[論文レビュー] Atomic Swaptions: Cryptocurrency Derivatives

James A. Liu|arXiv (Cornell University)|Jul 20, 2018

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、オラクルや中央集権型取引所を必要とせず、異なるブロックチェーン間で暗号資産オプションを信頼なしに取引するための原子的スワプションを導入する。HTLC（ハッシュドタイムロックコントラクト）とマージンメカニズムを用いて原子的スワップを拡張することで、レバレッジ付きおよびショートポジションを可能にするとともに、サイクリックなリバランスを用いて同一のスワプションをキャンセル可能にする。特にライトニングネットワーク上で有効である。

ABSTRACT

The atomic swap protocol allows for the exchange of cryptocurrencies on different blockchains without the need to trust a third-party. However, market participants who desire to hold derivative assets such as options or futures would also benefit from trustless exchange. In this paper I propose the atomic swaption, which extends the atomic swap to allow for such exchanges. Crucially, atomic swaptions do not require the use of oracles. I also introduce the margin contract, which provides the ability to create leveraged and short positions. Lastly, I discuss how atomic swaptions may be routed on the Lightning Network.

研究の動機と目的

• 異なるブロックチェーン間で、オプションやフォワワードなど暗号資産デリバティブを信頼なしで分散型に取引することを可能にすること。
• 中央集権型取引所やオラクルへの依存を排除し、仲介者リスクおよびシステミックリスクを低減すること。
• マージンコントラクトメカニズムにより、レバレッジ付きおよびショートポジションを実現すること。
• サイクリックリバランスを用いて、ライトニングネットワーク上でのスワプションポジションの効率的なルーティングとキャンセルを可能にすること。
• HTLCとタイムロックトランザクションのみを用いて、最小限の暗号機能でブロックチェーン間デリバティブを実現する実用的でシンプルなソリューションを提供すること。

提案手法

• ハッシュドタイムロックコントラクト（HTLC）を用いて原子的スワップを拡張し、異なるブロックチェーン間でオプションに類似した決済を可能にする。
• ユーザーが元本の一部のみを預け入れることで、レバレッジ付きおよびショートポジションを可能にするマージンコントラクトを導入する。
• 同一のシークレットとタイムロックスを用いることで、循環的資金フローによりペairedスワプションのキャンセルを可能にし、資金のロックアップと決済コストを最小限に抑える。
• 原子的スワプションメカニズムをライトニングネットワークに適用し、長期デリバティブ契約のオフチェーンルーティングを可能にする。
• 異種ブロックチェーン間での予測可能な有効期限の順序付けを確保するため、ブロック高さではなくタイムスタンプに基づくタイムロックスを採用する。
• チューリング完全でないブロックチェーンにも対応できるように設計し、HTLCのサポートと共通のハッシュ関数のみを要件とする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 オラクルに依存せずに、異なるブロックチェーン間で信頼なしでオプション契約を生成することは可能か？
• RQ2 仲介者リスクを最小限に抑えつつ、信頼なしの状態を保ちながら、ブロックチェーン間デリバティブにおけるマージンとレバレッジをどのように実装できるか？
• RQ3 ライトニングネットワークのような支払いチャネルネットワーク上でのスワプションポジションの効率的キャンセルと再ルーティングを可能にするメカニズムは何か？
• RQ4 長期のブロックチェーン間契約は、ネットワークの流動性、決済順序、経済的インcentivesにどのように影響を与えるか？
• RQ5 特にプロトコルルールの変更や市場操作の下で、原子的スワプションを実装する際のリスクと制限は何か？

主な発見

• 原子的スワプションは、チューリング完全でないブロックチェーンやオラクルを必要とせず、HTLCとタイムロックトランザクションのみで実装可能である。
• 同一のシークレットとタイムロックスの使用により、サイクリックリバランスを用いてペアドスワプションのキャンセルが可能となり、資金のロックアップと決済コストが削減される。
• マージンコントラクトにより、部分的な預託のみでレバレッジ付きおよびショートポジションが可能となり、フォワワードに類似したリスクヘッジが実現できる。
• ライトニングネットワーク上での原子的スワプションのルーティングは実現可能であるが、長距離のパスは累積的な時間価値と流動性制約により、仲介者リスクと取引コストを増加させる。
• 大規模なマージン有効期限切れスワプションが時間的に集中している場合、共同する仲介者による短期売り圧力（ショート・スイープ）が発生するおそれがあり、操作のリスクが生じる。
• ブロックチェーン間での有効期限の順序付けを確実にするために、ブロック高さではなくタイムスタンプベースのタイムロックスが好ましい。