模擬Uniswap V3收益農耕回報的量化框架_UNI

本文作者是加密與DeFi量化研究員DeFi Scientist

Uniswap V3于5月正式推出，其承諾為流動性池（LP）提供者提供更低的交易費用和更高的資本效率。V3協議迅速取得了巨大的成功，在第一個月就吸引了近20億美元的資金。

然而，自推出以來，流動性供應者的回報情況好壞參半。目前平臺的指標顯示，平臺上的流動性過多，而費用過少。因此，對于大多數交易對來說，LP獲得的費用遠遠不能補償因代幣價格波動而產生的預期無常損失（IPL）。鑒于目前的市場狀況，投資者可以賣出看跌期權（如果有的話）來獲得更高的預期回報。

為了證明這一點，本文首先揭示Uniswap V3上收益農耕回報的主要驅動因素，并提出定量框架來分析給定的LP頭寸的吸引力。我們將這個框架應用于USDC/WETH池，以此為例進行說明。

與目前大多數的方法不同，我們的框架考慮到了LP的流動性分布，并模擬了相關的代幣價格變動。這使得我們能夠更精確地估計人們可以期望收取的費用以及隨后的預期策略利潤。

在深入研究量化內容之前，先強調一下Uniswap V3協議的功能特點和收益農耕回報的驅動因素。

值得注意的是，任何LP策略都是做空波動性的策略：你向流動性池投入兩種代幣，隨著價格的變動，你其實是在逐步賣出表現最好的資產。

Gyroscope測試網已上線，將于4月5日開啟游戲模擬測試:3月29日消息，去中心化穩定幣Gyroscope測試網已上線，并計劃于4月5日開啟游戲模擬活動，用戶可以通過游戲Gyrosoft全天候模擬器對抗各種威脅，以測試其協議設計和Gyroscope系統的健壯性。游戲第一關開放時間為4月5日，持續時間為兩個月，游戲參與者將在協議中獲得完成關卡的徽章。

注：Gyroscope是為DeFi用戶打造的去中心化穩定幣，采用自動做市商（AMM）機制與儲備相結合，以保持穩定。[2021/3/29 19:26:28]

Uniswap V3的主要創新在于：

能夠將流動性集中在一個特定的價格范圍內[pmin, pmax]。這為LP提供了杠桿作用。但是，一旦價格在該范圍之外，你將停止賺取費用，并將承擔表現不佳的資產的全部風險敞口。

收取的費用取決于給定價格范圍內其他活躍LPs的數量。這些費用比Uniswap V2更難建模，因為你要與其他流動性提供者競爭。

BM建議V神將以太坊遷至EOS并部署模擬器:金色財經報道，針對V神此前表示希望盡快結束高額gas費的問題，且每天都在努力實現這一目標，BM在推特表示：“為什么不將以太坊遷移到EOS網絡，之后可以用以太坊模擬器運行所有功能，同時享有非常低的轉賬費。”[2020/9/28]

來源：Uniswap V3白皮書

我們對由加密代幣（稱之為T）和穩定幣（USDC）交易對所組成的池子的預期無常損失進行建模。初始狀態設置為，投資組合價值為1，市場價格為T/USDC=1，對于USDC/T不同價格，我們的投資組合價值會是多少（不包括費用）？

我們還比較了兩個不同的流動性范圍[0.95,1.05]和[0.9,1.1]，這樣讀者可以更好地了解流動性范圍對結果的影響。

正如下圖所示，PL圖與空頭看跌策略的圖非常相似。主要區別在于所選流動性范圍內的凸性。更窄的流動性范圍將幫助你收取更多的費用（只要代幣價格保持在該范圍內），這種情況下，加密代幣的上行風險較小，下行風險較大。

主要風險在于代幣貶值，在加密牛市中，你可以從短線波動頭寸和資金池費用中賺錢。然而，不計費用的USD回報是不對稱的。當代幣相對美元升值時，會有小幅收益（約50%的時間），但在下行時可能會有較大的損失。這導致了平均的統計損失。只有當收取的費用大于預期的IPL時，LP策略才是可行的。

動態 | DeFi初創公司Compound通過壓力測試模擬其借貸協議的違約風險:由DeFi借貸協議初創公司Compound委托進行的一項壓力測試顯示， ETH處于歷史最大波動性，它也能以不到1%的違約概率將總借款價值擴大至10倍。這一結論是通過對Compound協議進行各種基于模擬的壓力測試得出的。由區塊鏈模擬平臺Gauntlet Networks完成的這項研究可以幫助指導用戶評估不同DeFi貸款協議的金融安全性。（The Block）[2020/2/8]

正確設置流動性范圍是任何LP策略的關鍵部分。你將收取的費用也是取決于路徑的。為了準確地模擬我們的回報，我們將用蒙特卡洛模擬法來模擬代幣價格。

給定某個代幣LP頭寸及其特征（范圍、資金池的流動性分布和費用預測），可以計算出LP頭寸所承擔的隱含波動率指標。

隱含波動率指標是通過對交易對價格的蒙特卡洛模擬計算出來的。資金池隱含的代幣波動率是指在LP頭寸中產生0預期收益的資產波動率。

值得注意的是，我們可以把這個過程倒過來，即為該交易對設置隱含資產波動率假設，并取消隱含費用。

動態 | 澳大利亞儲備銀行進行在以太坊網絡支付系統運行CBDC的模擬測試:1月16日消息，澳大利亞儲備銀行（RBA）近期透露，其模擬了在以太坊網絡為基礎的批發支付系統中使用中央銀行數字貨幣（CBDC），以調查央行數字貨幣的可能性。（Bitcoinist）[2020/1/16]

