ETH:分析：Uniswap LP价值评估中的“坑”是什么？

最近在研究Defi衍生品价值评估的问题，比如Uniswap的Liquitidyprovidor(LP)Token该如何估值呢？直观的感觉就是LPToken的价格等于Pair中代币数量的总价值除以LPToken的总量。

其中r(token)是指Pair中代币的reserve数量，p(token)是指代币的价格，totalSupply是指LP的总量。这个公式貌似没有问题，但在实践中却遇到了大问题。

WarpFinance被黑

2020年12月17号一个名为WarpFinance的Defi项目被黑了，黑客通过闪电贷操纵Uniswap的ETH-DAI代币数量大幅提高了LP价格，然后黑客从WarpFinance借走了超过770万美元的稳定币，而黑客抵押的LP最终兑换的价值仅为586万美元。

WarpFinance是一个抵押借贷项目，它的抵押品是Uniswap的LP，通过超额抵押LP能借出DAI、USDC等稳定币。如果你持有ETH这样资产，你可以将ETH放到Compund或者Aave这样的抵押借贷平台吃利息，也可以放到Uniswap中做市获取交易手续费。在Uniswap中做市得到的LP流动性很差，如果你持有LP但是又需要稳定币咋办呢，可以拿LP去WarpFinance中抵押借稳定币，WarpFinance这个项目的意义就在于此。

分析：ETH经历两年来最高日活量 交易费达到近期高点:Santiment显示，ETH经历了两年来最高的每日活动地址计数，最近以太坊已确认的每日交易量超过一百万。因此，以太坊交易费用也随之飙升。Tradeblock数据显示，在以太坊网络上进行交易的成本处于多年来的最高水平，Tradeblock分析称，“随着DeFi应用的增加，其中大多数是建立在以太坊上的，Gas费达到最近的高点，这意味着为了及时进行交易，整个网络的交易成本都在上升。”（Bitcoinist）[2020/7/1]

对于抵押LP借稳定币这个逻辑而言最关键的就是LP的价格，价格估低了倒还好，只是影响LP资产的使用效率，如果是价格给估高了，则会给项目带来非常大的损失。WarpFinance中计算LP价格的代码正如上文所示的公式一样：

公式是没问题的，那黑客到底是怎么攻击的呢？先看看黑客攻击的交易，通过etherscan和ethtx.info展示的交易执行数据可以得到下面的攻击流程：

分析：目前以太坊近80％资产供应处于盈利状态:Glassnode数据显示，尽管目前以太坊的价格远低于2018年的高点，但近80％的资产供应处于盈利状态，这是过去两年这一比例第三次上升到这个水平。（CryptoPotato）[2020/6/10]

每个步骤之后黑客地址上的币种余额变化如下表所示：

黑客的操作简单的总结就是：

通过闪电贷借ETH和DAI

添加流动性获得LP

向WarpFinance抵押LP

大量卖ETH抬高LP的价格

从WarpFinance那里借到超过LP实际价值的稳定币

归还闪电贷借来的ETH和DAI

为什么LP的价格能被抬高，黑客为什么是卖ETH而不是反向操作？这个需要分析下上面那个LP的价格计算公式。根据Uniswap的AMM规则有：

分析：比特币哈希率将继续下降 市场有望出现反弹迹象:比特币最近的波动对其市场结构造成了一些严重的技术破坏，也导致比特币矿商大规模投降，比特币从1.05万美元跌至3800美元的低点，使得许多较小的矿商不再盈利。矿工的持续投降表现在比特币的哈希率方面，过去三周比特币的哈希率大幅下降。下跌可能远未结束，因为一些简单的因素似乎表明，近期可能会有更多的矿商投降。尽管一些人认为哈希率下降是潜在网络疲软的象征，但这实际上可能是比特币在短期内有望出现显著反弹的迹象，哈希率下降可能表明比特币即将看到矿工提供的抛售压力减弱，这给基准加密货币带来了巨大的反弹空间。（NewsBTC）[2020/4/1]

在黑客从WarpFinance借稳定币之前只对ETH-DAI池进行了卖ETH操作，这个操作不会影响totalSupply。另外一方面在WarpFinance的实现中p(token)的价格采用的是Uniswap的X-USDC池子ETH-USDC和DAI-USDC的代币价格，而且是时间加权平均价(TWP)，这个价格是黑客没法操控的。再加上price(DAI,USDC)的价格可以认为是1，因此LP的价格公式（忽略掉totalSupply)可以简化为：

分析 | CoinDesk分析：比特币两次保住长期支撑位 有望强劲反弹至5000美元:据coindesk分析，BTC于周二跌破长期EMA均线后，创下14月新低4048美元，随后回升至4500美元。今日又跌破200日EMA均线（4182美元）后回升，表明空头已失去动力，市场可能出现强劲反弹。从4小时图上来看，BTC价格有望试探双底颈线趋势反转价位4635美元，如果突破该价位，将向5100美元发起冲击。5日及10日EMA均线仍向下，如果反弹，将在5000美元附近面临阻力。总而言之，对200周EMA均线的反复争夺已经让空头精疲力尽。如果突破4635美元，将强劲反弹至5100美元。若本周收盘（UTC时间周日24时）未能站上200周EMA均线（4182美元），则有可能考验下一主要支撑位3100美元（200周移动均线）。[2018/11/23]

