DeFi превосходит CeFi, предсказуемость — ключ к успеху

撰稿人：Pranav Garimidi、Joachim Neu、Max Resnick

Редактор: Luffy, Foresight News

Блокчейн уже способен уверенно заявлять, что он обладает возможностями конкурировать с существующей финансовой инфраструктурой. В настоящее время системы обработки транзакций могут обрабатывать десятки тысяч операций в секунду, и в будущем производительность будет расти в разы.

Но помимо пропускной способности, финансовым приложениям необходима предсказуемость. Когда инициируется транзакция — будь то торговая ордер, ставка на аукционе или исполнение опциона — важно иметь надежную гарантию своевременной записи транзакции в блокчейн. Если задержки при добавлении транзакций непредсказуемы, многие приложения станут недоступны. Чтобы обеспечить конкурентоспособность DeFi-приложений, блокчейн должен предоставлять краткосрочные гарантии включения транзакции: как только валидная транзакция отправлена в сеть, она должна быть как можно скорее включена в блок.

Например, ордербук на блокчейне — именно так. Эффективный ордербук требует, чтобы маркет-мейкеры постоянно предоставляли ликвидность, выставляя ордера на покупку и продажу. Основная проблема маркет-мейкеров — минимизировать спред, избегая при этом обратного выбора из-за ценовых расхождений с рынком. Для этого они должны постоянно обновлять ордера, отражая текущую рыночную ситуацию. Например, при резком скачке цен после объявления ФРС маркет-мейкеры должны немедленно реагировать, обновляя ордера по новым ценам. Если транзакции на обновление ордеров не могут быть быстро включены в блок, арбитражеры смогут совершать сделки по устаревшим ценам, нанося убытки маркет-мейкерам. В результате, маркет-мейкеры вынуждены расширять спред, чтобы снизить риски, что снижает привлекательность платформы для торговли.

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

Разрыв между текущим состоянием и целями

Современные основные блокчейны обеспечивают только гарантии окончательного включения транзакции, причем с задержками в секунды. Такие гарантии достаточны для платежных систем, но не подходят для большинства финансовых приложений, требующих реакции участников в реальном времени.

Вернемся к примеру с ордербуком: для маркет-мейкера гарантия «включения в блок за несколько секунд» бессмысленна, если арбитражеры могут включить свои транзакции раньше. Отсутствие сильных гарантий включения вынуждает маркет-мейкеров расширять спред или предлагать худшие цены, чтобы снизить риски. Это делает платформы с меньшей надежностью менее привлекательными по сравнению с более защищенными.

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

Где сложность реализации предсказуемости?

Усиление гарантий включения транзакций на существующих блокчейнах — очень сложная задача. Некоторые протоколы полагаются на один узел (валидатор), который в определенное время решает порядок включения транзакций. Это упрощает проектирование высокопроизводительных публичных цепочек, но создает потенциальную монопольную точку — узел может злоупотреблять своим положением и извлекать выгоду.

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

Для блокчейнов с большим объемом финансовых операций это означает, что узел-валидатор обладает привилегированным положением. Если он откажется включить транзакцию, пользователь вынужден ждать следующего узла, готового это сделать. В сети без разрешений узлы-валидаторы по сути мотивированы извлекать ценность (так называемый MEV — максимальная извлекаемая ценность).

MEV — это не только простые атаки типа «сэндвич». Даже задержка включения транзакции всего на несколько десятков миллисекунд позволяет зарабатывать огромные суммы и снижать эффективность приложений. Ордербук, в котором узел приоритетно включает только часть заказов, создает несправедливую среду для остальных участников. В худшем случае, злоупотребление узлом-валидатором может привести к тому, что трейдеры полностью уйдут с платформы.

Например, при объявлении повышения ставки ETH мгновенно падает на 5%. Все маркет-мейкеры спешат отменить текущие ордера и выставить новые по сниженной цене. В то же время арбитражеры размещают ордера на продажу ETH по устаревшей цене.

Если ордербук работает на протоколе с одним узлом-валидатором, этот узел обладает огромной властью. Он может просматривать все отмены ордеров маркет-мейкеров, чтобы извлечь выгоду, или задерживать их, чтобы сначала выполнить арбитражные сделки, или вставлять свои ордера для получения прибыли от ценовых расхождений.

Два ключевых требования: противоцензура и скрытие информации

При таких возможностях участие маркет-мейкеров становится невыгодным — при любой ценовой волатильности их могут использовать. Проблема в двух привилегиях узла-валидатора:

• Возможность просматривать чужие транзакции;
• Возможность видеть транзакции других участников и на их основе формировать свои.

