处于0.99至1.01的区间内，流动性提供者可以直接选择将资金放入这个价格区间。稳定币交易对的历史数据比较少，未来如果有足够多的数据支撑，流动性提供者可以选择继续缩小价格区间，以进一步提高资金利用率。
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下面主要分析一下非稳定币交易对的情况，以ETH/USDC为例。ETH的价格涨跌幅如下图所示，从图中可以看出，所有的数据都在正负30%的区间内。这意味着流动性提供者把价格区间设置为当前价格的70%至130%就可以一直参与交易费的分成。与UniswapV2相比，此时的资金利用率已经提高了大约7倍。
图3：ETH的价格涨跌幅
对数据进一步分析还可以继续优化价格区间。下图是ETH的价格涨跌幅频数图，绝大多数数据集中在正负15%的区间内。数据分布近似满足正态分布，期望是0.37%，标准差是6.38%。对于正态分布来讲，在期望值正负两个标准差之内的概率超过95%。也就是说，流动性提供者把价格区间设置为当前价格的87%至113%，就可以参与到绝大多数交易费的分成。与UniswapV2相比，此时的资金利用率提高了大约15.7倍。
图4：ETH的价格涨跌幅频数图
需要指出的是，通过历史数据并不能得到一个固定的价格区间，流动性提供者还需要根据价格的实际变动来动态调节价格区间。对于价格波动很大的交易对，实际价格有更大的概率会偏离价格区间，流动性提供者想要选取一个合理的有限价格区间来长期获得交易费分成是非常困难的。
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1.ETH 2.0：Staking机制的到来主要能从两个方面给ETH价格带来利好。参与staking至少需要32个ETH ，因此它可能会鼓励用户购买更多ETH ，以便他们能够通过staking获得奖励。如果很多用户选择质押ETH ，就会导致交易所内流通的ETH减少，降低了抛压。
2.DeFi协议锁定总价值依旧很高：DeFi 锁定总价值（TVL）已经超过120.5亿美元。尽管主要DeFi代币价格近期都下跌了约50% ，DeFi协议中的高TVL表明对DeFi产品的需求并未受影响。
3.长时间框架下的技术结构：以太坊的月K线图表明，11月的开盘价刚好在5日移动均线上方。在关键性的短期移动均线上方盘整，尤其是在长时间框架的图表上，表明ETH的中长期前景看涨。
4.DEX成交量表明ETH还有上行空间：10月的部分时间里，以太坊上最大的DEX—Uniswap— 的日手续费甚至超过了比特币。这说明DEX 和DeFi上的用户活跃水平相当高。[2020/11/9 12:06:47]
在UniswapV2中，所有流动性提供者获得的交易费分成的方式是一样的，相当于所有流动性提供者都能获得「市场平均收益」。在UniswapV3中，流动性提供者可以通过更合理的价格区间和资金分配来获得超过「市场平均收益」的「Alpha收益」。但想要实现「Alpha收益」，流动性提供者需要不断分析数据、调节价格区间和制定更合理的策略。如果普通流动性提供者不想花费时间和精力，那么他们可能需要购买专业的流动性提供者的策略和服务。
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聚合流动性的粒度控制的另一个对流动性提供者非常友好的特点是可以控制无常损失。通过设置价格区间，流动性提供者可以将自己的资金控制在一个有限的范围内。如果实际交易价格偏离这个区间，流动性提供者不会参与交易，可以预先控制无偿损失。
对DeFi的影响
UniswapV3的聚合流动性的粒度控制会对DeFi项目中的去中心化交易所产生很大的影响。聚合流动性的粒度控制功能可以提高资金利用率，这一点对于稳定币交易对尤其明显。如果能在实际使用过程中满足用户体验，那么其他去中心化交易所也会借鉴这个模式进行改进。
如果DeFi生态中的AMM都加入聚合流动性的粒度控制功能，那么对DeFi进行经济攻击的难度需要重新评估。在当前AMM模式中，攻击者向AMM资产池投入资产X，获得资产Y并抬高AMM资产池内资产Y的价格。攻击者可以通过x*y=k来精确计算攻击后的价格和需要动用的资金。加入聚合流动性的粒度控制功能后，在AMM中的流动性可以都集中在攻击者的目标价格之前的区间，那么攻击者需要动用更多的资金才能达到相同的目的。从这个角度来看，攻击者进行经济攻击的难度增大了。当然，攻击者还是可能通过闪电贷等方式获得足够的资金来完成攻击。
对于使用AMM作为价格预言机的DeFi项目，聚合流动性的粒度控制功能可以使更多的流动性集中到合理的价格区间，这意味着在正常情况下AMM的滑点更小，可以更稳定地提供价格数据。但是，在极端情况下，由于合理价格区间之外的流动性会减少，AMM的价格可能会发生剧烈变化，扰乱预言机报价。极端情况结束后，套利者进行套利会使价格回归正常区间，套利者的获利情况与实际流动性的分配区间有关。
