[论文解读] Atomic Swaptions: Cryptocurrency Derivatives

James A. Liu|arXiv (Cornell University)|Jul 20, 2018

Blockchain Technology Applications and Security参考文献 2被引用 3

一句话总结

本文提出原子互换期权（atomic swaptions），一种无需预言机或中心化交易所的跨区块链加密货币期权交易的无信任机制。通过在原子互换基础上扩展哈希时间锁合约（HTLCs）和保证金机制，该机制支持杠杆与空头头寸，同时通过循环再平衡实现相同互换期权的取消，尤其适用于闪电网络。

ABSTRACT

The atomic swap protocol allows for the exchange of cryptocurrencies on different blockchains without the need to trust a third-party. However, market participants who desire to hold derivative assets such as options or futures would also benefit from trustless exchange. In this paper I propose the atomic swaption, which extends the atomic swap to allow for such exchanges. Crucially, atomic swaptions do not require the use of oracles. I also introduce the margin contract, which provides the ability to create leveraged and short positions. Lastly, I discuss how atomic swaptions may be routed on the Lightning Network.

研究动机与目标

• 实现不同区块链之间无信任、去中心化的加密货币衍生品（如期权和期货）交易。
• 消除对中心化交易所和预言机的依赖，降低对手方风险和系统性风险。
• 通过保证金合约机制支持杠杆和空头头寸。
• 利用循环再平衡实现闪电网络上的互换期权头寸高效路由与取消。
• 提供一种仅使用HTLCs和时间锁定交易的实用、轻量级跨区块链衍生品解决方案。

提出的方法

• 通过哈希时间锁合约（HTLCs）扩展原子互换，以支持不同区块链之间的期权式结算。
• 引入保证金合约，允许用户仅存入本金的一部分，从而实现杠杆和空头头寸。
• 使用相同的密钥和时间锁，通过循环资金流实现成对互换期权的取消，最大限度减少资金锁定和结算成本。
• 将原子互换期权机制应用于闪电网络，实现长期衍生品合约的链下路由。
• 采用基于时间戳的时间锁而非区块高度，以确保在异构区块链之间实现可预测的到期排序。
• 设计协议时兼容非图灵完备的区块链，仅需支持HTLC和通用哈希函数。

实验结果

研究问题

• RQ1 是否可以以无信任、去中心化的方式在不同区块链之间创建期权合约，而无需依赖预言机？
• RQ2 在跨区块链衍生品中，如何实现保证金和杠杆，同时保持无信任性并最小化对手方风险？
• RQ3 哪些机制能够实现在闪电网络等支付通道网络中互换期权头寸的高效取消与重路由？
• RQ4 长期跨区块链合约如何影响网络流动性、结算顺序和经济激励？
• RQ5 在实际部署中，原子互换期权存在哪些风险和局限性，尤其是在协议规则变更或市场操纵的情况下？

主要发现

• 仅使用HTLCs和时间锁定交易即可实现原子互换期权，无需图灵完备的区块链或预言机。
• 通过使用相同的密钥和时间锁，可借助循环再平衡实现成对互换期权的取消，从而减少资金锁定和结算成本。
• 保证金合约通过仅要求部分存款，实现杠杆和空头头寸，提供类似期货的敞口。
• 在闪电网络上路由原子互换期权是可行的，但长路径会因累积的时间价值和流动性约束而增加对手方风险和交易成本。
• 若大量保证金到期的互换期权在时间上高度集中，协议可能面临操纵风险，协调中介可能引发逼空行情。
• 与区块高度相比，基于时间戳的时间锁更优，因为不同区块链的区块生成时间不可预测。