從奠基者到集大成者，Uniswap V4 四大創新機制詳解

撰文：Daniel Li，CoinVoice

6 月 13 日，Uniswap 發布了 Uniswap V4 版本代碼草案，在業界引發了強烈震動，也成為了過去幾週內的熱點新聞。作為當前最大的去中心化交易平台，Uniswap 長期佔據鏈上交易 50% 以上的交易份額，其交易量是第二大競爭對手的 3 倍多。

Uniswap V4 的推出將會進一步鞏固其作為 DeFi 最大 DEX 的地位。在 Uniswap 發布的《Our Vision for Uniswap v4》和《Uniswap v4 Core Whitepaper》（白皮書）兩文中，Uniswap Labs 詳細介紹了可實現 AMM 定制化的 Hooks，改變帳戶框架和訂單邏輯的 Singleton 以及可以極大降低 Gas 費用的 Flash accounting 和 Native ETH。

這些創新特性將為 DEX 帶來更大的自由度、更好的流動性、更低的手續費以及更多的選擇。同時，對在 DEX 和 CEX 競爭中長期處於弱勢的 DEX 注入了一剂催化劑，加快了 DEX 追趕 CEX 的腳步，這將對 DeFi 未來的發展產生深遠的影響。

Uniswap 以創新引領整個 DeFi 行業發展

Uniswap V4 的升級之所以會引發眾多機構的關注，一方面是美國證券交易委員會（SEC）對全球最大 CEX 幣安起訴風波，讓行業內機構開始對 CEX 的未來發展產生了擔憂，而擁有去中心化和抗審核性的 DEX 無疑獲得了更多的青睞。此外，最重要的一點是 Uniswap 作為行業龍頭，其推出的每個版本都引領了 DEX 的發展方向，被後繼者爭相模仿，也帶動了整個 DeFi 繁榮發展。下面讓我們來回顧一下 Uniswap 的每個歷史版本。

Uniswap V1 是第一個正式版本，於 2018 年 11 月推出。它提供了 ERC-20 代幣和 ETH 之間的交易，並首次引入了自動做市商模型，自動調整代幣價格和流動性，從而使代幣的交易更加快速、簡單和低成本。這一做法也為許多後來的去中心化交易所提供了靈感，並為整個 DeFi 生態系統的發展奠定了基礎。同一時期，SushiSwap、Curve Finance、Bancor 都借鑒了 Uniswap V1 的做法。

Uniswap V2 於 2020 年 5 月推出，進一步提供了 ERC-20 代幣之間的交易支持，並引入了流動性挖礦機制，通過獎勵流動性提供者來增加交易對的流動性。有了 V2 的流動性賦能，同一時期興起的項目包括 Yearn.finance、AAVE、Compound 和 Chainlink 等。

Uniswap V3 於 2021 年 5 月推出，引入了集中式流動性和價格限制訂單（PLC）功能。集中式流動性可以讓做市商更有效地管理資金，從而提高其利潤和效率。PLC 可以讓用戶根據自己的需要設置交易價格的上限和下限，從而更精細地控制交易。同一時期，Concentrated Liquidity 和 BarnBridge，都是通過使用 Uniswap V3 的集中式流動性和 PLC 功能，獲得了更高的效率和收益。

Uniswap V4 是即將推出的新版本，雖然具體上線時間尚未公布，但根據項目方公布的信息，此次 Uniswap V4 版本將與以往的 V1-V3 不同，不再是從 0 到 1 的技術創新，而是從 DeFi 的基礎設施上進行全面的顛覆。例如，V4 將提供可以自主創建和管理的代幣池，可以通過 "掛鉤" 添加新功能的 AMM，以及採用大合約框架取代以往的 Factory/Pool 模式等等。這些創新將進一步強化 Uniswap 作為去中心化交易平台的特性，並為整個 DeFi 生態系統帶來新的變革和機遇。

Uniswap V4：四大創新機制打造 DeFi 真正基礎設施

Uniswap 作為 DeFi 行業的重要參與者和領導者，在推動行業進步和完善方面發揮了至關重要的作用，此次 Uniswap V4 將通過引入 Hooks、Singleton 和 Flash accounting 等創新機制，打造了一個真正適合 DeFi 的高效、靈活、低成本的基礎設施，為用戶提供了更好的交易體驗和更多的機會。下面我們來詳細介紹一下 Uniswap V4 這些新功能：

Hooks

Uniswap V4 的關鍵創新之一是引入了 "hooks"，Hooks 也被翻譯成 "掛鉤"，其本質是一個由開發者創建和定義交易邏輯的外部合約。通過 Hooks，開發者可以在流動池生命周期（如添加、調整、刪除、交換等）的特定點位調用外部合約執行指定的操作，比如在交易之前創建限價訂單，在流動池頭寸改變之後調整交易費用等。

