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DeFi 新玩法 | 一文教你用 Node.js 在 Uniswap 和 SushiSwap 之间套利

Defi之道
2020年11月09日

DeFi 新玩法 | 一文教你用 Node.js 在 Uniswap 和 SushiSwap 之间套利

注:在以太坊的 DeFi 世界里,潜伏着一群机器猎人,它们的目的是捕捉潜在的利润机会,并自动完成交易任务。

那如何才能成为其中之一呢,这篇文章会教你入门,原文作者是 Messari 开发者 Jonathan Otto。

DeFi 新玩法 | 一文教你用 Node.js 在 Uniswap 和 SushiSwap 之间套利

(图片来自:Pxfuel)

Uniswap 和 SushiSwap 就像股票交易所,但它们是以太坊区块链上的。在这种情况下,套利意味着在一家交易所买入某种东西,然后立即在其他地方卖出获利。

以太坊上有很多这样的套利机会,而在这篇文章中,我们会解释一个比较容易的套利方式,因为 SushiSwap 是 Uniswap 的分叉,这意味着它们的 API 都是相同的。参与这样的套利,你需要 node.js 以及一个以太坊节点(运行自己的节点或使用 Infura/Etherscan)。

这个套利机器人的业务逻辑是:

  1. 监控 Uniswap 和 SushiSwap 的最新价格;

  2. 决定是否交易;

  3. 执行交易;

那这样能盈利吗?也许吧,这篇文章将帮助你入门 DEX 套利,然后在文章最后,我们会给出一些关于如何提高竞争力和利润的想法。

下面是我们如何构建这个机器人的伪代码:

    subscribeTo(uniswap, "usdc", "eth", (latestTrade) => {  
    latestUniPrice = latestTrade.price;  
    if (profitableArb(latestUniPrice, latestSushiPrice)) {  
    executeTrade("usdc", "eth");  
    }  
    });







    subscribeTo(sushiswap, "usdc", "eth", (latestTrade) => {  
    latestSushiPrice = latestTrade.price;  
    if (profitableArb(latestSushiPrice, latestUniPrice)) {  
    executeTrade("usdc", "eth");  
    }  
    });

实际上,我们可以将套利机器人应用到 Uniswap (Uniswap 目前拥有约 19000 个市场)和 SushiSwap (目前有约 220 个市场)的所有交叉市场,但本文将只关注 USDC/ETH。

首先,我们需要监控 Uniswap 和 SushiSwap 的最新交易。

1

监控最新价格

复制这 60 行 node.js 代码,然后粘贴,以查看每次在 Uniswap 上进行交易时以太坊的 USDC 报价(你需要连接一个以太坊节点)。

要使其适用于 SushiSwap,只需更改一个变量:要监控的智能合约地址(Uniswap 和 SushiSwap 的每个市场都是一个单独的智能合约)。

在这个例子中,我们将第 5 行的 uniswapusdtwethchange 变量更改为 0x397ff1542f962076d0bfe58ea045ffa2d347aca0。那我是从哪里得到这个地址的呢?

我是在这里找到它的:https://sushiswap.vision/pairs,你也可以直接从 SushiSwap factory 合约的 getPair 方法中直接找到:为了将其扩展到所有交叉市场,你可以使用 Uniswap 和 SushiSwap factory 智能合约的 allPairs() + getPair() 方法。(Uniswap 平台由 3 个组件组成,分别是“factory”、“router”以及 N 个“配对”合约)

2

决定是否交易

所以现在你要监控 Uniswap 和 SushiSwap 的 USDC/ETH 价格,那你怎么知道交易是否能盈利呢?这里有 3 个数学因素:

  1. Uniswap 和 SushiSwap 的交易费用(每笔交易 0.3%);

  2. 以太坊网络交易费用(撰写本文时每笔交易大约 4 美元);

  3. Uniswap 市场和 SushiSwap 市场的滑点;

其中第一点是最重要的:即扣除交易费后的价差。

    function estimateProfitAfterTradingFees(uniswapPrice, sushiswapPrice) {  
    const diff = Math.abs(sushiswapPrice - uniswapPrice);  
    const diffRatio = diff / Math.max(sushiswapPrice, uniswapPrice);




