模擬Uniswap V3收益農耕回報的量化框架_ETH:SWAP

本文作者是加密與DeFi量化研究員DeFiScientist

UniswapV3于5月正式推出，其承諾為流動性池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。鑒于目前的市場狀況，投資者可以賣出看跌期權來獲得更高的預期回報。

為了證明這一點，本文首先揭示UniswapV3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。

收益農耕：回歸基本原理

在深入研究量化內容之前，先強調一下UniswapV3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。

nftperp計劃關閉v1封閉測試版和返還用戶保證金，即將推出v2模擬交易:7月7日消息，NFT永續期貨DEX nftperp宣布計劃關閉v1封閉測試版，即將推出v2模擬交易（paper trading）。nftperp表示，v1封閉測試版的交易量達到28萬枚ETH，關閉v1是因為v1 vAMM模型無法擴展，此外，由于團隊內部在清算邏輯和會計錯誤方面的一些錯誤，nftperp已經累積了壞賬，因此團隊決定介入和支持。

nftperp稱所有用戶的保證金（WETH）將在下一個小時內返回，因此任何用戶都不會失去其初始抵押 / 保證金。對于所有處于負未實現盈虧的用戶，其未實現損失將被免除。[2023/7/7 22:23:04]

UniswapV3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。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UniswapV2更難建模，因為你要與其他流動性提供者競爭。

Coinbase Wallet推出交易模擬功能，可了解智能合約代碼如何處理加密資產:金色財經報道，據 Coinbase Wallet 社交媒體賬戶透露，Coinbase Wallet 已推出交易模擬功能，通過自動模擬兼容 EMV 網絡上授權交易時將執行的代碼，用戶可以了解哪些資產將離開自己的錢包，以及收回相關資產的近似估值。Coinbase 表示，該功能的主要目的是讓用戶清楚地了解區塊鏈應用程序或智能合約將如何處理他們的加密資產。[2022/11/21 7:52:42]

來源：UniswapV3白皮書

我們對由加密代幣和穩定幣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？

我們還比較了兩個不同的流動性范圍和，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，這種情況下，加密代幣的上行風險較小，下行風險較大。

韓國央行將對央行數字貨幣的功能進行模擬測試:韓國央行周一表示，計劃對央行數字貨幣的功能進行模擬測試，以研究引入一種新的加密貨幣的可能性。韓國央行表示，計劃通過競標來選擇進行模擬的運營商，以檢驗央行數字貨幣在虛擬空間中的運行情況。該測試預計將于8月開始，持續到明年6月。韓國央行將主要檢查央行數字貨幣是否可以作為結算和匯款的貨幣，以及央行數字貨幣的持有人是否可以用它購買商品和服務。（韓聯社）[2021/5/24 22:37:18]

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，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。

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。

LP回報建模的量化框架

給定某個代幣LP頭寸及其特征，可以計算出LP頭寸所承擔的隱含波動率指標。

法國銀行成功進行CBDC試驗，結算240萬美元模擬基金份額:法國銀行于12月成功進行了中央銀行數字貨幣（CBDC）試驗，首次在私人區塊鏈平臺上結算了貨幣基金份額。該試驗于12月17日開始，投資者使用CBDC買賣了價值200萬歐元（240萬美元）的模擬基金份額。本次實驗是使用SETL提供的分布式分類帳技術進行的，SETL是一家受監管的英國區塊鏈服務提供商，該公司還提供CBDC穩定幣。（Cointelegraph）[2021/1/19 16:32:35]

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。

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。

應用到USDC/WETH池

USDC/WETH是UniswapV3中最大的資金池之一，有超過2億美元的TVL。我們使用Thegraph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。

芝商所推出比特幣交易模擬器:12月27日，距離推出比特幣期貨還不到兩周，芝商所發布了一條推文，稱已經推出其比特幣期貨模擬器。這款工具可以為新投資者提供練習比特幣期貨交易的機會，沒有任何資本損失的風險，并且可以使有經驗的投資者測試其平臺，在零風險環境里試用新的交易戰略。[2018/1/2]

6月26日USDC/WETH流動性分配

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。假定TVL為2.35億美元，這意味著年利率為93%。

USDC/WETH流動性池歷史交易量

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

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。在實踐中，費用預計會低得多，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，1650daily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？

篩選有吸引力的LPs

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。TheGraph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UniswapTVL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UniswapV3TVL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。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。這證明標準的Uniswap費用并不總是最理想的收益農耕選擇。

結論

Uniswap成了自己成功的受害者。正如LukePosey和glassnode在其最近的文章中指出，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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