谁是最好的Dex链上聚合器？这可能是目前最深入的分析
DeFi整体市场因2020年下半年流动性挖矿的热潮而高速发展，DeFi市场各板块的基础建设与资产用户流量均达到历史以来新的高度。目前大众所认知的DeFi市场主要由借贷、去中心化交易所、资管、稳定币、聚合器等类别以一种有机的方式形成。
而随着去中心化交易所领域的成熟，DEX聚合器的重要性逐渐凸显。本报告主要研究聚合器这一类协议平台，其作用在于聚合多个去中心化交易所的报价，以确保用户能以最好的价格进行资产交易。
DEX市场仍以Uniswap和Sushiswap为寡头市场，二者瓜分了超过68%的市场份额，而Curve、0x等原声DEX协议也能达到超2.5亿美金日交易量。此外，有些DEX协议成为某些特定长尾资产的主要交易场所。
此时聚合器的出现将解决目前DEX市场流动性分散的问题，并且以提供具有相对优势价格的方式参与。由于涉及到拆单、路由以及Gas费用优化，这一价格发现过程相当复杂。然而目前市面上关注聚合器如何执行订单以及其背后价格发现逻辑的研究极少。此外，路由、拆单和Gas费用优化框架相似情况之下，不同的聚合器调用DEX协议的偏好略有不同，这种偏好同时随着时间迁移发生变化。
聚合器通过自身设置的聚合算法为用户提供最佳的交易路径使用户以最好的价格进行交易通证。在交易前，用户需根据自己的需求以及聚合算法参数要求输入相关参数，如决定交易方向的交易对、交易数额大小、滑点范围、协议偏好等。聚合器通过用户输入的参数根据自身的算法得出交易路径结果，交易路径结果通常包含交易拆单、路由、滑点等。
目前该类别涉及的协议较少，主要以1inch和0x为主要服务提供商。因此，本文以1inch V1、V2与0x为研究对象，?通过追踪其链上数据并根据聚合算法特点分析该市场交易基本状况、聚合算法的差异，对聚合器市场生成一定客观而专业的判断，帮助用户了解该市场。但由于项目方未公开其具体聚合算法，本报告仅能基于链上历史交易数据反推聚合算法诸多逻辑，因此存在仍值得商榷的问题。
在本报告中，研究样本为1inch V1、V2和0x三个聚合协议超过81万条的历史交易记录。这些交易记录显示三个聚合协议不同的交易特点。首先交易多频繁发生于主流资产如ETH、稳定币，同时多集中于中小额交易（<150 ETH）。其次在聚合算法对比上，各聚合协议发生路由的交易笔数的比例远高于拆单比例，此外1inch的路由与拆单比例均高于0x。
这些数据结果表明0x与1inch的可能针对不同的目标市场，1inch更倾向于吸引持有长尾资产的大户，0x则主要吸引持有主流资产的小额交易者。不管1inch与0x呈现何种竞争状态，我们认为需肯定聚合协议作为DeFi交易应用层的角色，以及目前二者的聚合算法之间仍呈现无差异性。
根据调查，本文分别获取代表1inch两个版本的智能合约地址以及0x 的1个智能合约历史交易数据，截取时间段为其各自首笔交易记录至2021年2月5日。
聚合器交易记录样本获取情况
来源：Huobi DeFi Labs
样本获取情况表明1inch V1的首笔交易发生于2020年7月，正是DeFi市场流动性挖矿热潮出现的开端，而0x与1inch V2则分别于19年九月份、20年11月份出现。三者交易笔数在量级上有所差异，1inch V1、V2约是0x交易笔数的2倍；1inch V2尽管上线最晚，但其交易笔数最高，整体市场反应热烈。
用户可将手中A通证通过聚合器遍历各DEXs换取一定数量的B通证，根据以A换B的交易方向，本报告使用A/B为交易对符号。在数据处理与分析中，A/B与B/A为不同的研究对象，这是出于采用聚合算法算出的交易路径往往相去甚远，因而二者需要区别开来。
据样本统计在0x与1inch V1、V2协议上发生的总交易对约有3.3万个，这些交易对在三个协议上的分布分别是0.9万、1.2万、2.2万个。为了探索聚合算法在设置上对不同交易对是否存在不同敏感性（或偏好性），我们做了三个协议的交易对重叠分离分析。
本报告以交易次数从大到小排序选出前1%交易对，并作出如下交易次数比例分布。结果显示前1%的交易对交易次数比例在40%-60%区间。由于这些前1%的交易对多由ETH、USDT、USDC、DAI等主流资产组成，这批交易被定义为主流资产交易对。因此下图即是显示主流资产相较于长尾资产更频繁在聚合器上交易。此外，1INCH作为聚合器1inch的通证，含1INCH的交易对交易笔数也在前列。