在兑换发生前ETH-DAI池的k值我们可以通过ethtx.info上的日志信息看到

UniswapWETH-DAI.Sync(reserve0=60911018344037202213498302,reserve1=94928655114461712381666)

计算得到的k值大概是5.7*10^12，而兑换前p(ETH,DAI)的价格为640左右，而在受攻击前p(ETH,USDC)跟p(ETH,DAI)的值应该是差不多的。因此根据给定的k和p(ETH,USDC)可以绘制LP的价格与DAI的数量的函数关系曲线图，如下所示：

分析：40%韩国千禧一代渴望投资比特币:根据韩国银行(BOK，韩国的央行)的一份新报告，相比其他年龄段的人，韩国千禧一代(18-34岁)更热衷于加密货币投资。这些发现与当地新闻媒体Yonhap最近进行的一项调查的结果是一致的，调查揭示，韩国千禧一代正在引领比特币投资。据悉，韩国是亚洲第四大经济体，总人口约为5100万。花旗银行分析师表示：韩国是一个独一无二、不容忽视的加密货币市场，约占全球比特币交易的12%，比特币“正在抢走大量股市散户”。[2018/3/28]

这个曲线是存在一个最低点的，从图中可以看到当r(DAI)的值在6.04*10^7的时候LP的价格最低，而黑客在攻击的时候池子中的r(DAI)为6.09*10^7恰好就在最低点附近。从曲线上看最低点左侧的曲率更大，因此减少池子中的DAI就是一个更优的选择，这也是为什么黑客选择卖ETH。

AlphaFinanceLab的做法

在WarpFinance被黑客攻击后，AlphaFinanceLab在twitter上指出了WarpFinance计算LP价格的问题：

AlphaFinanceLab计算LP价格的代码如下图所示：

从代码中可以看到

这个公式是怎么来的呢？实际上这个公式依然基于WarpFinance所采用的公式，但是AlphaFinanceLab认为不能使用ETH-DAI池中的r值，应该使用一个所谓公允的值r`。假定ETH-USDC和DAI-USDC中的价格都是公允的，那么

上面这个公式中LP的价格受p(ETH,USDC)和p(DAI,USDC)的影响，假定p(DAI,USDC)的值始终是1，如果要使LP的价格翻一倍则p(ETH,USDC)需要翻4倍，而这个操纵是很容易的只需要往ETH-USDC池子中投入跟r(ETH)相同数量的ETH然后换出r(USDC)数量一半的USDC就能达成。回头看看WarpFinance攻击过程中的第6步，黑客卖出大量的ETH使得ETH-DAI中ETH的价格由最开始的640降到30左右，即使最开始ETH-DAI池有大概6100万美元的DAI，但显然这个池子的深度在黑客借来的ETH面前还非常不够看。

不过AlphaFinanceLab采用的公式确实比WarpFinance要好一点，它的LP价格曲线是一个抛物线，并不存在像WarpFinance中有某个最低点，因此不会被精准攻击。另外要攻击也只能执行买入ETH的操作。

更优解？

给资产进行估值的时候本质上是在干什么？本质上是在看资产能卖多少钱，比如ETH的价格是100USD，那么1个ETH的价值就是100USD。但是如果是给10000个ETH进行价值评估就不能以100USD的价格进行计算，因为100USD只是市场当前的盘口价格或者是TWP，而真正将10000个ETH卖出得到的实际成交价往往比报价要低。

市场的流动性分散在多个地方，有中心化交易所也有去中心化的交易所，如果Defi项目对资产的评估依赖的是链上的报价那么资产的流动性也只能依赖链上。以WarpFinance为例，在第6步中黑客往ETH-DAI池注入了341217个ETH来交换DAI，此时第5步黑客抵押的94349份LP也会对应大量的ETH，这么大量的ETH能以p(ETH,USDC)的价格卖出吗？显然是不可能的。

实际上Uniswap本身就提供了更精确的接口来帮助我们评估卖出一定数量的ETH到底能得到多少个USDC：

functiongetAmountsOut(uintamountIn,addresscalldatapath)externalviewreturns(uintmemoryamounts);

而且这个接口还会把实际交易过程中收的手续费算进去，因此会非常准确。

结束语

以资产作为抵押的项目被攻击的手段一般都是抬高资产价值然后借出比资产价值实际上高的多的稳定币，而链上价格非常容易被闪电贷操控，而且操控的幅度会超出你的想象，比如WarpFinance攻击中把ETH-DAI池中的ETH价格从640打到30。评估资产的价值要以资产实际被卖出时能值多少钱为准，也许实际上做不到这一点，但是要往这个方向努力。

但最重要的还是要有足够高的抵押率，WarpFinance的抵押率就不高所以才被攻击成功，这种项目在最开始启动的时候最好设置高额的抵押率确保安全，即使用户的资产利用率低一点也没关系。

如果WarpFinance能在受攻击后第一时间从ETH-DAI池把ETH取出来然后在中心化交易所上以合适的卖出也是不会遭受损失的，但实际上当ETH-DAI池出现30这样的低价后，无数的套利机器人就像闻到血腥味的鲨鱼一样扑了上来，很快就会填平这个差价。WarpFinance在反应过来的时候为时已晚。

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