a16z: DeFi превосходит CeFi, предсказуемость — ключевой фактор

Автор | Pranav Garimidi, Joachim Neu, Max Resnick

Перевод | Luffy, Foresight News

В настоящее время блокчейн уже может с уверенностью заявлять, что обладает способностью конкурировать с существующей финансовой инфраструктурой. Текущие системы обработки транзакций способны обрабатывать десятки тысяч операций в секунду, и в будущем производительность будет расти в разы.

Но помимо чистой пропускной способности, финансовым приложениям необходима предсказуемость. Когда инициируется транзакция — будь то сделка, ставка на аукционе или исполнение опциона — надежная гарантия своевременного включения транзакции в блокчейн является необходимым условием нормального функционирования финансовой системы. Если задержки при добавлении транзакций непредсказуемы, многие приложения станут недоступны. Чтобы сделать блокчейн-финансы конкурентоспособными, необходимо обеспечить краткосрочные гарантии включения транзакции: как только валидная транзакция отправлена в сеть, она должна быть как можно скорее включена в блок.

Например, ордербук в сети — именно так. Эффективный ордербук требует, чтобы маркет-мейкеры постоянно предоставляли ликвидность, выставляя ордера на покупку и продажу. Основная проблема маркет-мейкеров — как минимизировать спред, избегая при этом обратного выбора из-за расхождения цен с рынком. Для этого маркет-мейкеры должны постоянно обновлять ордера, отражая текущую рыночную ситуацию. Например, при объявлении ФРС, вызывающем значительные колебания цен активов, маркет-мейкеры должны немедленно реагировать, обновляя ордера по новым ценам. Если транзакции по обновлению ордеров не могут быть мгновенно включены в блок, арбитражеры смогут совершать сделки по устаревшим ценам, нанося убытки маркет-мейкерам. В таком случае, маркет-мейкеры вынуждены расширять спред, чтобы снизить риск, что снижает конкурентоспособность платформы.

Механизм предсказуемого включения транзакций в блокчейн может обеспечить маркет-мейкерам надежную защиту, позволяя быстро реагировать на внецепочечные события и поддерживать эффективный рынок.

Разрыв между текущим состоянием и целями

Современные основные блокчейны могут обеспечить только гарантии окончательного включения транзакции, причем с задержками в секундах. Такие гарантии достаточны для платежных приложений, но не позволяют поддерживать большинство финансовых сценариев, требующих реакции участников в реальном времени.

Возьмем пример ордербука: для маркет-мейкера гарантия «включения в блок за несколько секунд» бессмысленна, достаточно, чтобы транзакция арбитражера была включена в более ранний блок. Отсутствие сильных гарантий включения вынуждает маркет-мейкеров расширять спред и предлагать хуже цены, чтобы снизить риск. Это делает транзакции в сети менее привлекательными по сравнению с платформами, где гарантии выше.

Если блокчейн действительно хочет стать современной инфраструктурой капитальных рынков, разработчики должны решить эти проблемы, чтобы высокоценные приложения, такие как ордербуки, могли активно развиваться.

Где кроются сложности в обеспечении предсказуемости?

Усиление гарантий включения транзакций на существующих блокчейнах — очень сложная задача. Некоторые протоколы полагаются на один узел (валидатор блока), который в определенное время решает, какие транзакции включать. Хотя это упрощает проектирование высокопроизводительных публичных цепочек, создает потенциальную точку монополизации, когда узел-валидатор может извлекать ценность.

Обычно, в течение окна выбора валидатора, он полностью контролирует, какие транзакции войдут в блок.

Для блокчейнов с большим объемом финансовых операций, узел-валидатор занимает привилегированное положение. Если он отказывается включать транзакцию, пользователи вынуждены ждать следующего узла, готового это сделать. В сети без разрешений узлы-валидаторы по сути мотивированы извлекать ценность, что и называется MEV (максимальная извлекаемая ценность).

MEV — это не только простые атаки типа «сэндвич». Даже задержка в несколько десятков миллисекунд позволяет узлу-валидатору получать огромную прибыль и снижать эффективность работы приложений. Ордербук, в котором узел приоритетно включает только часть заказов, создает несправедливую среду для остальных участников. В худшем случае, злонамеренные действия узла могут привести к тому, что трейдеры полностью уйдут с платформы.

Предположим, объявление о повышении ставки по ETH вызвало мгновенное падение цены на 5%. Все маркет-мейкеры в ордербуке спешат отменить текущие ордера и выставить новые по более низкой цене. В то же время, арбитражеры размещают ордера по устаревшей цене, продавая ETH по завышенной стоимости.

Если ордербук работает на протоколе с одним узлом-валидатором, этот узел обладает огромной властью. Он может выбрать, какие ордера отменить, чтобы арбитражеры получили выгоду; или задержать отмену, чтобы арбитражные сделки прошли раньше; или вставить собственные ордера для получения прибыли от ценовых отклонений.