前1%交易对交易次数比例分布
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
根据如下各聚合器交易对头1%的交易对重叠图，代表三个协议的三个圆形向中心大面积覆盖现象较明显。0x、1inch V1与1inch V2分别仅有10个、45个和104个独立交易对发生在其平台上。这种中心大米那集覆盖表明聚合算法对主流资产交易对（如ETH/DAI等）的处理差异性并不强，即三者聚合协议中并没有哪一个协议能产生最优的主流资产聚合路径，用户在交易主流资产时在选择何种聚合平台并无明显差异。我们认为这反应聚合器算法的精密程度、独特性还未发展到可分流主流资产交易对的阶段。
三个聚合器智能合约地址交易笔数前1%交易对重叠与分离现象
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
DeFI市场目前呈现的特性为相较于CeFi，长尾资产更加明显，且由于DeFi市场发展程度与用户交易需求匹配的问题，这类长尾资产极少被交易。正如上文1前1%交易对比例分布所示，极少数主流交易对控制了大多数交易对交易次数。
三个协议的3.3万个交易对的重叠分离现象由如下图显示，其中在三个协议上分别只出现1次的交易对高达2.5万个，而在三个协议上全部都发生过的交易仅有2375个。这意味着相比较主流资产（ETH/DAI），不同长尾资产的交易对更多只在一个协议上发生。这种分离现象在长尾资产交易对中出现的原因可能在于长尾资产掌握在少数用户中，且其交易频繁度弱于主流资产。
所有交易对重叠与分离现象
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
如下表格统计了在0x与1inch V1、V2三个协议中交易最频繁的前三个交易对，结果显示这些交易对均涉及ETH，且交易笔数占比之和超过交易总数7%。
交易最频繁的前三个交易对
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
样本统计结果显示交易对中含有ETH的交易对数量为4129个，约占总交易对数量13%，交易总数则占比约64%。这一结果并不让人讶异，因1inch与0x均建立在以太坊上，而ETH是以太坊的通证且市值排名第二。
含ETH的交易对比例情况
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
本报告针对含ETH的交易对进行了进一步研究，结果如下图所示。三个智能合约的交易记录均存在交易数额大于1000ETH的交易，而整体交易次数与交易数额的分布权重明显倾向于小额交易（10ETH以下）。其中0x与1inch V2交易数额小于0.5ETH的交易次数均高于5,500条，而1inch V1则主要集中于1-5ETH和150-500ETH区间。本文并未对不含ETH的交易对进行交易数额分析，原因在于Etherscan.io中交易以美元计价的数额为实时变动，反应通证的当前价格，而非交易时的历史价格。
含ETH的交易对的交易数额与其交易次数分布
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
交易路径均呈现采用先拆单、后路由的特点
拆单、路由是聚合器根据用户提供的交易数额、滑点、协议偏好、CHI使用等输入参数通过聚合算法得到的交易路径最终结果。0x、1inch V1与V2均采用先拆单后路由的聚合算法。拆单指将大额交易分拆为数个小额交易；路由指在交易A通证为B通证的过程中涉及其他第三方通证，如“A—>C—>B”这一交易路径表明其经过1次路由。
如下图的交易路径所示，聚合器交易采用先拆单后路由的方式，且拆单后可再进一步进行拆单。
聚合器交易路径之先拆单后路由
来源：Huobi DeFi Labs
拆单这一设计存在的目的与DEX的机制有关，尽管不同的DEX采用诸多不同的交易机制，但均无法解决交易滑点问题。交易滑点从交易者角度看指交易的最终价格与实际市场价格之间的差额，滑点越大交易者面临的交易摩擦损失越高。交易数额与流动性资金池大小均能影响交易滑点：交易数额越小，流动性资金池越大，滑点越低。由于该原因，拆单通过将大额交易拆成多笔小额交易能到减少交易滑点。