通過 Hooks 添加插件的功能，Uniswap V4 變成了一個可定制化的流動性池平台。這種可定制化的特性對於中心化交易所來說是無法企及的。開發者可以自由塗畫，在此基礎上開發出各種新功能，從而滿足各種交易場景，讓流動性更加與項目自身的發展有深度綁定。此外，這種可定制化的特性還可以激發開發者和社區的想象力和創造力，進一步增加 Uniswap V4 的網絡效應，使其成為整個 DeFi 生態系統的底層基礎設施。

目前 Uniswap V4 展示了以下幾個鉤子樣本：

• 時間加權平均做市商 (TWAMM)

傳統的 AMM 做市商在執行大交易時，由於在交易過程中池子中的價格會發生變化，所以會產生巨大的滑點，給交易帶來不便。而 TWAMM 通過將大交易拆分成多個小交易，每個小交易都在一段時間內完成，從而減少了價格波動，降低了滑點，提高了交易的平滑度，為用戶提供更好的交易體驗。

• 動態費用

動態費用可以根據流動性池中的資產數量、交易量和波動率等因素進行計算。當市場波動性較低時，交易費用會降低，從而提供更具競爭力的交易環境。而當市場波動性較高時，交易費用會相應地增加，從而保護流動性池的穩定性和安全性。

• 鏈上限價單（On-chain Limit Orders）

鏈上限價單是通過引入一個新的合約類型實現的，稱為限價訂單合約（Limit Order Contract），它可以讓用戶在特定的價格條件下自動執行預設的交易訂單。通過鏈上限價單，用戶可以更加靈活地進行交易，以滿足特定的交易需求。

• 閒置流動性的借貸

在傳統的 AMM 交易所中，流動性提供者只能將資產存入流動性池中，以獲得交易手續費和挖礦獎勵等收益。然而，如果流動性超出了特定範圍，這些流動性可能無法獲得最大化的收益，變成了閒置的資產。在 Uniswap V4 中，通過引入閒置流動性轉移合約（Idle Liquidity Transfer Contract），可以將超出範圍的流動性存入借貸協議，提高了資本利用效率，並增加了收益來源。

• 定制的鏈上預言機

定制的鏈上預言機是通過引入一個新的合約類型實現的，稱為聚合預言機合約（Aggregator Contract）。聚合預言機合約可以根據用戶的配置選擇不同的預言機服務提供商、數據源和計算公式等，從而實現定制化的預言機服務。

• 內部化的 MEV 利潤分配回 LP

在傳統的 AMM 交易所中，MEV 利潤通常被礦工或其他參與者獲取，而流動性提供者只能從交易手續費和挖礦獎勵中獲得收益。而通過內部化的 MEV 利潤分配回 LP，流動性提供者可以直接從 MEV 利潤中獲得收益，從而增加其收益來源和收益水平。

Singleton

Singleton 是 Uniswap V4 的一種新的合約架構。在以前的版本中，每個流動性池都對應一個合約，當添加新的流動性池時，需要部署一個新的合約，這不僅增加了開發者的部署成本，而且交易需要跨越多個合約，導致 Gas 費用和交易時間增加。而在 Singleton 架構中，所有流動性池都保存在一個合約中，這種設計大大降低了創建流動性池的成本和 Gas 費用，並提高了交易效率。

Singleton 架構的優勢主要有以下幾點：

• 降低成本：由於所有流動性池都保存在同一個合約中，開發者不需要為每個流動性池部署單獨的合約，從而降低了開發和維護成本。

• 提高效率：Singleton 架構實現了多跳交易，用戶只需調用一次合約就可以完成所有交換，這大大提高了交易效率，降低了 Gas 費用。

• 可擴展性：Singleton 架構可以方便地添加新的功能和特性，為未來的創新留下更多的可能性，使得 Uniswap V4 具備更高的可擴展性和靈活性。

• 簡化流動性倉位管理：在 Singleton 架構中，流動性倉位不再使用代幣化的方法進行封裝，而是使用地址進行倉位管理，這樣可以更加簡單高效地管理流動性倉位數據。

Flash Accounting

Flash Accounting，稱之為 "閃電記帳"，是在單例合約架構之上引入的一種新的記帳方式。在以前的版本中，每次交易都需要計算所有相關倉位的餘額，這會占用大量的 Gas，導致交易成本高昂。而 Flash Accounting 系統可以僅根據淨餘額（即餘額的變化量）來計算交易費用，從而減少 Gas 消耗。

具體來說，Flash Accounting 系統利用了 Uniswap V4 中所有流動性池都由一個合約管理的優勢。當用戶進行交易時，Flash Accounting 系統會查詢當前池子的淨餘額（即買入和賣出量的差異），然後根據交易中用戶的淨餘額計算交易費用。由於只計算了淨餘額，Flash Accounting 系統可以避免計算所有相關倉位的餘額，從而減少了計算所需的 Gas。

除了減少 Gas 消耗外，Flash Accounting 系統還可以提高跨池路由效率，並進一步降低穿越多池的交易成本。這種特性結合掛鉤合約之後變得非常有用，支持更複雜的集成和創新，可以將大大增加池的數量。

