Uniswap V2 Oracle与链上累积价格存储证明的结合

Uniswap V2发布了许多新功能，包括：

代币：代币流动性对（代替ETH / DAI和ETH / MKR，Uniswap V2现在原生支持MKR / DAI）

内置多跳路由（ ETH – gt; DAI-gt; MKR-gt; USDT，如果这是价格ETH – gt; USDT）

ERC777兼容性

累积价格预言机

在本文中，我们将讨论这种“累积价格的预言机”的工作方式，使用方式，并介绍一个Solidity库，该库可用于将预言机集成到您自己的以太坊项目中。本文假设您对Uniswap等Defi产品的市场有深入的了解。

如果您已经了解了本文的主要思想，则可以在这里找到代码示例和可靠性库：https://github.com/Keydonix/Uniswap-预言机。

尽管我们通常将预言机视为通过受信任/受约束方的交易（例如Maker Price Feed，ChainLink）将脱链信息馈入区块链的系统，但Uniswap V2 预言机不需要任何特定的交互即可提供此数据。相反，每个交换事务都将信息提供给预言机。

为了说明Uniswap V2通过此预言机新功能解决的问题，让我们首先讨论Uniswap V1的问题。

不要将Uniswap V1用作预言机

Uniswap团队从未将Uniswap V1推广为可行的链上预言机。正是由于Uniswap的简单，无许可，链上式和面向市场的功能，它吸引了有创造力的人们将其整体使用。 Uniswap V1 预言机的警报很简单：

 uint256tokenPrice = token.balanceOf（UniswapMarket）/地址（UniswapMarket）.balance

由于Uniswap V1市场的当前“价格”仅是代币与以太坊余额之比，因此这些项目的天然气计算非常高效且非常简单。但是问题在于它非常不安全。有许多与使用Uniswap V1作为预言机的项目有关的攻击，但最著名的攻击可能是bZx / Fulcrum / Compound攻击，它在24小时内净赚近100万美元。

Uniswap V1的问题在于价格反馈是即时的，并且易于在短时间内操作。让我们看下面的伪代码示例：

send100 // ETH erandreceiesometokensUniswapMarket。 ETH ToTokenSwapInput.alue（100 ETH ER）（100 ETH ER）; exploitTarget.doSom ETH ingThatUsesUniswapV1As预言机（）; //将所有的代币发送回UniswapMarket.tokenTo ETH SwapInput（token.balanceOf（address（this）））;

在上述攻击中，您将向流动性提供者支付少量的以太ETH （约0.6 ETH ）（双向为0.3％）。但是，当调用exploitTarget时，它将认为代币比实际值要有价值得多。如果exploitTarget使用Uniswap V1 预言机来确保您存入的抵押品的价值足以提取其他代币，则系统将允许您提取比存入凭证更多的借出代币。

Uniswap V2如何像预言机一样工作

在上面的示例中，Uniswap V1的价格读取存在问题，因为它们是即时的。 V2部署了一个智能系统，用于在链上记录价格和时间数据。该方法在短时间内具有较高的运营成本，并且不可能在单个交易中进行操作。通过使用“累积”价格时间值，可以将价格的可用时间加权为一个特殊值，并且每个代币交换将花费少量天然气以保持这些值同步。

以下是Uniswap市场代码的摘要：

注意：与V1不同，V2是两个代币之间的市场。在内部，这些代币之一需要表示为代币0，另一个需要表示为代币1。他们的余额由相应的resere0和resere1跟踪。 Uniswap Docs具有有关代币排序的更多信息。

contractUniswapV2Pair {// ContractStorageVariables：uintpublicprice0CumulatieLast; uintpublicprice1CumulatieLast; … //已更新唯一的ETH esestorage变量：function_update（uintbalance0，uintbalance1，uint112_resere0，uint112_reuatie1_resere1）timelapse（price） ; price1CumulatieLast + = uint（UQ112x112.encode（_resere0）.uqdi（_resere1））* timeElapsed;} blockTimestampLast =} blockTimestamp

price（0 | 1）CumulatieLast是一个独立的存储变量，它们累积“ price-time” UQ112x112使得代码有点难以阅读，但是在概念上并不重要。它仅用作高精度分割的包装。这些累积弹性值的“ 0”和“ 1”版本之间的唯一区别是价格方向。

price0CumulatieLast是“ token1中token0的价格”

price1CumulatieLast是“ token0中token1的价格”

由于此累加中的数学运算方式，price0CumulatieLast不是price1CumulatieLast的倒数。对于本文档的其余部分，我们将仅引用price0CumulatieLast，但是对这两个值也是如此。另外，price0CumulatieLast不一定在每个块上都是最新的，因此您需要在市场上运行sync（）或自行调整值。

price0CumulatieLast是一个值，它仅更新块上的第一个交易，获取最后一个已知的resere0和resere1值（token0和token1的代币余额），计算它们的比率（价格），并在最后一次按下price0CumulatieLast时，将对更新的秒进行缩放。 price0CumulatieLast是一个以每秒两次保留的速度增加的值。要将此值转换回价格，需要使用以下公式，两个时间点值price0CumulatieLast：

 （price0CumulatieLATEST-price0CumulatieFIRST）/（timestampOfLATEST-timestampOfFIRST）