拆单本质是将一笔交易指令拆成多个交易指令，因此拆单实质上是一种增加消耗Gas费用的动作。聚合算法需平衡通过拆单带来的降低滑点的好处以及由于拆单增加指令而不得不承担更多的Gas消耗。
路由这一设计则是因为不存在A/B流动性池，或者A/B流动性资金池较小。通过增加路由可以解决目标通证流动性资金池匮乏的问题，以及匮乏带来的滑点增加的问题。
统计分析结果显示拆单这一行为在三个聚合器智能合约地址中均并不常发生，尤以0x为最甚。0x仅有不到6%交易发生拆单现象；1inch V1、V2则有超过20%发生。
拆单交易比例对比
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
三个智能合约地址的拆单数据分布结果如下，字段-1表明存在拆单行为，但由于Etherscan没有完全解析，导致暂时无法判断其具体拆单次数。字段2表明经过A通证经过1次拆单后存在2个子交易单。
拆单统计结果表明三者协议多数拆单交易形成的子交易单个数集中于2和3，表明多数拆单交易仅发生1、2次拆单。同时有个别交易存在拆单数量极端高情形。
0x协议上仅有5.8%的交易发生拆单行为，且多集中于2字段，表明多数拆单行为仅拆了1次；且单笔拆单后的单子数量最高为8，表明0x的交易中单笔交易发生最高的拆单次数为7。
1inch V1有29%的交易发生拆单行为，该比例是三者之最。同时1inch V1单笔拆单的次数存在跳跃性，其单笔拆单次数分布为：1至12均有而后直接跳跃至16、17次。
1inch V2拆单比例为23%，拆单交易数最多。单笔拆单次数分布为：除12之外，1至14次均有。
拆单交易数统计分布
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
三个聚合智能合约地址的交易路由比例分布较拆单比例分布更平衡。下图显示1inch V1和V2的交易涉及第三方通证的比例均超过70%；而0x不仅拆单比例仅为5.8%，其路由涉及第三方通证的比例也只有26%。
根据前文分析，聚合器上的交易不涉及ETH的交易对高达87%，且交易对中存在大量长尾资产，因此聚合器上的交易发生路由的比例如此高是合理的。
路由交易比例对比
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
如下为路由交易数统计分布结果，1inch V2和0x协议上单笔交易路由数主要集中在1个，1inch V1单笔交易路由数则主要在1个和2个。三个聚合器智能合约地址的交易记录均显示若涉及路由行为，则均只涉及较少个路由。
1inch V1与V2的路由比例相当，但路由数量的交易数统计分布较为不同，1inch V1路由分布主要在1-2个，而1inch V2则非常集中于只涉及1个路由。0x协议上涉及路由的交易与1inch V2一样非常集中于1个。
路由交易数统计分布
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
聚合器由于在寻找最佳交易价格时使交易路径变得更加复杂，复杂一词指需要通过更多的交易指令方可完成交易，导致Gas费用损耗势必增加。也因为如此，Gas费用一直是聚合器最被诟病的一点，甚至聚合器沦为用户寻找最佳交易路径的方式，但却不是最佳交易场所。
Gas费用的损耗与聚合器内置算法的输出结果拆单和路由相关，而拆单、路由由调用的流动性池市场深度、交易数额等决定。本章节将着重讨论Gas费用与拆单、路由2个影响因素的关系。
如下三张时序图均为每日平均每笔交易所花费的Gas费用与相应平均拆单、路由数的统计结果。Gas费用数值对应右轴，且以ETH为计价单位；左轴为拆单数和路由数的平均次数。
时序图反应出了聚合算法与市场发展之间的动态关系。0x的平均拆单、路由数和Gas费用均显示出随着时间偏移减小、向下收敛的趋势。而1inch V1因为最早上线，数据密集，且经历了DeFi市场由衰至盛的过程，其曲线呈现明显的起伏波动。在流动性挖矿热潮之前，三条曲线均较为平稳，而在进入流动性挖矿热潮之后，散点分布区域扩大，呈现无序状态。而1inch V2数据稀疏，但可清晰看出拆单次数下跌、路由数稳定以及Gas费用增加的趋势。
若置于相同时期段（2020年11月-2021年2月），0x与1inch V2则显示出相近趋势。
每日每笔交易所支付的Gas fee与拆单和路由的时序图
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