Native ETH

Uniswap V4 中的 Native ETH 是指在交易過程中，以太坊原生代幣（ETH）與其他代幣之間的直接交易。在以前的版本中，如果想要進行 ETH 與其他代幣之間的交易，必須先將 ETH 轉換為 WETH 代幣，這個過程需要多次交易和 Gas 費用，導致交易成本高昂且效率較低。

在 Uniswap V4 中，引入了 Native ETH 的概念，這使得 ETH 與其他代幣之間的交易可以直接進行，無需先轉換為 WETH。這樣可以大大減少交易成本和時間。同時，Native ETH 還可以提高流動性，吸引更多的流動性提供者進入 Uniswap V4 生態系統，為交易者提供更好的流動性和價格。

具體實現上，Uniswap V4 在核心合約中添加了一個 ETH 池子，這個池子僅用於 ETH 與其他代幣之間的直接交易。當用戶進行 ETH 與其他代幣之間的交易時，系統會自動將交易量與池子中的 ETH 量進行比較，然後根據比率計算出交易量對應的其他代幣數量。這樣，用戶可以直接在 Uniswap V4 中進行 ETH 與其他代幣之間的交易，而無需進行繁瑣的轉換過程。因此，Native ETH 的引入使得 Uniswap V4 更加便捷和高效，為用戶提供了更好的交易體驗，並進一步加強了 Uniswap 的流動性和競爭力。

Uniswap V4 或將成為解決 DEX 困境的契機

數字資產交易市場上，CEX 和 DEX 是兩種主要的交易所模式。由於 DEX 長期受困於流動性不足、用戶體驗差、交易費用和成本高等問題，所以長期以來 CEX 一直佔據著數字資產交易市場上的大部分份額。隨著 DeFi 迅速發展，DEX 的發展困境也引發越來越多的關注，在這種情況下，Uniswap V4 的發布可能成為解決 DEX 困境的契機。通過創新性的解決方案，Uniswap V4 計劃從四個方面去改善 DEX 的狀況，一旦取得成功，將會引領更多的機構加入進來，共同推動 DEX 困境的徹底解決。

改善流動性：流動性是 DEX 的核心問題之一。Uniswap V4 通過引入 Hook 功能和內部化的 MEV 利潤分配回 LP 等鉤子結合，提高了 DEX 的可定制性和流動性。Hook 功能允許任何人使用自定義合約來部署流動性池，從而使 Uniswap 的流動性更加具有可組合性和可擴展性，而內部化的 MEV 利潤分配回 LP 可以鼓勵更多的 LP 參與 Uniswap 流動性提供，從而提高流動性。

改善用戶體驗：Uniswap V4 引入了 TWAMM 算法和限價交易功能，提高了價格發現的效率和用戶的交易體驗。TWAMM 算法可以根據時間加權平均值來計算價格，從而反映出更準確的市場價格，限價交易功能允許用戶設置價格的上限和下限，更好地控制交易風險。這些功能可以提高用戶體驗，吸引更多的用戶參與 DEX 交易。此外，通過 Hook 自定義合約來部署流動性池，可以滿足用戶不同的需求，也極大地提升了用戶的體驗度。

降低交易費用：交易費用是用戶選擇交易所最重要的參考指標之一。Uniswap V4 通過內部化的 MEV 利潤分配回 LP 等鉤子結合和閃電記帳等機制，降低了交易費用。內部化的 MEV 利潤分配回 LP 可以提高 LP 的收入，從而降低用戶的交易費用，而閃電記帳可以降低頻繁交易的成本，為用戶提供更低交易成本和更高的效率。

提高成本效率：Uniswap V4 的 Singleton 架構可以將所有的 LP 合約都設置為單一合約，此舉不但可以降低創建 LP 和 multi-hop trade（跨池路由交易）的 Gas 費用，還能極大提升了部署合約的效率。再加上閃電記帳來降低頻繁交易的成本，Uniswap V4 幫助用戶以最小化的成本實現最大化的效益或價值，同時也為 DEX 的可持續發展提供了更好的基礎。

總結

Uniswap 是 DeFi 行業中的重要奠基者之一，一直在不斷引入新的創新機制來帶動整個行業的發展。而 Uniswap V4 作為其中的集大成者，它的出現無疑是 DeFi 行業乃至整個加密行業的重大創新。Uniswap V4 賦予用戶更大的自由度、更高的流動性、更低的費用以及更加完善和便捷的服務，這些優勢使得 Uniswap V4 成為更加具有競爭力交易平台的同時，也推動了整個 DEX 行業的進步和完善。

儘管當前在用戶體驗度、費用和安全方面，DEX 與 CEX 之間還存在較大的差距，但隨著 Uniswap 版本的不斷更新和完善，這一差距正在逐漸縮小。相信未來不久，Uniswap V4 將會在 DEX 與 CEX 的競爭中佔據更加重要的地位，成為 DeFi 行業的流動性增長飛輪，引領整個行業的發展方向。