[논문 리뷰] Social Signals in the Ethereum Trading Network

Shahar Somin, Goren Gordon외 1명|arXiv (Cornell University)|2018. 05. 30.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 22인용 수 12

한 줄 요약

이 연구는 이더리움 ERC20 거래 네트워크를 방향성 있는 사회적 그래프로 모델링하며, 지갑을 노드로, 매수-매도 거래를 간선으로 간주한다. 이는 고도로 다양하고 무제한의 지갑/토큰 생성이 가능한 시스템임에도 불구하고, 들어오는 차수와 나가는 차수 양쪽 모두 강력한 힘의 법칙 차수 분포를 보이며 스케일프리 성질을 나타내며, 실세계 탈중앙화 금융 생태계에서 네트워크 이론 원리가 검증됨을 처음으로 입증한다.

ABSTRACT

Blockchain technology, which has been known by mostly small technological circles up until recently, is bursting throughout the globe, with a potential economic and social impact that could fundamentally alter traditional financial and social structures. Issuing cryptocurrencies on top of the Blockchain system by startups and private sector companies is becoming a ubiquitous phenomenon, inducing the trading of these crypto-coins among their holders using dedicated exchanges. Apart from being a trading ledger for tokens, Blockchain can also be observed as a social network. Analyzing and modeling the dynamics of the "social signals" of this network can contribute to our understanding of this ecosystem and the forces acting within in. This work is the first analysis of the network properties of the ERC20 protocol compliant crypto-coins' trading data. Considering all trading wallets as a network's nodes, and constructing its edges using buy--sell trades, we can analyze the network properties of the ERC20 network. Examining several periods of time, and several data aggregation variants, we demonstrate that the network displays strong power-law properties. These results coincide with current network theory expectations, however nonetheless, are the first scientific validation of it, for the ERC20 trading data. The data we examined is composed of over 30 million ERC20 tokens trades, performed by over 6.8 million unique wallets, lapsing over a two years period between February 2016 and February 2018.

연구 동기 및 목표

• 네트워크 이론을 사용하여 ERC20 토큰 거래 네트워크의 구조적 특성을 분석하기.
• 탈중앙화되고 고도로 다양한 암호화폐 거래 시스템이 사회적 네트워크 유사한 동역학을 보이는지 조사하기.
• 인간 상호작용 네트워크에서 흔히 나타나는 힘의 법칙 행동이, 무제한의 지갑과 토큰 존재에도 불구하고 ERC20 거래 데이터에서 나타나는지 검증하기.
• 블록체인 기반 금융 시스템에 네트워크 과학 기법을 적용할 수 있는 기반 마련하기.

제안 방법

• 689만 개의 고유 지갑을 노드로, 1739만 개의 매수-매도 거래를 간선으로 포함한 방향성 그래프 GF T (V, E)를 구축함.
• 들어오는 차수를 특정 지갑에 매도한 고유 지갑 수로, 나가는 차수를 특정 지갑에서 매수한 고유 지갑 수로 정의함.
• 2년 간의 기간(2016년 2월–2018년 2월) 동안 경험적 힘의 법칙 피팅을 사용하여 γ 및 R² 지표를 활용해 차수 분포 분석함.
• 각 토큰의 인기도를 고유한 매도자 및 매수자 수를 세어 분포를 힘의 법칙으로 모델링함.
• 20개의 시간 간격(3일에서 3개월 창)에 걸쳐 결과를 검증하여 발견된 결과의 강건성 확인함.
• 적합도 평가를 위해 통계 분석을 활용함(R² > 0.98), 힘의 법칙 지수(γ ≈ 1.9–2.3) 확인함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ERC20 거래 네트워크는 힘의 법칙 차수 분포로 나타나는 스케일프리 성질을 보이는가?
• RQ2 구매자와 판매자 간의 토큰 인기도 네트워크 전반에서 어떻게 분포되어 있는가?
• RQ3 높은 변동성과 토큰 및 지갑의 다양성에도 불구하고, 다양한 시간 창 간 네트워크의 구조적 특성은 안정적인가?
• RQ4 인간 사회적 시스템에 대해 개발된 네트워크 이론 모델이 탈중앙화 암호화폐 거래 생태계에 의미 있게 적용될 수 있는가?

주요 결과

• ERC20 지갑의 들어오는 차수 분포는 γ = 2.281, R² = 0.988을 보이며 스케일프리 네트워크 구조를 나타냄.
• 나가는 차수 분포 역시 γ = 1.935, R² = 0.992를 보이며 거래 행동에서 강력한 연결 패턴을 확인함.
• 구매자 및 판매자 간의 토큰 인기도 모두 힘의 법칙 분포를 따르며, R² 값은 각각 0.990과 0.982로, 소수의 주요 토큰이 대부분의 활동을 유치하고 있음을 보여줌.
• 힘의 법칙 패턴은 20개의 서로 다른 시간 창(3일에서 3개월) 동안 모두 유지되어 시간에 따른 강건성을 입증함.
• 무제한의 지갑과 토큰 생성에도 불구하고, 인간 사회 시스템에서 관찰되는 핵심 네트워크 이론적 성질을 유지함.
• 이 연구는 탈중앙화되고 다중 토큰 블록체인 생태계에서 스케일프리 역학이 처음으로 경험적으로 검증됨.