Uniswap V4 Hooks 將帶來什麼革新？
為什麼我們需要 Uniswap V4？
Uniswap V3 於 2021 年橫空出世，帶出了 Concentrated Liquidity 的概念，極大程度提升了資金效率的同時，也為 DeFi 創新立下了一個難以超越的里程碑。Uniswap V3 上線以來，Uniswap 在整體 DEX 的市占率上一直都保有 50–60% 的領先地位，而 V3 為期兩年的 License 更是在法律上創造了硬性的護城河。
V3 這麼好，為什麼我們需要 Uniswap V4？
2023 年的現在，持續讚嘆 Uniswap V3 的奧妙之餘，我們仍必須承認其有許多問題：
- Uniswap V3 的許多參數必須在 Initiate Pool 時就創建完成，如 tickSpacing (隱含 Fee Tier) 實際上只有四種選擇，整體少了許多彈性
- Uniswap V3 的流動性部位是相當複雜的，必須動態管理，但原生合約上的操作學習成本極高，大部分用戶必須透過其他的 Application 來完成。因此，許多基於 Uniswap V3 的協議出現來解決這個痛點
- Uniswap V3 LP 的獲利能力。Loss Versus Rebalancing (LVR)，或是稱其為 Toxic Order Flow 的問題，讓已經極為內卷的 LP Profitability 又蒙上一層厚厚的陰影。但市場極端情況下由於 Fee Tier 在所有市場情況下都固定的原因，這些 Arbitrageurs 只需要支付固定的 Swap Fee 給 LP，競爭這些有利可圖的交易機會時，實際上支付的成本都是給到了 Validators
關於 Uniswap V3 LP 的獲利能力，可以參考我之前寫的這篇文章，裡面有提到許多 LP 目前面臨的困境：
此外，從評估整個 Uniswap 的平台價值角度來看，Uniswap V2, V3 的設計也有其能夠改善的空間。綜觀目前 Uniswap Governance Proposal，大家最在意的議題就是要不要打開 Fee Switch 這件事。Fee Switch 即為平台的分潤比例，假設打開 Fee Switch，則 $UNI Holder 能夠分到 Swap Fee 中至多 25% 的分潤。在這個情況下，持有 $UNI 便可以像領取股利一般持續得到平台的分潤（SEC：），進而讓 $UNI 除了治理價值外，也擁有經濟價值。
然而，上面提到的其中一個大問題，便是 LP 獲利能力已經夠慘了，未來如果還需要將 Fee 分潤出去，在上述問題沒有被解決的情況下，可以預期 LP 沒有辦法賺錢 -> 流動性枯竭 -> 交易深度降低的負面循環將產生。並且在 V3 License 已經到期的情況下，只要有一個 DEX Fork Uniswap V3 出來並把 Fee Switch 關掉，難保不會再發生一次如 SushiSwap 的吸血鬼攻擊。
從另外一個角度來看，目前 V3 的核心產品及護城河在於「流動性」，而透過犧牲「幫忙提供核心產品」用戶的利潤來創造平台的「經濟合理性」這件事，本質上是不 Make Sense 的。
因此，長遠的方向，即從創造一個合理的平台經濟的角度來說，我們需要一個更好版本的 Uniswap。較短期而言，我們也需要一個能解決上述提到的產品問題的 Uniswap。於是，Uniswap V4 誕生了。
Uniswap V4 的核心 — Hooks
Uniswap V4 最重要的革新概念（Concentrated Liquidity Moment？）就是 Hooks。Hooks 是可客製化的 Smart Contract，Hooks 可由任何人、任何協議部署，並和單一個 Uniswap Pool 綁定，Hooks 能在 Pool 不同的 Lifecycle 中觸發交易，以及改變 Pool 的相關參數。
Hooks 可以在以下四種 Pool 的狀態前後觸發額外的交易：
- {before,after}Initialize
- {before,after}ModifyPosition
- {before,after}Swap
- {before,after}Donate
An Example
我們可以寫一個 afterSwap 的 Hooks 綁在 WETH/USDC 0.05% 池子上，假設我們設定的條件是「當 WETH afterSwap 的價格突破 $2,000，市價賣出」，則本質上假設 Swap 後價格確實突破了 $2,000，Swap 發生後我們的交易就可以直接執行，不需要透過 Off-chain 的 Backend 來不斷監測鏈上價格，條件滿足後再發起交易。
透過 Off-chain Backend 去執行交易的情況下，我們還需要考慮 MEV Bot 的各種突襲。一個大額買單發生時，如果沒有良好的滑點保護，往往會被 JIT、Sandwich 等攻擊先吃一波利潤。Hooks 的創新在於其創造了一個所有人都能公開部署、公平使用的工具，讓各種對 Pool 的交易都能被原生創建在鏈上，也開發了許多 Uniswap 新的可能性。
Hooks 實際上解決了什麼？
稍微 Recap 一下，前面提到了產品上的三個問題，分別是產品彈性、流動性動態管理，及 LP 的獲利能力。
產品彈性
Hooks 無庸置疑地大幅提升了 Uniswap 的彈性，在每一個流動性部位改變時，以及每一筆 Swap 發生時，開發者都能透過 Hooks pre-define 相關的 actions 來進行各種操作。一些能夠被新開發的功能，包含了 TWAMM (Time-weighted Automated Market Maker)，即透過時間去 DCA 執行一筆大額的訂單，以及各種形式的 Limit Order, Market Trigger Order 等都在 Hooks 出現後能夠完全在鏈上執行。