拆单与路由增加了交易指令因而共同决定整笔交易的总Gas费用损耗，因此我们通过热力图进一步分析拆单数与路由数对交易Gas费用损耗的联动影响。热力图结果显示三个聚合器智能合约地址交易的平均Gas费用数值向右下方增加，这表明Gas费用随着拆单数和路由数的增加而增加。
同时热力图显示了拆单数和路由数对Gas费用影响速率不均，即每增加一个通证对Gas费用的影响程度重于每增加一个子交易单对Gas费用的影响程度。
Gas fee与拆单和路由的热力图
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
聚合器帮助用户在多个交易平台中寻找最由价格，因此至少需要遍历备选交易平台，0x目前具有的备选交易平台具有17个，而1inch目前具有31个。由于DEX市场交易量长期以来约有60%由Sushiswap、Uniswap和Curve瓜分，本报告仅选取DEX三大头部Sushiswap、Uniswap和Curve为研究对象，以观测聚合器在调用该三大DEX时是否存在偏好。
从交易总数分布上看，Uniswap一直是聚合器们最主要调用的协议。而Curve几乎不被0x调用，但被1inch V1、V2调用的次数仍较客观在10万笔上下。而Sushiswap则极少被1inch V1 调用。这是由于Sushiswap与1inch V2出现的时间相近，前者在去年9月份，后者在去年11月份出现。
调用三大DEX的次数分布
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
除了交易次数的汇总统计数据对比外，本报告追踪并通过分析数据得到如下三个聚合器智能合约地址每日平均每笔交易涉及三大DEX的时序图。
时序图表明平均每日每笔交易中，Uniswap被0x和1inch V2调用的次数平均在1至2次区间，而在1inch V1中，Uniswap调用次数呈现明显分层现象。首先是流动性挖矿热潮伊始前（2019/11-2020/06），调动次数稳定在0.5-1次之间；而当进入DeFi流动性挖矿热潮初期后，调动次数上升至1.5-2.5次。由于聚合器具有拆单、路由等特点，一笔交易可能存在调用多个、多次DEX的情形。
但在去年8-9月间，该数值回落在1.5上下，且波动明显，这一期间Sushiswap正好出现。Sushiswap的出现明显影响了1inch V1调用Uniswap的次数，其调用频次出现下滑后又反弹，而在同一时间，0x也出现这一现象。
而0x与1inch V2平均每日每笔交易调用三大DEX的次数较为稳定，且趋势较相近。Uniswap、Sushiswap和Curve平均每日每笔交易被调用的次数均稳定在1.5、0.5-0.7、0-0.25次区间。调用DEX的频次分布较为一致这一现象表明聚合算法在得出最佳交易路径时对DEX们的处理方式不存在明显差异，比如在排序上，Uniswap可能先于其他DEX。此外频次分布出现分层现象的原因可能为三大DEX目前发展较为稳定，在机制、用途上无跳跃性革新。
Curve作为混合型固定函数自动做市商，主要被运用于稳定币交易。因而多数涉及稳定币交易的用户可直接在该平台交易，不需通过聚合器算法进行交易。同时Curve主要为稳定币交易场所，频次调用分布图显示Curve调用次数实在远低于另外两个头部协议，这表明聚合算法得出的交易路径中间步骤较涉及稳定币交易。
由于具有特定性需求（如稳定币交易）的用户并不会选择聚合器为主要交易场所，我们认为尽管聚合算法能够得到最优的交易路径，但其存在的交易摩擦成本仍然影响用户对交易场所的抉择。聚合器在特定交易机制（如Curve）面前不具有绝对优势。
每日平均每笔交易涉及三大DEX的时序图
来源：Huobi DeFi Labs, Etherscan.io
如今DeFi的发展建立在DEXs基础之上。诸如Uniswap等平台不仅提供资产交易功能，还提供资产上线、冷启动作用。DeFi生态中，聚合器正是建立在多个DEXs之上的应用层级别平台——其存在的必要性在于DEX流动性碎片化之严重。
若聚合器机制设计合理，它们在DeFi市场之中将占有一席之地，并且与DEXs是共生关系。同时聚合器之间，由于不同聚合算法、用户体验，可以吸引不用用户群体。通过分析现有聚合器链上表现，我们期待这些聚合器利用它们更精进的算法机制、服务引领DeFi整体市场的发展。
