ERC-3525 を基にすると、Uniswap v3のLPモデルをどのように改善できるか？

2022.09.26

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ERC-3525 を基にすると、Uniswap v3のLPモデルをどのように改善できるか？

現時点において、DeFiはより複雑で多次元的な金融商品の設計と実装の段階に進入しており、差分化されたポジション管理のようなモデルが次々と登場するだろう。

2022.09.26 - 10:28:25

ERC-3525Uniswapv3

Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察

著者：Will Wang、Ethan Tsai

Will Wang、Solv Protocol共同創設者、ERC-3525標準提案者

Ethan Tsai、Solv Protocolコア技術チームメンバー、ERC-3525の主要貢献者の一人

序文：本稿は2021年3月23日、すなわち分散型取引所Uniswapがv3を発表した翌日に執筆された。

当時、Solvチームはイーサリアムコミュニティに対してERC-3525標準草案を提出しようとしていた。Uniswap v3のLP設計を目にし、「NFTを金融アプリケーションに応用する」というコンセプトが業界のリーダーと一致していることに興奮すると同時に、我々が設計・提出していたERC-3525がv3に対して大きな改善をもたらせると確信した。具体的には、LPに対するより優れた流動性および管理能力の提供である。

本稿では、Uniswap v3における区間マーケットメイクの動作原理を考察し、その内在的な問題点を詳細に分析するとともに、ERC-3525に基づくこれらの主な障壁を解決する方法について述べる。

それから1年以上経過した現在、ERC-3525はすでにイーサリアムコミュニティの正式標準となり、当初提唱したERC-3525による改善案は今なお価値があると考えられるため、改めて本稿を公開するものである。

記事の掲載時期が古いため、一部の技術的内容はERC-3525正式標準と若干の差異があることをここに明記する。

一、背景

Uniswap V3は、マーケットメーカが異なる価格帯ごとに投入する資金量を個別に設定できる「ポジションの差別化管理機能」を導入した。取引価格が特定の価格帯内にあれば対応する資金ポジションがマーケットメイクに参加し、価格帯外であればその資金は不参加となる。これは非常に強力な革新であり、その価値や実装の詳細については多く語るべき点があるが、ここでは割愛する。本稿では、特に「ポジションの管理方式」、すなわちUniswap V3のLPの技術的実装手法に焦点を当てる。

周知の通り、Uniswap V2のLPはERC-20トークンであり、V2には価格帯ごとのポジション管理が存在しなかったため、V2のLPは実質的に全価格範囲にわたるポジション管理トークンであった。また、ポジションに差異がないため、V2ではLPとプールが一体化しており、これが現在の多くのDeFiプロジェクトにおけるプール管理モデルとなっている。

しかし、ERC-20モデルの制約により、差別化されたポジション管理を実現することは困難である。なぜなら、各ポジションごとにERC-20コントラクトを作成することになると、コストが膨大になり、ERC-20資産の流動性特性も十分に活用できず、得るものが少ない。また、差別化されたポジションを統一された資金プールに集約する必要があるため、従来のLPとプールが一体化するモデルも明らかではない。この二つの課題に対し、Uniswap V3が採用した解決策は、ポジション管理トークンをERC-721に変更し、プール自体も独立したコントラクトとするというものである。

二、基礎資産のトークン化（tokenization of underlying assets）の価値

では、Uniswap V3のポジション管理ソリューションは最適解なのだろうか？この問いを検討するには、まず現在の主要なDeFiプラットフォームが採用する「基礎資産のトークン化」というモデルの価値を振り返る必要がある。

「基礎資産のトークン化」とは、ユーザーが資産をDeFiプラットフォームのプールコントラクトに預けた際に、そのコントラクト自体がトークンコントラクトとなり、発行されるトークンがユーザーの資産保管証明書となる仕組みを指す。このモデルが主流のDeFiプラットフォームで広く採用されている理由は、基礎資産とトークン化資産を分離する「二層資産モデル」を構築することで、以下の二つの核心的価値を生み出すからである。

第一に、トークン化によって新たな派生資産が生まれ、基礎資産の流動性が大幅に解放される。例えばCompoundのcTokenやUniswap V2のLPは、基礎資産との数量的対応関係により内包価値を持ち、価格が算出可能であるため、現在多くのプラットフォームでこうしたLP資産の取引や担保提供が可能となっており、ユーザーの資産流動性が顕著に向上している。

第二に、二層資産の処理が相互に独立しており、互いに影響を与えないことで、プロトコルは資産管理の簡素化と基礎資産の安定性向上という価値を得る。たとえば、ユーザーが資産を売却・担保提供・別のアドレスへ移転して管理したい場合でも、標準的なトークンプロトコルで操作すればよく、プールプロトコル側で特別な管理機能を開発する必要がない。また、トークンの移転によって基礎資産の所有権を変更できるため、ユーザーは基礎資産を引き出して再預入する手間を省き、プール規模の安定性を保つことができる。

DeFi世界のレゴブロックモデルが最大限の価値を発揮できたのは、まさに上記二つの能力のおかげである。したがって、いかなるDeFiプロトコルにおいても、基礎資産の管理構造、すなわちそのトークン化の実装方法は、これら二つの価値を最大限に提供することを前提とすべきであり、そのための努力はすべて価値あるものである。

三、Uniswap V3のposition LPの問題点

ここでUniswap V3のLPソリューションを見直すと、明らかな問題点が一つある。つまり、標準的なERC-721プロトコルに基づくポジション管理は、確かに差別化機能をサポートするものの、前述の二つの価値を最大限に維持していないのである。以下に二つの具体例を挙げて説明する。

