基於 ERC-3525 將怎樣改進 Uniswap v3 LP 模型？

作者：Will Wang，Ethan Tsai

Will Wang，Solv protocol 聯合創始人、ERC-3525 標準提出人

Ethan Tsai，Solv Protocol 核心技術團隊成員、ERC-3525 核心貢獻者之一

前言：本文寫作於 2021 年 3 月23 日，也就是去中心化交易所 Uniswap 發佈 v3 的第二天。

當時，Solv 團隊正在向以太坊社區提交  ERC-3525 標準草案，看到 Uniswap v3 LP的設計後，興奮於“將 NFT 應用於金融類應用”的理念與行業領導者不謀而合，同時也認為正在設計和提交的 ERC-3525 能為 v3 作出重大改進：包括為 LP 帶來更好的流動性和管理能力。

本文探討了 Uniswap v3 區間做市的工作原理，仔細分析其固有的問題，以及基於 ERC-3525 解決這些主要障礙的解決方案。

時隔一年多，ERC-3525 已經成為以太坊社區正式標準，我們認為當時提出的對於 ERC-3525 改進方案仍然具有價值，故重新發表此文。

由於文章發表較早，部分技術內容與 ERC-3525 正式標準有一定差異，特此說明。

一、 背景

Uniswap V3 引入了做市商的差異化 position 管理能力，允許做市商針對不同價格區間來配置做不同市資金量：當成交價落在某個價格區間內，做市商對應的資金頭寸參與做市，成交價落在這個價格區間外，這部分資金不參與做市。這是一個很有力的創新，其價值和具體實現有很多細節，這裡不做展開。我們只針對其中一個問題進行討論：position 的管理方式，也就是Uniswap V3 LP 的技術實現手段。

眾所周知，Uniswap V2 的 LP 是一種 ERC-20，由於 V2 中並沒有區間化的 position 管理，所以 V2 的 LP 實際上就是全價格範圍的 position 管理 token。同時，由於 position 沒有差異化，Uniswap V2 的 pool 也就和 LP 合二為一，形成了一體化的管理模式，這也是目前大部分DEFI項目的資金池管理模式。

由於 ERC-20 模型的限制，無法實現差異化 position 管理，否則會導致針對每個 position 創建一個 ERC-20 合約，不僅代價難以承受，而且 ERC-20 資產的流動性特徵也沒有獲得充分利用，得不償失。同時，由於差異化 position 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麼顯而易見了。對這兩個問題，Uniswap V3 給出的解決方案是：position 管理 token 改為 ERC-721，pool 也成為一個單獨的合約。

二、 底層資產 Token化（tokenization of underlying assets）的價值

那麼，Uniswap V3的 position 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主要 DEFI 平臺所採用的“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 平臺的資金池合約本身是一個 token 合約，對應發行的 token 就是用戶的資產存儲憑證，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 token 化資產分離，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，由於其與底層資產在數量上的對應關係，使得其包含內在價值，且價格可以計算，現在已有大量平臺支持這類 LP 資產的交易、質押，顯著提升用戶資產的流動性。

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的時候，只需要用標準的 token 協議進行操作，而無需由資金池協議開發任何對應的管理功能。同時，通過token 的轉移實現底層資產所有權的變更，使得用戶無需採取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。

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。

三、 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，那就是基於標準 ERC-721協議實現的 position 管理，雖然支持了差異化的特性，但卻沒有最大限度地保持前述的兩個價值。我們用兩個場景做示例來進行討論：

頭寸變更

Uniswap V3 提供了頭寸變更的能力，允許針對一個 position 來修改其價格區間，這很顯然是一個必備功能。但用戶可能不滿足於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 這個價格區間上，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 position。這顯然沒有達到我們上面討論過的儘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，但由於 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兩個價格區間完全一樣的 LP 去實現這一目標嗎？

Uniswap 給出的答案是由進一步的外圍合約或者第三方來提供（基於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，如果採用打包機制將若干 ID 的 token 進行整合，不僅增加用戶資產管理的難度，還要面臨複雜的價格確定機制的問題。對於 NFT 領域內 re-fungible 方案比較熟悉的人會了解，這種模式並不能有效應對 position LP 這種高度複雜性的金融資產。

總體而言，基於標準 ERC-721 協議的 LP，基本上很難實現 ERC-20 類型 LP 的管理能力與流動性模式，而這些特徵實際上是 LP 類 token 資產的核心價值。如果 Uniswap V3 僅僅採用這種方式來實現 LP token，對於方興未艾的 LP 市場可能造成不小的打擊。

四、 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，並且給出了比標準 ERC-721 更好的方案。我們也因此相信，這個方案同樣適用於Uniswap V3 的 LP，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 SFT，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，SFT 是一種支持數量描述的NFT，在此基礎上可進行拆分、合併和部分轉讓。同時，為了更好地支持“雙層資產”模型，SFT 還在協議層增加了底層資產描述能力，從而支持和規範這種模式的實現。此外，為了有效與現有的 DEFI世界基礎設施進行交互，SFT 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 SFT 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）：

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 ; 

其中，Units 表示一個 NFT 中所包含的數量。

資產管理靈活性

由於增加了數量屬性以及拆分、合併和部分轉讓的能力，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，然後對其中一部分進行價格區間變更，而無需首先取款。對於轉讓、交易、質押等操作，也可以進行類似的處理，並且由於 LP 的數量與底層資產存在對應關係，LP 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，使得用戶和其他DEFI協議都能夠獲得接近於 ERC-20 LP 的處理能力。

LP 與 pool 一體化

不僅如此，由於 SFT 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係與 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 協議所採用的簡單而清晰的“雙層資產”模型。

從 Uniswap 作為 DEX 的實現角度看，這一方案並不是必須的，V3 的文檔中還特別說明 LP token 與 pool 的合約拆分，是有意為之。但在我們看來，這種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、降低信任摩擦方面還是有很重要的作用的，仍然非常值得考慮。

當然，實現一體化模型還有很多其他因素需要考慮，比如是否由於 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，相信在技術層面都是能夠解決的。

五、 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，類似於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並且值得的，SFT 就是我們為這一系列目標給出的解決方案。