    // multiply by 2 because we trade 2 times  
    // (once on Uniswap and once on SushiSwap)  
    const fees = UNISWAP_FEE * 2;




    return diffRatio - fees;  
    }

如果扣除交易费用后的利润大于 0.01 美元,那我们要进行交易吗?答案是“否”,因为以太坊网络交易费(gas 费)可能相当于 4 美元。那如果利润为 4.01 美元,那我们应该交易吗?如果我们要购买的数量不会导致价格变化,那么答案为“是”。好吧,那我怎么知道这笔交易是否会改变价格?你可以计算出滑点,这可以从储备金(流动性)的大小得出结果。

而 Uniswap 和 SushiSwap 都是“AMM”(自动化做市商),这是一个看起来像这样的奇特对象:

    { token0Reserves: 400, token1Reserves: 1 }

有三种方式:depositLiquidity、withdrawLiquidity 以及 swap。

注意对象中的实际数据:2 个数字,分别对应每个代币(400 和 1)。

这些数字代表了智能合约中代币的数量,即流动性。

请注意,如果将这些储备数相乘,结果为 400。这被称为“乘积”(数学乘积),它由初始存储用户根据每个代币的存款大小在智能合约中进行定义(这是一个任意的数字,但在初始阶段之后不会改变,因此我们可以将其视为一种数学关系)。

要获得 token1 的价格,只需要找到比率:400/1 或 400。要获得 token0 的价格,取比率的倒数:1/400 或 0.0025。这些 AMM 是双向的:即用户可以购买 token0 出售 token1,或者购买 token1 出售 token0。

回到重点,我们如何计算滑点?我们将使用常数乘积 400,以及储备大小之间的关系来查看 token1 储备供应的不同百分比的价格。

例如,在购买 token1 50% 的供应量后,计算 token1 的价格,我们要解决的是,如果 token1 只有 0.5 个单位(原始数量 1 的 50%)存在,则需要多少个 token0 单位来维持 400 的恒定乘积。

恒定乘积 = token0 储备量* token1 储备量;

400= token0Reserves * (1*0.5);

求解 token0Reserves:400=0.5 * token0Reserves

400/0.5 = 800

这意味着在购买 50% 的 token1 后,储备中将有 800 个 token0 和 0.5 个 token1。因此,新价格(比率)为 800/0.5=1600 美元。这是否意味着在这里购买 50% 的供应要花费 1600 美元?不是的,实际支付的费用介于原价 400 美元和最终价格 1600 美元之间。在本示例子中,我们收到了 0.5 个单位,以将 token0 储备增加 400 个单位(800-400)/0.5 =800,即 1 个 token1 的平均价格为 800 token0 (价格上涨 100%)。

不要错以为这是一个线性关系,购买 80% 的供应量,每单位 token1,将平均花费 1333 单位的 token0 (价格上涨 233%)。请注意这种指数关系,因为你经常会在流动性池中看到,小订单就可以显著推动价格变化。

我建议你阅读这篇文章,以进一步了解 Uniswap。有了滑点,我们可以使用另一个函数 findMaxBet 来改善我们的 EstimateProfitaAfterTradingFees 函数,以确定在价格超过盈亏平衡点之前,我们可以购买多少单位的 token0 :

    const profitRate = estimateProfitAfterTradingFees(uniPrice, sushiPrice);  
    const maxBet = findMaxBet(profitRate, uniReserves, sushiReserves);  
    const expectedProfit = maxBet * profitRate;







    if (expectedProfit > 0) {  
    executeTrade(maxBet);  
    }

但这项交易不会 100% 完成,为什么?因为现实情况下,会存在和你竞争的套利机器人,这会使得你的交易利润变少,甚至有一些抢先交易机器人会以更高的 gas 价格复制你的交易,并取代你。

一种稚拙的解决方案,只需将估计利润的 100% 分配给 gas,然后减少它,直到交易开始失败(竞争机器人)。

    function getGasPrice(n = 1) {  
    const fixedFee = 0.0001 * n;  
    const gasPrice = (expectedProfit - fixedFee) / ESTIMATED_GAS_USAGE;  
    }

