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。

（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。

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）

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;
}

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 }
);
}

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