Два ключевых требования: противоцензурность и скрытие информации

При таких возможностях участие маркет-мейкеров становится невыгодным: при колебаниях цен их могут использовать. Проблема в двух привилегиях узла-валидатора:

• Возможность цензурировать чужие транзакции;

• Возможность видеть чужие транзакции и на их основе формировать свои.

Любая из этих проблем может привести к катастрофическим последствиям.

Пример

Рассмотрим аукцион, чтобы точно проиллюстрировать проблему. Предположим, есть два участника — Алиса и Боб, причем Боб — узел-валидатор, включающий блок (для простоты — только два участника, логика распространяется на любое число).

Аукцион принимает ставки в течение блока, например, с времени 0 до времени 1. Алиса в момент tA подает ставку bA, Боб — позже, в момент tB, — ставку bB. Поскольку Боб — валидатор, он может гарантировать, что его последняя ставка — самая последняя.

Оба могут получать цены из постоянного источника (например, централизованной биржи), обозначим цену в момент t как pₜ. Предположим, что в любой момент t ожидаемая цена актива к концу аукциона (t=1) равна текущей цене pₜ. Правила просты: самый высокий ставит выигрывает и платит свою ставку.

Необходимость противоцензурности

Если Боб сможет цензурировать ставки Алисы, аукцион станет бессмысленным. Он сможет просто поставить очень низкую ставку и выиграть, а доходы от аукциона станут почти нулевыми.

Необходимость скрытия информации

Более сложный сценарий: Боб не может напрямую цензурировать ставки Алисы, но может видеть их до подачи своей. Тогда у него есть простая стратегия:

• Если текущая цена pₜ_B > bA, он ставит чуть выше bA;

• Иначе — пропускает ставку.

Такой подход вынуждает Алису делать выбор: либо ставить выше ожидаемой стоимости актива, либо выходить из аукциона. В итоге, когда все конкуренты уйдут, Боб сможет поставить очень низкую ставку и выиграть, получая почти нулевую прибыль.

Ключевой вывод: длительность аукциона не важна. Если Боб может видеть ставки или цензурировать их, аукцион обречен на провал.

Такая логика применима и к высокочастотной торговле, включая спотовые, бессрочные и деривативные биржи: если узел-валидатор обладает подобными возможностями, рынок полностью разрушится. Для жизнеспособности таких сценариев цепочка должна исключать такие привилегии.

Почему в реальности этого не происходит?

Анализ показывает, что протоколы с одним узлом-валидатором без разрешения на транзакции выглядят мрачно, однако объем торгов на децентрализованных биржах (DEX) остается значительным. Почему?

На практике есть два фактора, нивелирующих проблему:

• Узлы-валидаторы обычно держат значительную долю нативных токенов, что связывает их успех с успехом сети, и они не склонны злоупотреблять своей властью;

• На уровне приложений разработаны обходные решения, снижающие уязвимость к этим проблемам.

Несмотря на это, в долгосрочной перспективе такие меры недостаточны для того, чтобы полностью конкурировать с оффчейн-рынками.

На активных публичных цепочках, где стать узлом-валидатором требует значительной залоговой ставки, узлы либо владеют крупными долями токенов, либо имеют хорошую репутацию и доверие других участников. В любом случае, крупные операторы узлов — известные и уважаемые субъекты. Залоговые активы мотивируют их поддерживать развитие сети. Поэтому пока мы не видим массовых злоупотреблений, но проблема остается.

Во-первых, опора на добросовестность операторов узлов, социальное давление и долгосрочные стимулы — ненадежные основы будущих финансов. По мере роста масштабов цепочки, потенциальная прибыль узлов также увеличивается. Чем выше соблазн, тем слабее социальное давление, сдерживающее их в краткосрочной перспективе.

Во-вторых, степень злоупотреблений — это непрерывный спектр: от умеренных нарушений до полного разрушения рынка. Узлы могут постепенно расширять свои полномочия ради большей прибыли, и при появлении первых нарушений остальные последуют примеру. Влияние одного узла кажется незначительным, но коллективные действия могут иметь катастрофические последствия.

Наиболее яркий пример — игра с временными задержками: узлы-валидаторы могут максимально задерживать публикацию блока, чтобы увеличить прибыль. Это ведет к удлинению времени блока или даже его пропуску. Хотя такие стратегии хорошо известны, изначально узлы действуют из чувства ответственности за сеть. Но эта социальная балансировка очень хрупка: если один узел начнет безнаказанно арбитражировать, остальные последуют примеру.

Игра с временными задержками — лишь один из способов, как узлы могут повышать прибыль, не полностью злоупотребляя полномочиями. Есть и другие методы, наносящие ущерб приложениям. В совокупности, эти действия могут привести к критической точке, после которой стоимость работы в сети превысит выгоду.

Еще одна причина, по которой DeFi продолжает функционировать — это перенос основной логики за пределы цепочки, а результаты — в цепочку. Например, протоколы, требующие быстрого исполнения аукционов, зачастую проводят весь процесс вне цепи, используя разрешенные группы узлов для обхода проблем с недобросовестными участниками. UniswapX на Ethereum использует голландские аукционы, Cowswap — массовые аукционы, — все это реализуется вне цепи.

