[論文レビュー] The Adoption of Blockchain-based Decentralized Exchanges

Agostino Capponi, Ruizhe Jia|arXiv (Cornell University)|Mar 16, 2021

Financial Markets and Investment Strategies被引用数 83

ひとこと要約

この論文は、DeFi の Automated Market Makers (AMMs) のゲーム理論モデルを開発し、トークン価格が乖離すると流動性提供者がアービトラージと流動性凍結リスクに直面することを示し、Uniswap V2 と Sushiswap のデータを用いた実証的検証を提供する。

ABSTRACT

We investigate the market microstructure of Automated Market Makers (AMMs), the most prominent type of blockchain-based decentralized exchanges. We show that the order execution mechanism yields token value loss for liquidity providers if token exchange rates are volatile. AMMs are adopted only if their token pairs are of high personal use for investors, or the token price movements of the pair are highly correlated. A pricing curve with higher curvature reduces the arbitrage problem but also investors' surplus. Pooling multiple tokens exacerbates the arbitrage problem. We provide statistical support for our main model implications using transaction-level data of AMMs.

研究の動機と目的

• ブロックチェーンベースの分散型取引所（AMMs）における市場マイクロストラクチャの研究を動機づける。
• 価格ボラティリティとアービトラージ下での流動性提供者の動機と流動性凍結の発生を特徴づける。
• 価格曲率、トークン相関、流動性配備を福利と流動性供給に結びつける理論モデルを開発する。
• 主要な AMMs のトランザクションレベルデータを用いてモデルの実証的検証を提供する。

提案手法

• 流動性提供者、投資家、そしてアービトラジャーを含む2期間、3部局ゲームを構築する。
• 指定された曲率特性を持つ AMM の二階連続微分可能で同次な価格関数 F(x,y) を採用する。
• トークン価格ショックを共通および特異ショックとしてモデル化し、それらをアービトラージ機会とガス料金動態に結びつける。
• 下位ゲーム完全均衡を導出し、流動性凍結が発生しトークンが引き出される条件を特定する。
• 福利と預け入れ効率の観点から、価格曲線の曲率やマルチトークンプールなどの AMM 設計選択を分析する。
• 2020年12月22日から2021年6月20日までの Uniswap V2 および Sushiswap データを用いて含意を実証的に検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 AMM における価格ボラティリティとアービトラージ機会を考慮した場合、流動性提供者はトークンを預ける動機をどのように持つのか？
• RQ2 トークン価格のボラティリティと相関は流動性預け入れ、アービトラージ利益、流動性撤退行動にどう影響するのか？
• RQ3 AMM の価格関数の曲率はアービトラージの深刻さとトレーダー/投資家の余剰にどう影響するのか？
• RQ4 AMM により多くのトークンをプールすることの福利と流動性効率性への影響は何か？
• RQ5 実際の AMMs（例：Uniswap V2、Sushiswap）における実証的パターンは、預け入れ、引き出し、ガス料金動態に関するモデルの予測を支持するのか？

主な発見

• トークンの交換レートボラティリティは流動性預入フローに負の影響を及ぼす；ボラティリティが高いほど預入が減少する。
• 取引量が多いほど、週次の預入フローは取引量の標準偏差のかなりの割合だけ増加する。
• 曲率が大きい価格曲線はアービトラージ問題を抑制するが、投資家の余剰も低下させる。
• より多くのトークンをプールするとアービトラージの機会が増え、アービトラージャーによるトークンの引き抜きが大きくなる；分散投資が示唆するようなトークン価値の損失の軽減にはつながらない。
• 安定ペア（低ボラ）の AMM は、非安定ペアと比較してガス料金が8%低く、週次ガス料金の変動性も約40%低く、外部性が小さいことを示す。
• 実証的支持は、週次のスポットレートの対数ボラティリティが0.04増えると週次預入フローが約0.06減少し、取引量の1標準偏差の増加が預入を標準偏差の約35%分押し上げることを示す。