[論文レビュー] Jack The Rippler: Arbitrage on the Decentralized Exchange of the XRP Ledger

Gaspard Peduzzi, Jason James+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 29, 2021

Peer-to-Peer Network Technologies参考文献 4被引用数 7

ひとこと要約

本論文では、XRP Ledgerの分散型取引所（DEX）における通貨間アービタージュ機会を検出・利用するボット、JACK THE RIPPLERを提示する。このシステムは、注文書グラフ内の負のサイクルを特定するために、変更されたベルマン＝フォードアルゴリズムを用い、3.5秒のレジャーレイド間隔内で自動的にアービタージュを実行する。リアルタイムのWebSocketデータとトラストライン管理を活用して、IOU発行資産とXRP間の価格格差から利益を得る。

ABSTRACT

The XRP Ledger (XRPL) is a peer-to-peer cryptographic ledger. It features a decentralized exchange (DEX) where network participants can issue and trade user-defined digital assets and currencies. We present Jack the Rippler, a bot that identifies and exploits arbitrage opportunities on the XRPL DEX. We describe Jack's arbitrage process and discuss risks associated with using arbitrage bots.

研究の動機と目的

• XRP Ledgerの分散型取引所における通貨間アービタージュ機会を特定・利用すること。
• リアルタイムで利益を上げられるアービタージュサイクルを検出できる自動ボットを設計すること。
• 3.5秒のレジャーレイド間隔内での低遅延実行という技術的課題に対処すること。
• 不完全なサイクルや取引相手の破綻といったリスクを、トラストライン選択とアルゴリズム的セーフティーメクニズムによって軽減すること。
• 許可なしで高速に動作するDEXであるXRPLにアービタージュボットを展開する可能性とリスクを評価すること。

提案手法

• XRPLのWebSocket APIを用いて、新しいブロックをストリーミングし、ローカルの注文書をリアルタイムで更新する。
• 各通貨ペアの最良のバイドおよびアスク注文を用いてトランザクショングラフを構築し、エッジの重みが変化した場合にのみ更新する。
• 変更されたベルマン＝フォードアルゴリズムを適用して、アービタージュ機会を示す負のサイクルを検出する。
• 最短経路を計算するために|V|−1回の反復を実行し、その後1回の追加反復を実行して負のサイクルを検出する。
• サイクルが検出されたら、特定された経路と選択されたトラストラインを用いて、マルチステップ決済取引を構築・署名する。
• プライベートバリデーターを介して取引をブロードキャストし、1つのレジャーレイド間隔内での低遅延実行を保証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 自動アービタージュボットは、XRP Ledgerの分散型取引所において、価格非効率を効果的に活用できるか？
• RQ2 3.5秒の時間枠内で利益を上げられるように、注文書グラフ内の負のサイクルを低遅延で検出する方法は何か？
• RQ3 XRPLのような許可なしで動作するDEXにアービタージュボットを展開する際の主な技術的および財務的リスクは何か？
• RQ4 IOU資産のゲートウェイとしてのトラストラインの使用は、アービタージュ実行の信頼性と安全性にどのように影響するか？
• RQ5 ネットワーク遅延や競合する参加者による先行実行によって、アービタージュ機会が実行前に無効化される頻度はどの程度か？

主な発見

• JACK THE RIPPLERは、XRP Ledger上で1つの3.5秒のレジャーレイド間隔内にアービタージュサイクルを正常に検出し、実行できた。
• 変更されたベルマン＝フォードアルゴリズムは、注文書の変更が生じた場合にのみエッジを緩和することで、負のサイクルを効率的に同定し、計算負荷を低減した。
• アービタージュ機会は非常に時間的に敏感であり、多くのサイクルが他の参加者による先行実行によって無効化される傾向にある。
• 失敗した試行に対しても取引手数料が発生するため、サイクルが不完全な場合、純粋な財務的損失が生じる。
• Rippleの特徴的な発行者をトラストラインに使用することで、取引相手リスクを低減できるが、IOUの支払い不能リスクはシステムに内在する。
• 低手数料と高スループットのため、市場摩擦が存在するものの、XRPL DEX上での収益性のあるアービタージュは実現可能であると本システムは示した。