[논문 리뷰] Is decentralized finance actually decentralized? A social network analysis of the Aave protocol on the Ethereum blockchain

Ziqiao Ao, Cong, Lin William외 2명|arXiv (Cornell University)|2022. 06. 16.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 16

한 줄 요약

이 연구는 암호화폐 거래소의 중심화된 영향에도 불구하고 DeFi의 탈중앙화적 약속에도 불구하고 이더리움 기반 토큰 거래에 사회적 네트워크 분석을 적용하여 핵심-주변 구조를 규명하였다. 모듈러리티, 구성 요소 역학, 도수 중심성 등을 통해 측정한 네트워크의 탈중앙화 수준이 높을수록 수익률이 높고 변동성이 낮아지며, 이는 DeFi의 실제 탈중앙화에 대한 기존 가정을 도전하고 블록체인 네트워크 메커니즘을 측정하는 새로운 프레임워크를 제시한다.

ABSTRACT

Decentralized finance (DeFi) has the potential to disrupt centralized finance by validating peer-to-peer transactions through tamper-proof smart contracts, thus significantly lowering the transaction cost charged by financial intermediaries. However, the actual realization of peer-to-peer transactions and the levels and effects of decentralization are largely unknown. Our research pioneers a blockchain network study that applies social network analysis to measure the level, dynamics, and impacts of decentralization in DeFi token transactions on the Ethereum blockchain. First, we find a significant core-periphery structure in the AAVE token transaction network where the cores include the two largest centralized crypto exchanges. Second, we provide evidence that multiple network features consistently characterize decentralization dynamics. Finally, we document that a more decentralized network significantly predicts a higher return and lower volatility of the decentralized market of AAVE tokens on the Ethereum blockchain. We point out that our approach is seminal for inspiring future extensions related to the facets of application scenarios, research questions, and methodologies on the mechanics of blockchain decentralization.

연구 동기 및 목표

• 탈중앙화 금융(DeFi)이 실제로 피어 투 피어 거래를 가능하게 하는지 아니면 실질적으로 중심화되어 있는지 조사하기 위해.
• 블록체인 거래 데이터를 활용하여 DeFi 내 탈중앙화 수준, 역학적 특성 및 경제적 영향을 측정하기 위해.
• 네트워크 구조적 특성과 Aave 토큰 시장의 수익률 및 변동성과 같은 금융 성과 지표 간의 상관관계를 평가하기 위해.
• 사회적 네트워크 분석을 활용하여 블록체인 기반 금융 시스템의 탈중앙화를 분석하는 방법론적 프레임워크를 개발하기 위해.
• 탈중앙화 시스템 내 인centive 설계, 네트워크 형성 및 인과 메커니즘에 대한 향후 연구를 자극하기 위해.

제안 방법

• 이더리움 블록체인에서의 Aave 토큰 거래 데이터를 활용하여 월렛 주소를 노드로, 거래를 간선으로 간주하여 사회적 네트워크 분석을 적용하였다.
• 핵심-주변 구조 탐지 기법을 사용하여 주요 중앙화된 암호화폐 거래소 및 핵심 스마트 컨트랙트를 포함한 주요 중심 주체를 식별하였다.
• 탈중앙화 수준을 정량화하기 위해 구성 요소 수, 거대 구성 요소 비율, 모듈러리티, 도수 중심성의 표준편차 등을 계산하였다.
• 네트워크 특성에서 복합 탈중앙화 요인을 추출하기 위해 주성분 분석(PCA)을 사용하여 차원 축소를 수행하였다.
• 시간적 시리즈 회귀 분석을 통해 네트워크 측정치가 향후 시장 수익률과 변동성 증가율을 얼마나 잘 예측하는지 검증하였다.
• 네트워크 변수의 7일 이동 평균을 활용하여 30일 변동성 증가율을 예측하고, 다양한 투자 수익률 수평에서의 예측 능력을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 피어 투 피어 거래는 DeFi에서 얼마나 실현되어 있으며, 아니면 중심화된 암호화폐 거래소가 거래 네트워크를 지배하고 있는가?
• RQ2 모듈러리티, 구성 요소 구조, 중심성과 같은 핵심 네트워크 특성이 DeFi 거래 네트워크에서 시간이 지남에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ3 탈중앙화 측정치가 DeFi 토큰 시장의 수익률 및 변동성과 같은 금융 결과를 얼마나 잘 예측하는가?
• RQ4 인센티브가 실제로 탈중앙화된 거래 네트워크의 형성에 어떤 영향을 미치며, 진정으로 탈중앙화를 지원할 수 있는 메커니즘은 무엇인가?

주요 결과

• Aave 토큰 거래 네트워크에는 뚜렷한 핵심-주변 구조가 존재하며, 두 번째로 큰 중심화된 암호화폐 거래소가 핵심을 형성하고 있다.
• 구성 요소 수, 거대 구성 요소 비율, 모듈러리티, 도수 중심성의 표준편차는 시간이 지남에 따라 탈중앙화 역학을 일관되게 특징짓는다.
• PCA를 통해 유도된 요인으로 캡처된 높은 수준의 탈중앙화는 Aave 토큰의 향후 시장 수익률과 유의미하고 양의 상관관계를 보인다.
• 구성 요소 수 증가로 측정된 탈중앙화 증가는 30일 변동성 증가율과 뚜렷하고 양의 상관관계를 보이며, 특히 42일, 49일, 56일 수익률 수평에서 두드러진다.
• 결과는 탈중앙화가 수익률을 높일 수는 있지만 변동성을 증폭시킬 수 있음을 시사하며, 이는 탈중앙화가 본질적으로 시장 안정성을 보장한다는 가정을 도전한다.
• 본 연구는 사회적 네트워크 분석을 활용하여 DeFi 내 탈중앙화를 측정하고 분석하는 새로운, 경험적 기반의 프레임워크를 구축하였으며, 향후 인센티브 설계 및 네트워크 메커니즘 연구에 대한 함의를 지닌다.