资产的定价权是由大资金决定的。对于BTC、ETH等主流资产，交易主要发生在中心化交易所，因此这些资产的定价权由中心化交易所掌握。对于小市值的长尾加密货币，交易主要发生在去中心化交易所，定价权由去中心化交易所掌握。聚合流动性的粒度控制功能可以进一步集中长尾资产的流动性，提高交易深度，交易者可以有更接近中心化交易所的用户体验。因此，这个功能可以增强去中心化交易所对长尾资产的定价权。
对Uniswap的估值
DeFi属于新兴领域，对DeFi项目进行估值需要用其他领域作为参考。Uniswap本质上属于交易所，可以用传统金融领域的交易所作为参考。下表中列出的是全球已经上市的主要交易所，包括洲际交易所、香港交易所、芝加哥商品交易所、芝加哥期权交易所、德意志交易所和纳斯达克等。从表中数据可得，这些交易所的平均市盈率大约是32。Coinbase交易所刚刚在美股上市，目前的市盈率为189。由于Coinbase交易所的上市时间太短，在后面分析过程中不采用它的PE值。
表1：主要的上市交易所
加密货币交易所的主要收入就是交易手续费，例如Coinbase在招股书中提到，其绝大部分收入来自于交易手续费。Uniswap是去中心化交易所，几乎不需要运营成本，可以粗略将交易手续费视作收益。因此，Uniswap的市值近似等于PE*交易手续费。
根据官网数据，Uniswap在过去一段时间的日均交易量大约是10亿美元，交易手续费比例为0.3%，因此Uniswap每天的交易手续费是300万美元，推算得每年的交易手续费是11亿美元。如果参照传统金融领域的交易所的PE值32，那么Uniswap的市值应该是350亿美元。目前，Coinbase交易所的总市值是610亿美元，经过一段时间的市场交易后，Coinbase交易所的总市值也可以作为一个可以参考的目标。Uniswap的治理代币UNI的市值为198亿美元。但是注意，Uniswap的交易手续费都分给了流动性提供者，治理代币UNI并不能捕获这部分价值。
以上对Uniswap的估值只是为了直观展示，估值的方法并不精确，在数值上没有太大的实际参考意义。然而，这可以引发我们思考一些问题。
Uniswap的交易量已经非常高了，因此它的交易手续费也非常高，这就说明Uniswap确实创造了很大的商业价值。那这部分商业价值最终被谁获得了呢？目前来看，这是被生态中的流动性提供者和套利者等参与者所获得。这也是Uniswap的流动性提供者在存在无偿损失的情况下还继续提供流动性的动力。其他DeFi项目也有类似的情况，项目方并不从参与者中间进行抽成。这与中心化项目的理念有非常大的区别，例如中心化交易所的绝大部分利润最终都由交易所团队拿走。同时，DeFi的运行成本要远远低于中心化项目，这一点对于交易所尤其明显，这也意味着DeFi未来有巨大竞争优势和潜力。
Uniswap的成功也给非加密货币市场的分布式商业项目做出很好的示范。如果想打造一个成功的、被更多人接受的分布式商业项目，那么在项目的利益分配上必须要与传统商业模式有所区别。生态中大部分的利润要分给参与者而不是发起人。并且，分布式商业项目在制定好运行规则之后，再正常运行情况下要尽可能减少人为干扰，在最大程度上发挥分布式的优点。
总结
UniswapV3提出了很多改进方向，最主要的是聚合流动性的粒度控制功能。流动性提供者可以选择将资金集中在交易最频繁的区间内，以实现集中流动性和提高资金利用率。UniswapV3为流动性提供者的头寸创建ERC-721合约，与UniswapV2的同质的流动性不同，V3的流动性是由一系列不同区间上的流动性组成。UniswapV3还设计了Tick来解决交易费的分成问题。
普通流动性提供者会尽可能利用手中的资金获得更多分成，他们需要将资金提供在合理的价格区间。流动性提供者可以通过分析数据、调节价格区间和制定策略来获得超过市场平均的交易费分成。市场上肯定会出现专业的流动性提供者，普通流动性提供者可以购买和跟随他们的策略。
UniswapV3会对去中心化交易所项目产生很大的影响。AMM中加入聚合流动性的粒度控制功能会加大DeFi攻击者进行经济攻击的难度。同时，去中心化交易所会进一步增强对长尾资产的定价权。
UniswapV3的最终实施效果还需要在实践中检验。目前，Uniswap计划在5月正式上线以太坊主网，然后会部署Layer2解决方案Optimism网络，以降低Gas费。因此，UniswapV3还会受限于Optimism的开发进度。如果UniswapV3可以顺利在Layer2上运行，在降低以太坊交易gas的同时提高用户体验，那么Uniswap的交易量和生态会继续长足发展。
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