[논문 리뷰] Jack The Rippler: Arbitrage on the Decentralized Exchange of the XRP Ledger

Gaspard Peduzzi, Jason James외 1명|arXiv (Cornell University)|2021. 06. 29.

Peer-to-Peer Network Technologies참고 문헌 4인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 XRP 레지스트리의 탈중앙화 거래소(DEx)에서 가격 차이를 이용한 크로스 컬처러 애리티지 기회를 탐지하고 악용하기 위해 수정된 벨먼-포드 알고리즘을 사용하여 오더 북 그래프 내의 음수 사이클을 식별하는 봇 JACK THE RIPPLER를 제시한다. 이 시스템은 실시간 웹소켓 데이터와 신뢰선 관리를 활용하여 3.5초 간격의 레지스트리 내에서 자동으로 애리티지 거래를 수행하며, IOU 발행 자산과 XRP 간의 가격 차이에서 수익을 올린다.

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.

연구 동기 및 목표

• XRP 레지스트리의 탈중앙화 거래소에서 크로스 컬처러 애리티지 기회를 식별하고 악용하는 것.
• 실시간으로 수익성 있는 애리티지 사이클을 탐지할 수 있는 자동화된 봇을 설계하는 것.
• 3.5초 간격의 레지스트리 내에서 저지연 실행을 달성하기 위한 기술적 과제를 해결하는 것.
• 완전하지 않은 사이클과 상대방의 불이행 등의 위험을 신뢰선 선택과 알고리즘적 보호 조치를 통해 완화하는 것.
• 허가되지 않은 고속 DEx에서 애리티지 봇 배포의 실현 가능성과 위험을 평가하는 것.

제안 방법

• 신규 블록 스트리밍 및 실시간 로컬 오더 북 업데이트를 위해 XRPL 웹소켓 API를 사용한다.
• 각 통화 쌍에 대해 최고의 매수 및 매도 주문을 사용하여 거래 그래프를 구성하며, 간선 가중치가 변경될 때만 업데이트한다.
• 수정된 벨먼-포드 알고리즘을 적용하여 음수 사이클을 탐지하고, 이는 애리티지 기회를 나타낸다.
• 최단 경로를 계산하기 위해 |V|−1번 반복하고, 이후 추가로 한 번 더 반복하여 음수 사이클을 탐지한다.
• 사이클을 탐지한 후, 식별된 경로와 선택된 신뢰선을 사용하여 다단계 결제 거래를 구성하고 서명한다.
• 개인 검증자를 통해 거래를 방송하여 단일 레지스트리 간격 내에서 저지연 실행을 보장한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 자동화된 애리티지 봇은 XRP 레지스트리의 탈중앙화 거래소에서 가격 비효율성을 효과적으로 악용할 수 있는가?
• RQ2 3.5초 창 내에서 수익성 있는 실행을 가능하게 하기 위해, 오더 북 그래프 내의 음수 사이클을 저지연으로 탐지할 수 있는가?
• RQ3 XRPL과 같은 허가되지 않은 고속 DEx에서 애리티지 봇을 배포할 때 주로 발생하는 기술적 및 재정적 위험은 무엇인가?
• RQ4 IOU 자산을 게이트하는 데 사용되는 신뢰선의 사용은 애리티지 실행의 신뢰성과 안전성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 네트워크 지연과 경쟁하는 참가자들로 인해 실행 이전에 애리티지 기회가 무효화되는 정도는 어느 정도인가?

주요 결과

• JACK THE RIPPLER는 XRP 레지스트리에서 단일 3.5초 간격의 레지스트리 내에서 애리티지 사이클을 성공적으로 탐지하고 실행한다.
• 수정된 벨먼-포드 알고리즘은 오더 북 변경 시에만 간선을 완화함으로써 음수 사이클을 효율적으로 식별하여 계산 오버헤드를 줄인다.
• 애리티지 기회가 매우 시간 민감도가 높으며, 많은 사이클이 다른 참가자들에 의해 이미 실행되어 무효화되는 것으로 나타났다.
• 실패한 시도조차도 거래 수수료가 발생하여, 사이클이 완전하지 않을 경우 순수한 재정적 손실로 이어진다.
• Ripple의 주요 발행자들을 신뢰선으로 사용함으로써 상대방의 불이행 위험을 줄일 수 있었지만, IOU의 상환 능력은 여전히 시스템 내의 본질적 위험이다.
• 낮은 수수료와 높은 처리량 덕분에 시장 마찰이 존재하더라도 XRPL DEx에서 수익성 있는 애리티지가 실현 가능하다는 점을 시스템이 입증했다.