Uniswap

Uniswapの基本情報

Uniswapは、イーサリアムブロックチェーン上で動作する分散型取引所（DEX）プロトコルです。

従来の中央集権型取引所とは異なり、注文板やマッチングエンジンを使用せず、アルゴリズムによる自動マーケットメイク（AMM）の仕組みを採用しています。この革新的なアプローチにより、ユーザーは仲介者なしで直接的なトークン交換が可能となり、DeFi（分散型金融）の重要な基盤となっています。

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AMM（Automated Market Maker）の仕組み

AMMは、数学的なアルゴリズムを用いて資産の価格を自動的に決定する仕組みです。

Uniswapでは、x * y = k という定数積公式を採用しています。

• x：プール内のトークンAの量
• y：プール内のトークンBの量
• k：定数（固定値）

この公式により、一方のトークンを取引すると、もう一方のトークンの価格が自動的に調整されます。例えば、プールからトークンAを購入すると、プール内のトークンAの量が減少し、その結果トークンAの価格が上昇します。この仕組みにより、需要と供給のバランスが保たれます。

暗号資産（仮想通貨）のスワップ

スワップとは、ある暗号資産（以下、仮想通貨）を別の仮想通貨に交換することを指します。例えば、イーサリアム（ETH）をUSDコイン（ex. USDC）に交換したり、その逆を行ったりすることができます。従来の取引所では、売り注文と買い注文をマッチングさせる必要がありましたが、Uniswapでは流動性プールを利用することで、即座にトークンの交換が可能です。

Uniswapでのトークン交換（スワップ）は、以下のステップで行われます：

1. ユーザーが交換したいトークンの量を指定
2. スマートコントラクトが現在の流動性プールの状態に基づいて交換レートを計算
3. スリッページ（取引実行時の価格変動）の許容範囲を設定
4. 取引の承認とガス代の支払い
5. スマートコントラクトによる自動的な取引の実行

このプロセスはすべてブロックチェーン上で透明に実行され、取引の履歴は永続的に記録されます。取引所のアカウント開設や複雑な操作は不要で、ウォレットを接続するだけで誰でも簡単に取引を開始できます。

Uniswapの流動性プール

流動性プールは、Uniswapにおけるトークン取引を可能にする基盤となる仕組みです。このプールは、2種類の仮想通貨を組み合わせて作られており、取引の際には このプールから必要な通貨を引き出し、別の通貨を預け入れることで交換が行われます。

ユーザーは流動性提供者（Liquidity Provider/LP）として、プールに資金を提供することができます。具体的には、等価値の2種類のトークン（例：ETHとUSDC）をプールに預け入れます。この時、預け入れた額に応じてLPトークンが発行され、これは流動性提供の証明として機能します。

流動性提供者には以下のようなメリットとリスクがあります：

1. メリット
   • プール内で発生する取引手数料（0.3%）の一部が自動的に分配される
   • LPトークンを使って預け入れた資産と獲得した手数料を回収できる
   • DeFiエコシステムの発展に貢献できる
2. リスク
   • インパーマネントロス（一時的な損失）の可能性
   • スマートコントラクトのリスク
   • 市場の価格変動リスク

なお、流動性プールから資産を引き出す際は、発行されたLPトークンを焼却（バーン）する必要があります。これにより、預け入れた資産と獲得した手数料を回収することができます。

Uniswapの進化と特徴

Uniswapの初期バージョン（V1）は、イーサリアムとERC20トークンのペアのみをサポートする単純な構造でした。x * y = k という定数積の公式を用いたAMMの仕組みは革新的でしたが、いくつかの重要な制限や課題がありました：

• ERC20トークン同士の直接取引ができない（ERC-20 -> ETH -> ERC-20の交換が必要）
• 価格オラクルの精度が低い
• 流動性提供者の資本効率が低い
• 取引手数料が固定（0.3%）

これらの課題に対応するため、Uniswapは段階的にアップデートを重ねていきました。

Uniswap V2の主な改善点

Uniswap V2では、以下のような重要な改善が実装されました：

1. ERC20トークンペアの直接サポート

ERC20トークン同士の直接取引が可能になり、ETHを経由する必要がなくなったことで取引の効率が向上し、ガス代も削減されました。これにより取引の効率性が大幅に向上し、ガス代の削減が実現されました。

2. 価格オラクルの強化

価格オラクルは各ブロックの開始時に市場価格を測定し、時間加重累積価格を導入することで、価格操作への耐性を強化。これにより、DeFiアプリケーションにより信頼性の高い価格フィードを提供できるようになりました。