流動性動態管理
流動性的動態管理上也多了許多彈性，以往較知名的流動性管理平台，如 Arrakis, Gamma Strategies 等，都是用自己的 Backend 來觸發相關 Rebalance 條件，且常常因為 V3 原生對修改部位並不友善而顯得窒礙難行。V4 之後，我們能預期這些流動性管理平台將致力於開發具有各種功能的 Hooks 來讓 Uniswap V4 作為一個可擴充的平台，而各種 Application 將原生地能夠在其上建造，讓整個生態系更壯大。
LP 的獲利能力
隨著 Hooks 的出現，Pool 的各種參數在各種跟 Pool 的互動中變得可調整，也創造了 LP 改善其獲利能力的可能性。最重要，也正在被探索的 Use Case 是，我們將能夠根據 Market Volatility 創造 Dynamic Fee Tier。當市場波動大，價格發現發生在中心化交易所時，往往是 Arbitrageurs 丟 Toxic Order Flow 進來到 Uniswap 的時候。V4 後，我們能夠將 Hooks 的邏輯撰寫成「當市場波動度過大時，Swap Fee 提高」，且 Swap Fee 提高的比例和 Low-vol 其間相比必須是指數成長的。其隱含的是我們將 Arbitrageurs 的利潤一部分強行還給 LP，讓 LP 受到這些 Order Flow 的影響降低，並提高 Profitability。
V4 的其他更新
Singleton
在 V2, V3 的版本，要創建一個新的 Pool 必須使用 Uniswap Factory Contract，且每一個獨立的 Pool 都有自己的 Contract，導致 Gas Cost 極高。Uniswap V4 採用 Singleton Contract 的方式，只用一個 Central Container 存所有 Pool 的資料，讓創建一個新的 Pool 的 Gas Cost 降低高達 99%。
Flash Accouting System
除此之外，在 V4 以前，換幣當中每一個過程都會涉及 Token Transfer，導致整體的 Gas 提升。V4 後將使用 Flash Accounting 來紀錄過程中每一個 Transfer 的數量，只依照最後結果透過查看帳本來轉移必須要轉移的 Token。搭配上 EIP-1153 的 Transient Storage Opcode，整體換幣的 Gas Cost 將可預期地大幅降低。
創造合理的平台經濟
最後結語想分享一下我個人的看法，從產品角度來看，我認為 Uniswap V4 解決最重要的痛點是有機會解決 LP 獲利能力的問題，其他目前能立刻達成的更像是 Good To Have 的 Features，因此單純論產品也許有點像是 Uniswap 3.5，但 Uniswap V4 更大的價值是創造出一個新的 Business Model，有機會引領 Uniswap 創造出一代平台經濟。
DEX 的生意本質
我們可以思考：DEX 的護城河究竟是什麼？對 Trader 來說，不外乎是交易的整體手續費，其中包含 Swap Fee （顯性）和 Slippage （隱性）。其中 Swap Fee 在 DEX 的歷史洪流中已經收斂到極低的均衡點，對任何一個 DEX 而言已經不能算護城河，Slippage 則是 Protocol 內部流動性深度的直接映射，因此可以算是護城河。交易深度隱含的是供需另一側的 LP，對 LP 而言最重要的是獲利能力。我們從供需本質出發，DEX 必須先有 LP，帶給 Trader 好的交易深度後吸引交易量，交易量正向回饋給 LP 的獲利後，LP 再提供更多流動性導致交易深度更深，造就 DEX 的 Flywheel，導致經濟體系欣欣向榮。
而誠如上述提到，這也是 Uniswap V3 進退維谷之處。在將 LP 的 Swap Fee 分潤給代幣持有者後，等於直接拆解了產品的護城河，從 Protocol Long-term Development 的角度來看並不合理。
創造新的 Application Layer
而我在 V4 看到的高明之處，是其創造了新的一層 Application Layer。在 Hooks 出現後，各路的 Developer 將可以在 V4 上直接開發各種 Hooks 來進行各種用戶所需要的操作（Application）。在未來，Governance Vote 可以選擇開闢一條新的道路：向 Hooks 收取費用，而 Hooks 本身又是 Application，其又可以透過提供新穎、用戶具有剛需的功能來向用戶收費。Uniswap 直接從 Application Layer 將自己昇華成 Platform Layer，舉個例子，Hooks 之於 Uniswap，就好像是 App Store 之於 Apple，也許我們正在目睹一次核心產品的轉移。
A Whole New Moat
將核心產品從「流動性」轉移至「應用端」後，對 Uniswap 本身的護城河來說也有極大幫助。DEX 在歷史中不乏有搶奪流動性的事件發生，再度應證了以流動性為核心護城河並不是最好的方式。在 V4 未來這四年的 License 保護下，各路好手有能力開發出各種新穎的 Hooks 來為 Uniswap 建立一整套完整的 Application Layer，每一個新的 Hooks 都將為 Uniswap 吸引新的用戶，更將為這護城河砌上一磚一瓦。