由于資金池中的流動性分布會隨著時間變化，因此在短時間內進行蒙特卡洛模擬是有意義的。我們將為此建模練習選擇一個 24 小時的窗口。

USDC/WETH是Uniswap V3中最大的資金池之一，有超過2億美元的TVL。我們使用The graph提取流動性分布 。大部分的流動性集中在WETH的1800-2400價格范圍內。隨著價格從當前水平下跌，流動性開始緩慢下降。隨著價格進一步下跌，我們應該期望收取更多的費用。因為我們將占到資金池更高的份額。隨著WETH的升值，我們收取的費用將減少。

6月26日 USDC/WETH 流動性分配（來源：Uniswap）

我們還需要為資金池設置每日費用假設。從下圖看出，最近每日交易量遠遠低于2億美元。樂觀看待，假設每天有2億美元的交易量，這應該轉化為整個流動資金池的60萬費用（0.3%的交易費）。假定TVL為2.35億美元，這意味著年利率為93%。

眾籌網站平臺Kickstarter推出模擬加密貨幣投資過程的游戲:根據Bitcoin.com消息，眾籌網站平臺Kickstarter推出了一款名為’Bitcon’的新型紙牌游戲，讓人們可以體驗到加密貨幣的投資過程。這個游戲是由兩位加密貨幣投資者創建的，兩位創作者表示，這個游戲成為了一個有趣的與加密貨幣投資風險和獎勵有關的模擬展示。[2018/5/27]

USDC/WETH 流動性池歷史交易量（來源：Uniswap）

使用上述框架和費用假設，我們將計算出3個不同流動性范圍的隱含波動率：

與當前價格相比的±1.2%范圍（在撰寫本文時為1760點）

與當前價格相比±4.8%的范圍

與當前價格相比±9.6%的范圍

我們的框架非常靈活，可以適應任何流動性范圍。選擇這三個范圍是為了說明隱含波動率不會隨著流動性范圍的變化而發生重大變化。

在±1.2 %范圍內波動的是99%的隱含波動率

在±4.8%范圍內波動的是100.5%的隱含波動率

在±9.6%范圍內波動的是107%的隱含波動率

即使使用我們對費用的樂觀假設，這三個池頭寸的隱含波動率也低于ETH看跌期權的122%水平（來源 Deribit Exchange）。在實踐中，費用預計會低得多（如今每天約為40-45萬！），導致隱含波動率也低很多。人們可能會說，隱含波動率曲線有偏差。因此，更廣的流動性范圍應該對應更高的隱含波動率，使LP投資的吸引力更低。可參考，1650 daily看跌期權

Deribit交易所的定價是152%的隱含波動率。

基于120%的隱含波動率和60萬的日費，我們可以預期3個池子的每日損失如下：

± 1.2 %范圍：-1.1% 如果費用太低，狹窄的流動性范圍會像杠桿交易一樣損害你的利益

± 4.8 %范圍 : -0.83%

± 9.6 %范圍 : -0.5%

現在，讓我們把問題反過來，假設隱含波動率為120%，計算收支平衡所需的每日費用。± 9.6%的區間池需要80萬的日成交量（124%的年利率）才能有預期的正收益，這是目前成交量的2倍。或者說，我們需要將所提供的流動性減半。

已經看到USDC/WETH有太多的資金，而且交易量不足以彌補ETH的隱含波動性。但對于Uniswap上的所有貨幣對來說，情況也是如此嗎？

快速篩選有吸引力的資金池，最好方法是計算代幣對的預期費用和實現波動率之間的比率。The Graph再次作為可拉出所有資金池數據的方便工具。一個好的經驗法則是，費用APY必須至少是我們提供流動性的貨幣對的隱含波動率的0.9倍。如果有很大一部分TVL不以當前市場價格提供流動性，情況可能會有所不同。在我們USDC/WETH的例子中，大部分流動性集中在當前市場價格之上，所以池子APY低估了我們可以賺取的費用。

下圖按照不同池子的APY/已實現波動率對Uniswap TVL進行細分。可以看到，約2/3的TVL被鎖定在預期APY低于隱含對波動率的資金池中。只有1/3的鎖定資金有預期正收益。

根據APY/Volatility比率對Uniswap V3 TVL進行細分

根據費用/成交量比率的前20最佳資金池如下所示。這些池子的規模相當小，最多只有幾百萬美元的資產。他們的回報將受到更高gas費和資金池新進者風險的影響。此外，其中許多涉及信譽較差的小幣種，如FEI，FRAX ...

基于APY/vol 劃分的最具吸引力的收益農耕池子

你還會注意到列表中的USDC/WETH池（黃色高亮）。（https://info.uniswap.org/#/pools/0x7bea39867e4169dbe237d55c8242a8f2fcdcc387）這不是我們之前分析過的資金池，而是有1%交易費的資金池。它的TVL要小得多（270萬美元）。這證明標準的Uniswap費用并不總是最理想的收益農耕選擇。

Uniswap成了自己成功的受害者。正如 Luke Posey和glassnode 在其最近的文章中指出（https://insights.glassnode.com/activity-on-defi-stalls/），鎖定在DeFi平臺上的TVL的表現優于以太坊和其他加密代幣。

來源：Glassnode

這就造成了流動性提供者對費用更激勵的競爭。此外，交易所的激增和新的Uniswap費用等級費用產生了負面影響，從而對收益農耕策略的盈利也產生了負面影響。

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