3. フラッシュスワップの導入

ユーザーは事前の資金なしでトークンを借り入れ、同一トランザクション内で返済することが可能になりました。これにより、裁定取引やその他のDeFi操作の効率が大幅に向上しました。取引手数料（0.3%）は借入時にも適用され、流動性提供者への報酬が確保されています。

4. プロトコルの手数料機能

プロトコル自体の手数料機能を導入し、プロトコルの持続可能性向上とコミュニティへの還元を実現しました。

このように、UniswapV2は前バージョンの課題を解決しながら、フラッシュスワップなどの革新的な機能を導入しました。価格オラクルの改善とERC20トークン同士の直接取引により、より効率的で安全な取引環境を実現。さらにプロトコル手数料の導入で、エコシステムの持続可能性も向上させました。これらの改善により、DeFiプロトコルとしての基盤が大きく強化されました。

Uniswap V3における革新

V3では、流動性提供の概念を根本的に見直し、より効率的な仕組みを導入しました：

1. 集中流動性の導入

V3では、集中流動性という画期的な概念が導入されました。これにより、流動性提供者は特定の価格範囲にのみ流動性を提供できるようになり、資本効率が大幅に向上しました。従来の方式では、全価格範囲に均一に分散していた流動性が、実際の取引が行われる価格帯に集中することで、最大4000倍もの効率化を実現しています。

2. 複数の手数料層

単一の手数料率（0.3%）から、0.05%、0.3%、1%の3層構造へと変更されました。これにより、ボラティリティの異なる通貨ペアに対して最適な手数料設定が可能になり、より効率的な取引を実現しています。

3. 高度な価格オラクル

価格オラクルもさらに改善され、より頻繁な更新と正確な価格フィードを提供できるようになりました。

• より頻繁な価格更新
• 過去の価格データへのアクセスを改善
• より正確な価格フィードを提供

4. NFTベースの流動性管理

流動性ポジションがNFTとして表現されるようになり、各ポジションの管理がより柔軟になりました。これにより、流動性提供者は自身のポジションをNFTマーケットプレイスで取引することも可能になっています。

このように、UniswapV3は流動性提供の概念を根本から見直し、より効率的で柔軟な取引プラットフォームへと進化しました。ただし、これらの高度な機能により複雑性も増加したため、特に初心者の流動性提供者にとっては適切な戦略の設定が新たな課題となっています。

今後の展望 – Uniswap V4の概要

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DeFI

UniswapはV4の開発を進めており、2025年1月2日に公式Xにて”V4 is comming soon”と2025年のローンチを示唆しています。公式サイトによると、V4では大幅なアーキテクチャの刷新が行われます。

1. シングルトンコントラクトの採用

最も重要な変更点は、シングルトンコントラクトの採用です。これにより、プールの作成とマルチホップスワップ（複数のプールを跨ぐスワップ）のガスコストを大幅に削減することが可能になります。従来のV3では、各プールが独立したコントラクトとして存在していましたが、V4では”contract state”として管理されるため、より効率的な運用が期待できるようです。

2. フラッシュアカウンティングの導入

フラッシュアカウンティングの導入により、複数の取引や流動性の変更をまとめて処理することが可能になります。これにより、トークン転送を最後に一括して行うことができ、ガス効率が向上します。V3では個々の取引ごとにトークン転送が必要でしたが、この改善により取引コストの削減が見込まれます。

3. ネイティブETHのサポート

技術面では、ネイティブETHの直接サポートが実装され、従来必要だったETHのラッピングが不要になります。これにより、ガスコストの更なる削減が期待されます。

4. サブスクライバー機能の導入

新たにサブスクライバー機能が導入され、ポジションの変更を監視する機能が追加されます。この機能により、ERC-721トークンの移転なしでステーキングが可能になり、セキュリティリスクの低減にもつながります。

これらの包括的な改善により、UniswapはDeFiプロトコルとしての利便性と効率性を大幅に向上させることが期待されています。特にガスコストの削減と流動性管理の改善は、ユーザー体験の向上に直接的に貢献するでしょう。

※本記事で掲載しているプロトコルの情報は、DefiLlamaに記載されているデータに基づいています。

参考記事：

Uniswap V2公式ドキュメント：https://blog.uniswap.org/uniswap-v2

Uniswap V3公式ドキュメント：https://docs.uniswap.org/concepts/overview

V4 vs V3：https://docs.uniswap.org/contracts/v4/concepts/v4-vs-v3