ポジションの変更

Uniswap V3はポジションの変更機能を提供しており、既存ポジションの価格帯を修正できる。これは明らかに必須機能である。しかし、ユーザーは単に価格帯を変更するだけでは満足しないかもしれない。例えば、あるユーザーがETH-USDCペアの1500-2000価格帯に100万ドルを投入しており、市場状況からみてそのうち30万ドルを1000-1200価格帯に移動させ、下落リスクに対応したいとする。現行のUniswap V3では、唯一可能な手段は、既存ポジションから30万ドルを引き出し、新たに価格帯を指定して別のポジションを作成することである。これは前述した「ユーザーが基礎資産を引き出さずに済ませ、プールの安定性を保つ」という目標からは明らかに逸脱している。

資産の流動性

前述の通り、Uniswap V2のLPは広く認知された資産となっており、V3のLPも同様に広く受け入れられると考えられる。そのため、こうした資産の担保提供、取引、各種処理の需要は高まるだろう。しかし、ERC-721の制約により、こうした用途では柔軟な対応ができない。たとえば、二つのプラットフォームがV3 LPの担保サービスを提供しており、ユーザーがどちらの収益が高いか判断できない場合、最も簡単な方法はそれぞれに50%ずつ担保提供することだが、これはERC-20時代では容易にできたことである。しかし現在ではそれが不可能であり、ユーザーは同じ価格帯を持つ二つのLPをあえて作成しなければならないのか？

Uniswapが提示する答えは、外部コントラクトまたは第三者が（ERC-20ベースの）re-fungible（再分割可能）なソリューションを提供するというものだ。しかし、これは到底満足できるものではない。一方で、各ERC-721 IDごとにERC-20コントラクトを発行すれば、壊滅的なコントラクト断片化問題が発生し、LP資産を受け取るプラットフォームにとって処理が極めて困難になる。逆に、複数IDのトークンをパッケージングして統合する方法を取れば、ユーザーの資産管理が複雑化するだけでなく、価格決定メカニズムも難しくなる。NFT分野でのre-fungibleソリューションに詳しい人であれば、このようなモデルが、ポジションLPのように高度に複雑な金融資産に対応できないことは理解できるだろう。

総じて、標準的なERC-721プロトコルに基づくLPでは、ERC-20型LPが持つ管理能力や流動性のパターンをほとんど実現できない。しかし、これらこそがLPタイプのトークン資産の核心的価値なのである。もしUniswap V3がこのような方式のみでLPトークンを実装するならば、成長期にあるLP市場に少なからぬ打撃を与える可能性がある。

四、解決策

我々が上記の問題に対して迅速かつ深く分析できたのは、貸借市場における定期ローン商品や投資市場における定期ロック解除商品の設計時に同様の問題に直面し、標準的なERC-721よりも優れたソリューションをすでに構築していたからである。我々は、このソリューションがUniswap V3のLPにも適用可能であり、より高い流動性と管理能力を提供できると信じている。

その答えとは、我々が「SFT」と呼ぶ新型資産プロトコルである。これは複数のインターフェースを含むプロトコル群の総称であり、詳細は今後段階的に公開していく予定である。簡単に言えば、SFTとは数量属性を持つNFTであり、分割・結合・部分譲渡が可能である。さらに、「二層資産」モデルをより良くサポートするために、SFTはプロトコル層で基礎資産の記述機能を追加し、このモデルの実装を支援・規範化している。また、既存のDeFiインフラと効果的に連携するため、SFTはERC-721との実装互換性を確保しており、標準的なERC-721をサポートするすべてのプロトコルは、SFTトークンをそのままERC-721トークンとして扱うことができる。

技術的に言えば、このプロトコルは以下のインターフェースを含む（一部のみ掲載）：

function safeTransferUnitsFrom(address from, address to, uint256 tokenId, uint256 targetTokenId, uint256 transferUnits) external;

function split(uint256 tokenId, uint256 newTokenId, uint256 units) external;

function merge(uint256 tokenId, uint256 targetTokenId) external;

function approveUnits(address to, uint256 tokenId, uint256 units) external ;

ここで、UnitsとはNFT内に含まれる数量を示す。

資産管理の柔軟性

数量属性および分割・結合・部分譲渡機能の追加により、前述のUniswap V3 LPの問題はすべて良好に解決できる。たとえば、一部のポジションを別の価格帯に移動させたい場合、既存LPトークンを金額に応じて二分割し、その一部の価格帯を変更すればよく、最初に引き出す必要はない。譲渡、取引、担保提供などの操作についても同様に処理でき、LPの数量と基礎資産との対応関係があるため、LP資産の価格も明確で計算可能であり、外部プロトコルやERC-20へのパッケージングを必要としない。これにより、ユーザーおよび他のDeFiプロトコルは、ERC-20 LPに近い取り扱い能力を得ることができる。

LPとプールの一体化

さらに、SFTがプロトコル層で基礎資産の記述機能を追加したことにより、トークンと基礎資産のマッピング関係がERC-20と同等の柔軟性を持つようになり、Uniswap V3はLPトークンとプールの一体化を容易に実現できる。これにより、V2および現在の多くのDeFiプロトコルが採用するシンプルで明快な「二層資産」モデルに戻ることができる。

DEXとしてのUniswapの実装観点から見れば、このソリューションは必須ではない。実際、V3のドキュメントでは、LPトークンとプールコントラクトを分離することが意図的に行われたと明言している。しかし我々の見解では、この一体化モデルがもたらす二層資産処理の一貫性は、LP資産の流動性向上や信頼摩擦の低減において重要な役割を果たすため、依然として検討に値する。

もちろん、一体化モデルの実現には他にも考慮すべき要素がある。例えば、ERC-721基底コントラクトが大きすぎてEIP-170の制限を超える可能性などもあるが、これらも我々が実践の中で既に解決済みの問題であり、技術的には対応可能であると確信している。