[論文レビュー] The Evolution of Blockchain: from Lit to Dark

Agostino Capponi, Ruizhe Jia+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 11, 2022

Blockchain Technology Applications and Security被引用数 13

ひとこと要約

本稿は、ブロックチェーンにおけるダークベンツ（暗黙の取引チャネル）の経済的インcentiveを分析している。これらはユーザーの取引を公開から隠すことで、前もって取引を狙う行為（フロントランニング）を防ぐことを目的としている。ゲーム理論的モデルとイーサリアムの実証的分析を用いて、ダークベンツはユーザーのフロントランニングリスクを低減させ、マイナー収益を増加させるが、アービトラージを排除したり取引コストを低下させたりはしない。代わりに、アービトラージャーのコスト対収益比を上昇させ、マイナーのリント抽出インセンティブによって福祉のトレードオフを生じさせる。

ABSTRACT

Transactions submitted through the blockchain peer-to-peer (P2P) network may leak out exploitable information. We study the economic incentives behind the adoption of blockchain dark venues, where users' transactions are observable only by miners on these venues. We show that miners may not fully adopt dark venues to preserve rents extracted from arbitrageurs, hence creating execution risk for users. The dark venue neither eliminates frontrunning risk nor reduces transaction costs. It strictly increases the payoff of miners, weakly increases the payoff of users, and weakly reduces arbitrageurs' profits. We provide empirical support for our main implications, and show that they are economically significant. A 1% increase in the probability of being frontrun raises users' adoption rate of the dark venue by 0.6%. Arbitrageurs' cost-to-revenue ratio increases by a third with a dark venue.

研究の動機と目的

• ブロックチェーンにおけるダークベンツの採用を駆り立てる経済的インセンティブを理解すること。
• ダークベンツが分散型金融（DeFi）におけるフロントランニングリスクと取引コストを低減するかどうかを検証すること。
• マイナー、ユーザー、アービトラージャーに対するダークベンツの福祉的影響を評価すること。
• 実証的に、ユーザーがフロントランニングリスクが高まる状況でダークベンツに移行するかどうか、およびアービトラージャーがコストが高くなるかどうかを検証すること。

提案手法

• マイナー、ユーザー、アービトラージャーという3人のエージェントと、ライト（公開P2Pネットワーク）とダーク（非公開リレーネットワーク）という2つのベンツを持つゲーム理論的モデルを構築する。
• マイナーがダークベンツに参加する意思決定を、期待収益とアービトラージャーからのリント抽出に基づいてモデル化する。
• ユーザーがライトとダークベンツの間で選択する意思決定を、実行リスクと情報漏洩のトレードオフに基づいてモデル化する。
• 2020–2021年のイーサリアム取引データを用いて、ブロック単位のマイナーレベルの収益とアービトラージャーのコスト対収益比を実証的に推定する。
• 固定効果とクラスタリング標準誤差を用いた回帰モデルを用い、ベンツ採用がマイナーレベル収益、アービトラージャーのコスト、ユーザー行動に与える因果的影響を分離する。
• マイナーとユーザーのインセンティブの不一致を是正するため、自己資金による移転メカニズムを導入する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 マイナーはダークベンツを採用するだろうか？そのインセンティブは何か？
• RQ2 ダークベンツの導入により、ユーザーのフロントランニングリスクと取引コストは低下するか？
• RQ3 ダークベンツはアービトラージャーの収益性とブロックチェーンエコシステム全体の福祉にどのような影響を与えるか？
• RQ4 ユーザーは、フロントランニングリスクが高まる状況で、どれほどダークベンツに移行するか？
• RQ5 自己資金によるメカニズムは、マイナーとユーザーのインセンティブの不一致を是正できるか？

主な発見

• フロントランニングされる確率が1%上昇すると、ユーザーのダークベンツ採用率は0.6%上昇し、フロントランニングリスクに強く反応することが示された。
• ダークベンツに参加することで、マイナーのブロックあたり平均収益は0.16 ETH増加し、統計的および経済的に有意なプレミアムとなった。
• ダークベンツ導入後、アービトラージャーの平均コスト対収益比は0.09上昇した。これは導入前の平均の約3分の1に相当する。
• ダークベンツを使用するアービトラージャーは、ライトベンツを使用する者と比べ、コスト対収益比が0.441高い。これはダークベンツ利用者に著しいコスト増加があることを示している。
• ダークベンツはフロントランニングリスクを完全に排除せず、取引コストも低下させない。アービトラージャーは依然としてダークベンツ内で競争を繰り広げている。
• 全マイナーがダークベンツに参加する場合に社会的福祉が最大化されるが、マイナーのリント抽出インセンティブのため、この均衡は持続不可能である。