[논문 리뷰] Automated Market Makers in Cryptoeconomic Systems: A Taxonomy and Archetypes

Daniel Kirste, Niclas Kannengießer외 2명|arXiv (Cornell University)|2023. 09. 22.

Financial Markets and Investment Strategies인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 암호경제 시스템에서의 얇은 시장 문제(thin market problem, TMP)를 해결하기 위해 21개의 자동시장제작자(AMM) 설계 차원에 대한 종합적인 분류 체계를 제안하고, 세 가지 핵심 AMM 아키텍처 유형—가격 탐지 기반의 유동성 공급 기반, 가격 수용 기반의 유동성 공급 기반, 가격 탐지 기반의 공급 주권 기반—을 규명한다. 주요 기여는 AMM 설계 특성과 유동성 및 가격 책정 문제 해결 능력 간의 관계를 체계적으로 연결하는 프레임워크를 제공함으로써, 내부 토큰 공급 주권을 통해 가격 예측 가능성 향상과 변동성 감소를 달성하는 데 중점을 두고 있다.

ABSTRACT

Designing automated market makers (AMMs) is crucial for decentralized token exchanges in cryptoeconomic systems. At the intersection of software engineering and economics, AMM design is complex and, if done incorrectly, can lead to financial risks and inefficiencies. We developed an AMM taxonomy for systematically comparing AMM designs and propose three AMM archetypes that meet key requirements for token issuance and exchange. This work bridges software engineering and economic perspectives, providing insights to help developers design AMMs tailored to diverse use cases and foster sustainable cryptoeconomic systems.

연구 동기 및 목표

• 낮은 유동성 시장에서의 성능에 영향을 미치는 자동시장제작자(AMM) 설계 특성에 대한 체계적인 이해 부족을 해결하기 위해.
• 암호경제 시스템에서의 얇은 시장 문제(TMP), 유동성 접근 문제(LAP), 가격 탐지 문제(PDP)에 대한 해결 접근 방식을 AMM 설계 차원의 체계적 분류를 통해 식별하고 분류하기 위해.
• TMP를 해결하기 위한 다양한 설계 전략을 반영한 AMM 아키텍처를 도출하고, 특히 가격 탐지 및 유동성 공급 전략에 중점을 두기 위해.
• 실무자와 연구자가 TMP를 효과적으로 완화하고 시장 안정성을 향상시키는 데 기여하는 AMM를 선택하거나 설계하는 데 지원하기 위해.
• 내부 토큰 공급 주권을 통해 예측 가능한 가격 변화와 변동성 감소를 달성할 수 있는 공급 주권 기반 AMM의 잠재력을 탐색하기 위해.

제안 방법

• 저자들은 가격 탐지 메커니즘, 유동성 공급원, 토큰 가격 원천, 유동성 집중도 등 21개의 AMM 설계 차원을 포함한 분류 체계를 개발하여, AMM 설계를 체계적으로 분류하였다.
• 110개의 기존 AMM를 분석하여 반복적인 설계 패tern을 식별하고, 얇은 시장 문제(TMP), 유동성 접근 문제(LAP), 가격 탐지 문제(PDP)에 대한 해결 접근 방식을 추출하였다.
• 핵심 두 가지 차원인 토큰 가격 원천과 유동성 공급원의 교차 분석을 통해 세 가지 실현 가능한 AMM 아키텍처와 하나의 배제된 아키텍처(가격 수용 기반 공급 주권 기반)를 도출하였으며, 후자는 실증적 증거 부족으로 배제되었다.
• 각 아키텍처의 해결 접근 방식을 문헌과 실제 AMM 구현 사례를 바탕으로 정성적으로 분석하여, 가격 탐지, 유동성 제공, 시장 안정성 대응 방식을 중심으로 분석하였다.
• 이 프레임워크는 설계 선택을 시스템 목표에 맞게 정렬함으로써 개발자가 AMM 설계를 특정 성능 결과(예: 가격 탄력성, 시장 깊이)에 매핑할 수 있도록 한다.
• 연구는 공급 주권 기반 AMM가 투명하고 개발자가 제어할 수 있는 공급 곡선을 통해 토큰 가격 변화를 사전에 규정함으로써 예측 가능성 향상과 변동성 감소를 가능하게 한다는 잠재력을 강조한다.

Figure 1 : Exemplary AMM component overview of Uniswap v2 [ 19 ]

실험 결과

연구 질문

• RQ1 AMM 설계를 그들의 구조적 및 행동적 특성에 기반해 체계적으로 분류할 수 있는 방법은 무엇이며, 이를 통해 설계 및 선택을 개선할 수 있는가?
• RQ2 암호경제 시스템에서 얇은 시장 문제(TMP)를 완화하기 위한 주요 해결 접근 방식은 무엇이며, 각 AMM 아키텍처 간에 어떻게 다름을 보이나?
• RQ3 AMM 내부의 토큰 공급 주권이 낮은 유동성 시장에서 가격 예측 가능성 향상과 변동성 감소에 얼마나 기여할 수 있는가?
• RQ4 외부 오라클에 의존하는 능동적 시장 제작자가 얇은 시장에서 TMP를 해결하지 못하는 이유는 무엇이며, 이를 대체할 수 있는 설계 대안은 무엇인가?
• RQ5 가격 탐지 메커니즘과 유동성 공급원 간의 상호작용이 LAP, PDP, TMP 해결 능력에 미치는 영향은 어떻게 결정되는가?

주요 결과

• AMM 분류 체계는 21개의 차원과 53개의 특성을 규명하였으며, 가격 탐지 메커니즘과 유동성 공급원이 AMM 설계의 분류 및 해결 능력에 가장 결정적인 영향을 미친다.
• 세 가지 실현 가능한 AMM 아키텍처가 확인되었으며, 각각 가격 탐지 기반 유동성 공급 기반, 가격 수용 기반 유동성 공급 기반, 가격 탐지 기반 공급 주권 기반이다. 이들은 모두 TMP를 해결하기 위한 고유한 전략을 구현한다.
• 외부 오라클에 의존하는 가격 수용 기반 유동성 공급 기반 AMM 아키텍처는 얇은 시장에서 오라클 정확도 부족으로 인해 효과적이지 않다는 것이 밝혀졌으며, 이는 중요한 설계 한계를 드러낸다.
• 가격 탐지 기반 공급 주권 기반 AMM 아키텍처는 110개의 AMM 분석에서 관찰되지 않았지만, 개발자가 제어하는 공급 곡선을 통해 예측 가능한 가격 변화를 가능하게 하여 변동성 감소와 시장 안정성 향상을 이끌 수 있다고 이론화되어 있다.
• 내부 토큰 공급 주권을 가진 AMM는 가격 탄력성과 유동성에 대한 사전 제어가 가능하여, 개발자가 미리 마켓 행동을 정의할 수 있으며, 이는 지속 가능한 암호경제 시스템 운영을 지원한다.
• 연구는 공급 주권 기반 AMM가 토큰 가격 변화와 가치 변화를 분리함으로써 독립적이고 지속적인 리드 마켓를 구축할 수 있으며, 이는 가격 책정의 투명성과 예측 가능성 향상에 기여할 수 있다고 결론 내린다.

(a) Price-discovering LP-based AMM