通过将两个样本之间的价格累计差异除以两个样本之间的秒数，可以逆转该过程，结果是该时间段内的时间加权价格。您选择的窗口是重要的安全注意事项：

两个样本之间的秒数越少，更新的时间就越多，但操作起来也更容易。

两个样本之间的秒数越长，更新时间越短，但是操作起来就越困难。

在防篡改和最新之间找到适当的平衡，应该仔细考虑您的项目。

现在我们有了一个计算价格的公式，仍然存在一个问题：如何检索链上的历史价格累积信息？

使用智能合约检索历史累计值

要将V2用作链上的预言机，您需要“证明”以下各项的先验值：price0CumulatieLast及其相应的块时间戳。

检索每个值的当前值很容易（block.timstamp和UniswapMarket.price0CumulatieLast（）），但是如何检索旧值？最直接的方法是部署一个智能合约，该合约在其自己的存储中记录price0CumulatieLast和时间戳的当前值，以供以后调用以作为历史值。尽管这可行，但它有一些缺点：

如果您希望将来继续提供价格供稿，则必须定期调用以存储快照值。

如果不定期调用它，则必须预先计划事务，首先存储当前值，等待一段时间，然后再启动使用历史值的事务。

您总是会激励机器人在一定程度上更新储值（机器人费用来自系统中其他地方的利润），或者要求用户发送两笔交易，一笔交易获得累计价值，从而延迟了他们想要执行的交易。重要时间（以秒为单位）以达到平均价格供稿。

如果您不希望为机器人设计经济系统，并且怀疑用户是否愿意等待发送两笔交易，那么有更好的方法将Uniswap V2用作价格来源：Merkle Patricia Proof！

使用存储证明来检索历史累计值

以太坊合约状态存储在“ Merkle Trie”中，这是一种特殊的数据结构，该结构允许一个32字节的哈希值表示每个以太坊合约中的每个存储值（带有单独的收据和交易数据尝试）。这个32字节的值称为stateRoot，每个以太坊块（您可能对块更熟悉，例如块号，块哈希和时间戳）的属性。

使用以太坊节点的JSON-RPC接口，可以调用ETH _getProof来检索有效负载，当与stateRoot值结合使用时，该值可以显示在C上。A地址存储插槽B

使用链上逻辑，可以将stateRoot和存储证明结合起来以验证存储插槽的值。如果我们针对Uniswap V2市场和price0CumulatieLast的存储插槽，则可以实现所需的基于证明的历史搜索。

但是stateRoot查找不能用作EVM操作码。唯一相关的操作码是BLOCKHASH，它使用blockNumber并返回32字节的块哈希。块的blockhash是一个简单的Keccak256哈希，它具有rlp编码的所有各种属性。通过提供一个块的所有属性（包括stateRoot），我们可以通过散列并将其与链上的blockHash查找进行比较，从而验证原始块数据是否有效。验证之后，我们可以使用块的必需属性（时间戳和stateRoot）。

//注意：非功能性伪代码功能erifyBlock（parentBlock，stateRoot，blockNumber，timestamp，…）返回（bool）（bytes32_realBlockHash = blockhash（blockNumber）; bytes32_proposedBlockHash = keccek256（rlpEncode（parentBlock，stateRoot，blockNumber，timestamp，…） ）; return_proposedBlockHash == _ realBlockHash;}

1.上面的函数可以验证完整块的详细信息，并确认该块的所有字段正确

2.使用stateRoot（已在上面验证）解析提供的证明（通过JSON-RPC getProof调用）以从块中检索历史存储值

3.从Uniswap市场获取当前价格并累积最新值

4.通过将price0CumulatieLast的增量除以自验证时间戳记以来的秒数，计算提供的块（来自已验证的时间戳记）与当前价格之间的平均价格。

此时，您可以从完全基于市场动态的完全去中心化的系统中，在可配置的时间内获得平均价格。为了操纵这种价格反馈，攻击者不仅需要将价格推向一个方向，而且还需要在区块之间长时间保持价格不变，以便任何买家都有机会购买价格低廉的资产。价格，即将来临将纠正价格上涨。

注意：链上的BLOCKHASH查找仅适用于过去的256个块。当交易落在链上时，可用于存储证明的最旧块必须在最后256个块之内。

介绍Uniswap 预言机库

上面的策略包括少量的客户代码（用于处理证明）和大量相当复杂的Solidity，包括YUL / assembly和Merkle Trie验证。作为Keydonix开发团队的成员，我和Micah Zoltu开发并发布了Uniswap-预言机，它是一个Solidity库，使其他智能合约可以利用此预言机功能。

要与您自己的智能合约集成，只需从基本合约Uniswap预言机.SOL（合约HelloWorld为Uniswap预言机）继承，您的合约将继承getPrice函数：

functiongetPrice（IUniswapV2PairUniswapV2Pair，地址面额代币，uint8minBlocksBack，uint8maxBlocksBack，ProofDatamemoryproofData）publiciewreturns（uint256price，uint256blockNumber）

您自己需要访问此Uniswap价格的函数将需要接收此证明数据作为此内部getPrice函数调用的参数。请参考Uniswap 预言机自述文件.me集成文档。

Uniswap-预言机库尚未经过审核。对主网有价值的任何应用程序都应经过全面审核；请确保对您的应用程序的审核还包括Uniswap的预言机代码。

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原作者：Scott Bigelow

原始链接：https://medium.com/@epheph/using-Uniswap-2-预言机-with-storage-proofs-3530e699e1d3

译者：连三峰

翻译来源：http：//bitoken.world

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