[논문 리뷰] On The Quality Of Cryptocurrency Markets: Centralized Versus Decentralized Exchanges

Andrea Barbon, Angelo Ranaldo|arXiv (Cornell University)|2021. 12. 14.

Blockchain Technology Applications and Security인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 암호자산 시장에서 중앙집중화된 거래소(CEXs)와 탈중앙화된 거래소(DEXs) 간의 시장 품질을 비교하며, 무 arbitrage 조건을 통해 거래비용과 가격 효율성에 대해 분석한다. DEXs는 Uniswap v3의 DPR 및 MFT와 같은 혁신 덕분에 이제 CEXs와 동일한 거래비용을 보이고 있으나, 가스 수수료로 인해 여전히 가격 효율성에서 뒤처지고 있으며, 업그레이드 이후 48%의 가격 편차 감소에도 불구하고 그러한 격차는 여전히 존재한다.

ABSTRACT

We analyze the market quality of centralized crypto exchanges (CEXs) and decentralized blockchain-based venues (DEXs) using a unique and comprehensive dataset. Focusing on two fundamental aspects, transaction costs and deviations from the no-arbitrage condition, we estimate the causal effect of ``gas fees'' on DEX market quality. We show that these fixed costs impose a significant burden on relatively small trades and cause persistent arbitrage deviations. Conversely, DEXs offer more competitive transaction costs for larger trades, offering a more favorable environment for institutional investors. Furthermore, we provide causal evidence that innovations aimed at enhancing the flexibility of liquidity provision in DEX markets lead to sizeable improvements in market quality.

연구 동기 및 목표

• 암호자산 거래에서 중앙집중화된 거래소(CEXs)와 탈중앙화된 거래소(DEXs)의 시장 품질을 평가하고 비교하는 것.
• 자동화된 마켓 메이커(AMMs) 기반 DEXs가 전통적인 CEXs의 효율성과 유동성과 비교하여 얼마나 잘 맞출 수 있는지 검토하는 것.
• 최근 DEX 혁신—특히 Uniswap v3의 고도화된 가격 범위(DPR)와 다중 수수료 레이어링(MFT)—가 시장 품질에 미치는 영향을 정량화하는 것.
• 가스 수수료와 거래소 수수료가 DEX의 가격 효율성에 해로운 영향을 미치는 방식, 특히 삼각형 아웃리어지 전략 조건에서의 영향을 평가하는 것.
• 구조적 변화가 DEX 프로토콜의 시장 품질을 향상시키는 인과적 증거를 제공하여, 전통 금융 분야의 향후 채택에 기여하는 것.

제안 방법

• 2021년 5월 5일 Uniswap v3 배포 시점 주변에서 DEXs와 CEXs의 시간대별 거래비용(거래소 수수료, 매수·매도 스프레드, 가스 수수료) 패널 데이터를 구축함.
• Uniswap v3 업그레이드가 가격 효율성에 미치는 인과적 영향을 추정하기 위해 차이의 차이(DiD) 프레임워크를 사용하며, CEX 지표를 제어군으로 활용함.
• 종속 변수는 삼각형 무 arbitrage 조건에서의 절대 편차를 측정하여, 거래쌍 간의 가격 비효율성을 포착함.
• 시간에 따라 변하는 혼란 요인과 공통 시장 요인을 제어하기 위해 주별 및 거래소 트리플릿 고정 효과를 포함함.
• 두 핵심 메커니즘의 영향을 평가함: 고도화된 가격 범위(DPR)는 유동성 제공자가 특정 가격 범위에 자본을 집중할 수 있도록 허용하며, 다중 수수료 레이어링(MFT)은 거래쌍 당 여러 수수료 수준을 가능하게 함.
• FTX 붕괴 이후 발생한 유사 자연 실험을 활용하여 가격 효율성에 대한 인과적 영향을 평가하며, CEXs를 기준으로 삼음.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 최근 프로토콜 업그레이드인 Uniswap v3 이후 DEXs는 CEXs와 비교해 거래비용이 유사한가?
• RQ2 CEXs와 비교해 삼각형 무 arbitrage 조건에서의 편차로 측정된 가격 효율성 측면에서 DEXs는 어느 정도 성취하고 있는가?
• RQ3 Uniswap v3의 고도화된 가격 범위(DPR)와 다중 수수료 레이어링(MFT)이 DEX 시장 품질에 미치는 인과적 영향은 무엇인가?
• RQ4 가스 수수료와 거래소 수수료는 다중 거래 아웃리어지 전략에서 특히 영향을 미치는 DEX의 가격 효율성 저하 요인으로 작용하는가?
• RQ5 기술적·구조적 개선이 이루어진 상황에서, AMM 기반 DEX 모델은 향후 LOB 기반 CEXs의 시장 품질을 뛰어넘거나 대체할 수 있는가?

주요 결과

• DEXs는 이제 Uniswap v3 도입 덕분에 CEXs와 유사한 거래비용을 유지하고 있으며, 스프레드가 크게 감소하고 비용 효율성이 향상됨.
• 개선에도 불구하고 DEX의 가격은 여전히 CEX의 가격보다 효율성이 떨어지며, 높은 가스 수수료와 정산 비용으로 인해 무 arbitrage 조건에서의 편차가 지속됨.
• Uniswap v3 배포 이후 DEX의 가격 편차는 CEXs 대비 통계적으로 유의미하고 경제적으로 의미 있는 48% 감소를 보였으며, 이는 가격 효율성 향상을 시사함.
• 고도화된 가격 범위(DPR) 메커니즘은 유동성 제공자가 특정 가격 범위에 자본을 집중할 수 있게 하여, 특히 스테이블코인 쌍에서 더 좁은 스프레드를 이끌어냄.
• 다중 수수료 레이어링(MFT)은 거래자가 다양한 수수료 수준의 풀을 선택할 수 있도록 하여, 시장 효율성과 유동성 깊이를 향상시킴.
• 가스 수수료는 여전히 DEX의 가격 효율성 저하를 주도하는 주요 장애물이며, 특히 다중 온체인 거래가 필요한 복잡한 아웃리어지 전략에서 특히 두드러짐.