Любая из этих возможностей может привести к катастрофическим последствиям.

Пример

Рассмотрим аукцион, чтобы проиллюстрировать проблему. Предположим, есть два участника — Alice и Bob, причем Bob — узел-валидатор, создающий блок (пример для двух участников, логика применима к любому числу).

Аукцион происходит в течение периода, например, с 0 до 1 секунды. Alice подает ставку bA в момент tA, Bob — позже, в момент tB, — с ставкой bB. Поскольку Bob — валидатор, он может гарантировать, что его ставка будет последней.

Оба участника могут получать текущие цены из источника, постоянно обновляющего цену (например, централизованный обменник), обозначим pₜ — цена в момент t. Предположим, что в любой момент t ожидаемая цена на конец аукциона (t=1) равна текущей pₜ. Правила просты: самый высокий ставит и платит свою цену.

Необходимость противоцензурных мер

Если Bob сможет просматривать ставки Alice, аукцион станет бессмысленным: он сможет ставить любую низкую цену и гарантировать победу, а итоговая прибыль будет близка к нулю.

Необходимость скрытия информации

Более сложный сценарий: Bob не может напрямую просматривать ставки Alice, но может видеть их перед своим размещением. Тогда у него есть стратегия:

• Если текущая цена pₜ_B > bA, он ставит чуть выше bA;
• Иначе — не ставит.

Это заставит Alice делать выбор: либо ставить выше ожидаемой стоимости актива, либо выйти из аукциона. В итоге, Alice будет вынуждена уходить, а Bob сможет ставить очень низкие ставки и выигрывать, получая почти нулевую прибыль.

Вывод: длительность аукциона не важна. Если узел может просматривать ставки или видеть их перед своим, аукцион обречен на провал.

Такая же логика применима к высокочастотной торговле — спотовым, бессрочным и деривативным рынкам: если узел-валидатор обладает подобными возможностями, рынок полностью разрушится. Для таких сценариев необходимо исключить предоставление узлам-валидаторам подобных привилегий.

Почему в реальности этого не происходит?

Анализ показывает, что протоколы с одним узлом-валидатором без разрешений ведут к мрачному будущему, однако объем торгов на таких децентрализованных биржах (DEX) остается значительным. Почему?

Две силы компенсируют проблему:

• Узлы-валидаторы обычно держат значительную долю нативных токенов, что связывает их успех с успехом сети, и они не злоупотребляют своей властью;
• На уровне приложений разработаны обходные решения, снижающие уязвимость к этим проблемам.

Эти факторы позволяют DeFi функционировать, но в долгосрочной перспективе они недостаточны для конкуренции с оффчейн-рынками.

На активных блокчейнах, где участие в валидаторстве требует значительной залоговой ставки, узлы — крупные и уважаемые организации, зачастую с хорошей репутацией. Они заинтересованы в развитии сети, что снижает риск злоупотреблений. Однако это не исключает потенциальных проблем.

Во-первых, зависимость от добросовестности операторов узлов, общественного давления и долгосрочных стимулов — не надежная основа будущих финансов. По мере роста масштабов DeFi, потенциальная прибыль узлов также увеличивается, что повышает соблазн злоупотреблять властью. Чем больше искушение, тем слабее социальное давление, сдерживающее их.

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.

Классический пример — игра с задержками: узлы-валидаторы могут намеренно задерживать публикацию блока, чтобы максимизировать прибыль. Это ведет к увеличению времени блока, пропускам и другим проблемам. Изначально такие стратегии кажутся оправданными, поскольку узлы заботятся о сети, но социальное равновесие очень уязвимо: если один узел начнет безнаказанно арбитражировать, остальные последуют.

Задержки в публикации блоков — лишь один из способов повышения доходности без полного злоупотребления. Узлы могут использовать и другие методы, нанося ущерб приложениям. В конечном итоге, эти действия могут привести к тому, что издержки работы сети превысят выгоды.

Еще одна причина, по которой DeFi продолжает работать — это перенос ключевой логики на слой «вне цепочки», а в цепочку попадают только результаты. Например, протоколы, требующие быстрого исполнения, часто используют оффчейн-обработку, управляемую разрешенными узлами, чтобы избежать злоупотреблений. UniswapX и Cowswap используют оффчейн-распределение аукционов.