3

执行交易

在我们可以在 Uniswap 或 SushiSwap 上执行“swap”之前,我们需要对每个要交易的 ERC20 代币调用“approve”方法,对于这篇文章的例子,我们需要 4 次批准:

    const uniswapRouterAddress = "0x7a250d5630b4cf539739df2c5dacb4c659f2488d";  
    const sushiswapRouterAdress = "0xd9e1ce17f2641f24ae83637ab66a2cca9c378b9f";




    const usdcErc20Address = "0xa0b86991c6218b36c1d19d4a2e9eb0ce3606eb48";  
    const wethErc20Address = "0xc02aaa39b223fe8d0a0e5c4f27ead9083c756cc2";

    // allow Uniswap and Sushiswap to move up to 1000.0 of my units of USDC  
    approveUniswap(usdcErc20Address, 1000.0);  
    approveSushiswap(usdcErc20Address, 1000.0);

    // allow Uniswap and Sushiswap to move up to 5 of my units of ETH  
    approveUniswap(wethErc20Address, 5.0);  
    approveSushiswap(wethErc20Address, 5.0);

    const gasPriceGwei = "100"; // in GWEI  
    const gasPriceWei = ethers.utils.parseUnits(gasPriceGwei, "gwei");

    const wallet = new ethers.Wallet(  
    Buffer.from(  
    "", // paste your private key from metamask here  
    "hex"  
    )  
    );  
    const signer = wallet.connect(provider);

    function approveUniswap(  
    erc20Address,  
    amountToApproveInNativeUnitFloat  
    ) {  
    const erc20Contract = new ethers.Contract(erc20Address, erc20Abi, signer);




    return erc20Contract.decimals().then((decimals) => {  
    return erc20Contract  
    .approve(  
    uniswapRouterAddress,  
    ethers.utils.parseUnits(  
    `${amountToApproveInNativeUnitFloat}`,  
    decimals  
    ),  
    // manually set gas price since ethers.js can't estimate  
    { gasLimit: 100000, gasPrice: gasPriceWei }  
    );  
    });  
    }

通过批准后,我们最终可以进行一笔交易:

    const uniswapRouterAbi = [  
    "function swapExactTokensForTokens(uint amountIn, uint amountOutMin, address[] calldata path, address to, uint deadline) external returns (uint[] memory amounts)",  
    ];




    function buyEthWithUsdc(amountUsdcFloat) {  
    const exchangeContract = new ethers.Contract(uniswapRouterAddress, uniswapRouterAbi, signer)

    // usdc uses 6 decimals  
    return exchangeContract.swapExactTokensForTokens(  
    ethers.utils.parseUnits(`${amountUsdcFloat}`, 6),  
    ethers.utils.parseUnits(`${amountUsdcFloat}`, 6, // this is the expected minimum output  
    [usdcErc20Address, wethErc20Address], // notice the ordering of this array, give usdc, get weth  
    wallet.address,  
    createDeadline(), // Math.floor(Date.now() / 1000) + 20  
    createGasOverrides() // { gasLimit: ethers.utils.hexlify(300000), gasPrice: gasPriceWei }  
    );  
    }

    // aka sellEthForUsdc  
    function buyUsdcWithEth(amountEthFloat) {  
    const exchangeContract = new ethers.Contract(uniswapRouterAddress, uniswapRouterAbi, signer)




    // eth uses 18 decimals  
    return exchangeContract.swapExactTokensForTokens(  
    ethers.utils.parseUnits(`${amountEthFloat}`, 18),  
    0,  
    [wethErc20Address, usdcErc20Address], // notice the ordering of this array: give weth, get usdc  
    wallet.address,  
    createDeadline(), // Math.floor(Date.now() / 1000) + 20  
    createGasOverrides() // { gasLimit: ethers.utils.hexlify(300000), gasPrice: gasPriceWei }  
    );  
    }

4

黑暗森林战术

这个指南为每次交易执行了 2 个独立的交易,但实际上我们将部署一个智能合约,可以将这些交易批处理成单笔交易。我们还试图隐藏自己的交易,以防止通用的抢先交易机器人。

-J. Otto

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