Хотя такие решения позволяют запускать приложения, они ставят под вопрос саму идею о цепочке как о полноценной инфраструктуре. Перенос логики за пределы цепочки превращает блокчейн в чисто расчетный слой. Одно из главных преимуществ DeFi — композиционность, возможность объединять разные протоколы. В мире, где вся логика выполняется вне цепи, приложения оказываются изолированными. Кроме того, это создает новые предположения о доверии: помимо доступности цепочки, необходимо, чтобы внешняя инфраструктура работала без сбоев.

Как добиться предсказуемости?

Для решения этих проблем протокол должен обладать двумя важными свойствами: стабильностью порядка транзакций и их включения, а также защитой приватности до подтверждения.

Первое условие — противоцензурность

Это можно сформулировать как краткосрочную противоцензурность: если транзакция достигла честного узла, она должна быть включена в следующий доступный блок.

Краткосрочная противоцензурность: любая валидная транзакция, своевременно достигшая честного узла, обязательно будет включена в следующий блок.

Более точно: при фиксированном интервале блоков, например, каждые 100 миллисекунд, транзакция, поступившая в честный узел за 250 мс, должна быть включена в блок, созданный через 300 мс. Злоумышленник не может произвольно выбирать, включать или игнорировать транзакцию. Основная идея — пользователи и приложения должны иметь очень надежный канал для включения транзакций, чтобы избежать ситуаций, когда злонамеренный узел теряет или задерживает их.

Хотя эта формулировка предполагает, что транзакции, достигшие любого честного узла, будут включены, реализация может быть сложной и затратной. Главное — протокол должен быть достаточно устойчивым, чтобы обеспечить очень предсказуемый вход транзакций, а логика — простая и понятная.

Протоколы с одним узлом-валидатором явно не соответствуют этому требованию: если текущий валидатор злоупотребит своей властью, транзакции не смогут попасть в блок через другие пути. В то же время, наличие хотя бы четырех узлов, гарантирующих включение транзакций, значительно повышает надежность. Для стабильного функционирования приложений важно найти баланс между надежностью и производительностью — это требует дальнейших исследований, однако текущие протоколы явно недостаточны.

Когда протокол обеспечивает включение транзакций, решается вопрос порядка. Можно использовать произвольный детерминированный порядок, например, по приоритету комиссий, или позволить приложениям гибко сортировать транзакции в соответствии со своей логикой. Лучшие методы сортировки — активная область исследований, но главное — чтобы транзакции могли быть успешно включены, порядок имеет смысл.

Второе условие — скрытие информации

После обеспечения краткосрочной противоцензурности протокол должен обладать свойством, которое мы называем скрытностью — защитой приватности.

Скрытность: кроме узла, который подает транзакцию, никто из участников не может получить никакой информации о транзакции до ее окончательного подтверждения и сортировки.

Протокол с этим свойством допускает, что узлы могут видеть содержимое транзакций в открытом виде, но остальные участники сети — до завершения консенсуса и определения порядка — остаются в неведении. Например, можно использовать задержанное шифрование, при котором содержимое блока становится доступным только после определенного времени, или применять шифрование с доверенной группой, которая после подтверждения блока расшифровывает его.

Это означает, что узлы могут злоупотреблять информацией о своих транзакциях, но остальные участники узнают о них только после финализации. Когда транзакции становятся публичными, их порядок и подтверждение уже завершены, и никто не может опередить их. Это условие работает при условии, что в каждый момент времени есть несколько узлов, способных включать транзакции.

Мы не использовали более сильные определения приватности (например, шифрование мемпулов), потому что протокол должен фильтровать мусорные транзакции. Если содержимое транзакций полностью скрыто, сеть не сможет отличить валидные транзакции от спама. Единственный компромисс — раскрывать часть метаданных, например, адреса, за которые платится, или сумму, — но это тоже может раскрывать информацию. Поэтому мы выбрали подход, при котором только один узел видит содержимое транзакции, а остальные — нет. Это также означает, что пользователь должен иметь хотя бы одного честного узла, который будет входной точкой для включения транзакций.

Протокол, сочетающий краткосрочную противоцензурность и скрытность, — идеальная основа для построения финансовых приложений. Возвращаясь к примеру с аукционом, эти свойства полностью исключают возможности Боба разрушать рынок: он не сможет цензурировать ставки Алисы и не сможет использовать их для собственной выгоды, что решает обе обозначенные ранее проблемы.

При обеспечении краткосрочной противоцензурности любые транзакции — ордера или ставки — могут быть включены мгновенно. Маркет-мейкеры смогут корректировать ордера, участники — быстро делать ставки, а расчет — выполняться эффективно. Пользователи будут уверены, что их операции будут выполнены немедленно, что позволяет строить новые низколатентные, ориентированные на реальные сценарии финансовые приложения, полностью основанные на цепочке.

Чтобы блокчейн действительно мог конкурировать с существующей финансовой инфраструктурой и даже превосходить ее, необходимо решать гораздо более сложные задачи, чем просто увеличение пропускной способности.