Хотя такие решения позволяют запускать приложения, они ставят под вопрос роль базового блокчейна: он превращается в чистый расчетный слой. Одно из главных преимуществ DeFi — композиционность, а при полном переносе логики на слой вне цепочки приложения оказываются изолированы. Это создает новые предположения о доверии: кроме надежности базового блокчейна, необходимо также доверять инфраструктуре вне цепочки.

Как добиться предсказуемости?

Для решения этих проблем протоколы должны обладать двумя ключевыми свойствами: стабильностью включения транзакций и порядком их сортировки, а также обеспечением приватности до подтверждения.

Первое условие — противоцензура

Это можно сформулировать как краткосрочную защиту от цензуры: если транзакция достигнет честного узла, она должна быть гарантированно включена в следующий доступный блок.

Краткосрочная защита от цензуры: любая валидная транзакция, своевременно достигшая честного узла, должна быть включена в следующий блок.

Более точно: при фиксированном интервале, например, каждые 100 миллисекунд, если транзакция поступит в честный узел за 250 мс, она должна быть включена в блок, сформированный 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 требует, чтобы транзакции, достигшие любого честного узла, обязательно включались, реализация может быть сложной и затратной. Важна устойчивость протокола, чтобы транзакции имели предсказуемый вход в цепь и простую логику.

Протоколы с одним узлом-валидатором без разрешений явно не соответствуют этим требованиям: если текущий валидатор злоупотребит, транзакции не смогут попасть в цепь через другие узлы. В то же время, наличие хотя бы четырех узлов, гарантирующих включение транзакций, значительно повышает надежность. Для стабильного развития приложений важно идти на компромисс между производительностью и надежностью. В поиске оптимального баланса необходимо больше исследований, однако текущие протоколы явно недостаточны.

Когда протокол обеспечивает гарантированное включение, вопрос сортировки становится решенным. Можно использовать произвольные детерминированные правила сортировки, например, по приоритетной плате или с учетом взаимодействия с приложением. Лучшие методы сортировки — активная область исследований, но главное — чтобы транзакции могли быть успешно включены, сортировка теряет смысл без этого.

Второе условие — скрытие информации

После обеспечения краткосрочной защиты от цензуры важным свойством является приватность — скрытие информации о транзакциях до их окончательного подтверждения и сортировки.

Скрытие: кроме узла, принимающего транзакцию, никто не должен иметь доступа к содержанию транзакции до ее окончательного подтверждения и сортировки в протоколе.

Протоколы, реализующие скрытие, позволяют узлам-участникам видеть содержимое транзакций, но требуют, чтобы остальные участники сети не знали их до завершения консенсуса и сортировки. Например, можно использовать задержанное шифрование, при котором содержимое блока становится доступным только после определенного времени, или threshold encryption, когда секреты расшифровываются только после подтверждения блока комиссией.

Это означает, что узлы могут злоупотреблять просмотром своих транзакций, но остальные участники узнают о них только после финализации. Когда транзакции раскрываются, их сортировка и подтверждение завершены, и никто не может опередить их выполнение. Важное условие — в каждый момент времени в сети должно быть несколько узлов, способных включать транзакции.

Мы не использовали более сильные определения приватности (например, шифрование mempool), потому что протокол должен фильтровать мусорные транзакции. Если содержимое транзакций полностью скрыто, сеть не сможет отличить валидные транзакции от спама. Единственный компромисс — раскрывать метаданные, например, адреса, зафиксированные за плату, или использовать платные адреса, которые всегда платят. Но такие метаданные могут раскрывать достаточно информации для атак. Поэтому мы выбрали подход, при котором только один узел видит содержимое транзакции, а остальные — нет. Это также означает, что пользователи должны иметь хотя бы одного честного узла для включения транзакций.

Протокол, сочетающий краткосрочную защиту от цензуры и скрытие информации, — идеальная основа для построения финансовых приложений. Вернемся к примеру с аукционом: эти два свойства полностью исключают возможности Bob разрушить рынок — он не сможет просматривать ставки Alice и не сможет использовать их для собственной выгоды, решая проблему, описанную ранее.

При наличии этих гарантий любые транзакции — ордера, ставки или аукционные предложения — будут мгновенно включены в цепь. Маркет-мейкеры смогут корректировать ордера, участники — быстро делать ставки, а расчеты — эффективно выполняться. Пользователи будут уверены, что их операции немедленно зафиксированы, что позволит создавать новые, низколатентные, ориентированные на реальный мир финансовые приложения, полностью основанные на цепи.

Чтобы блокчейн действительно конкурировал с существующей финансовой инфраструктурой и превосходил ее, необходимо решить гораздо больше задач, чем просто пропускная способность.