O status quo e o impacto futuro da arbitragem atômica e da arbitragem CeFi-DeFi

Texto original de: notion compilado por: Lynn, MarsBit

Resumo

  • Para a mesma oportunidade, mais valor pode ser extraído através da arbitragem CeFi-DeFi (EV_signal) do que da arbitragem atômica (EV_ordering). Se a arbitragem é realizada como uma estratégia de estilo EV_signal ou EV_ordering depende do custo de assumir o risco.
  • No primeiro trimestre de 2023, 60% das oportunidades de arbitragem são capturadas pelas estratégias CeFi-DeFi.
  • Para tokens altamente líquidos (ou seja, baixo custo de tomada de risco), EV_signal domina, enquanto para tokens de baixa liquidez EV_ordering domina.
  • Em muitos casos, a atomicidade é menos importante que a fluidez. O futuro da arbitragem entre cadeias não será a execução atômica livre de riscos (por exemplo, cadeia <> cadeia), mas uma execução estatística economicamente eficiente (por exemplo, cadeia <> CEX).

Introdução

Este trabalho é uma extensão de "A New Game in Town", onde apresentamos EV_signal e EV_ordering. A diferença entre esses dois valores extraíveis (EV) é a informação (aka α). EV_signal requer superioridade de informação para capturar valor, enquanto EV_ordering não. Neste artigo, introduzimos o conceito de risco na equação MEV. Em teoria, um trader que assume riscos pode extrair mais valor de uma oportunidade do que um trader sem riscos.

Examinamos a teoria e a estrutura de mercado por trás do EV_signal e do EV_ordering em relação às oportunidades de arbitragem. Mais especificamente, estudamos a arbitragem atômica e a arbitragem CeFi-DeFi - subconjuntos de EV_ordering e EV_signal, respectivamente - e demonstramos que a arbitragem atômica é isenta de riscos, enquanto a arbitragem CeFi-DeFi requer riscos. Nós os comparamos em termos de estrutura teórica e implementação e, em seguida, usamos essas descobertas para fazer previsões sobre o futuro das transações on-chain.

Este artigo está dividido em quatro seções principais:

  • Primeiro, definimos arbitragem atômica e arbitragem CeFi-DeFi e exploramos as condições sob as quais elas podem ser executadas na cadeia. *Segundo, nós os comparamos teoricamente e examinamos sob quais condições um pode prevalecer sobre o outro.
  • Em terceiro lugar, medimos a atividade de arbitragem on-chain e comparamos empiricamente seus tamanhos de mercado.
  • Finalmente, usamos essas experiências para fazer previsões sobre o futuro.

Tipos de arbitragem

Arbitragem refere-se à negociação de diferenças de preço entre diferentes locais de negociação, de modo que os preços possam ser equilibrados e os lucros possam ser realizados. Na sua forma mais simples, envolve comprar um ativo em um local de negociação de preço mais baixo e vendê-lo em um de preço mais alto, ou vice-versa. Nas criptomoedas, existem milhares de tokens e centenas de locais de negociação (tanto on-chain quanto off-chain). Qualquer desalinhamento de preço entre eles pode criar uma oportunidade de arbitragem.

Arbitragem Atômica

A arbitragem atômica foi uma das primeiras oportunidades de MEV que vimos na natureza. O exemplo mais simples de arbitragem atômica é quando um par de negociação é listado em vários DEXs a preços diferentes. O diagrama abaixo mostra como uma estratégia de arbitragem atômica negocia em duas DEXs on-chain até que os preços estejam equilibrados.

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(Esquerda) Os preços das três exchanges Binance, Uniswap e SushiSwap estão em equilíbrio. (Meio) Um pedido de usuário move o preço do Uniswap dramaticamente. (Direita) Uma arbitragem atômica (back-run) traz o preço do DEX de volta ao equilíbrio.

Executar arbitragem atômica

A arbitragem atômica é realizada em um único evento isolado - daí o nome. Todas as partes da transação são executadas ou nenhuma é executada. A arbitragem acontece instantaneamente e o trader não mantém nenhum estoque entre as duas pernas da negociação, tornando essa estratégia livre de riscos na cobertura de estoque. Além disso, a infraestrutura do buscador fora da cadeia (leilão de Flashbots sob PoW e RPC privado para construtores de blocos sob PoS) garante proteção contra retrocesso; ou seja, transações com falha não chegam à cadeia, representando custo zero para o comerciante. Pelas duas razões acima, esta estratégia é teoricamente livre de riscos e tem uma baixa barreira à entrada.

Como essas transações são isentas de risco (na rede principal) e têm baixa barreira à entrada, a execução é competitiva. No MEV-Boost, o buscador que dá mais dicas para o construtor de blocos é incluído na submissão do construtor de blocos, e o construtor de blocos que dá mais dicas para os validadores ganha o bloco. Atualmente, 91-99% do valor extraível é enviado para validadores por pesquisadores vencedores.

As oportunidades de arbitragem atômica tornam-se mais complexas quando adicionamos mais DEXs e tokens à imagem. Por exemplo, uma rota pode envolver mais de dois pares de negociação ou dois tokens. Mas a ideia central é a mesma: os preços em vários locais de DEX estão desalinhados, fornecendo aos arbitradores uma oportunidade de negociação atômica e lucrativa até que os preços converjam.

Arbitragem CeFi-DeFi

As oportunidades de arbitragem CeFi-DeFi surgem quando os preços dos ativos on-chain se desviam de seu valor justo. Em termos mais simples, o valor justo é a melhor estimativa atual para avaliar um ativo. O local de negociação cujo preço está mais próximo do valor justo é conhecido como local de descoberta de preço (esse local muda periodicamente). Nas criptomoedas, o valor justo pode ser estimado usando os preços dos locais de negociação mais líquidos ou volumosos; são as bolsas centralizadas (CeFi); portanto, essa estratégia é chamada de CeFi-DeFi. O diagrama abaixo demonstra como a arbitragem CeFi-DeFi leva à paridade entre o preço on-chain e o valor justo (ou seja, preço médio da Binance).

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(Esquerda) Os preços das três exchanges Binance, Uniswap e SushiSwap estão em equilíbrio. (Meio) Um pedido de usuário aumentou substancialmente o preço do Uniswap. (Direita) A arbitragem CeFi-DeFi traz os preços de volta aos preços CeFi.

A arbitragem CeFi-DeFi é possível quando os preços on-chain se movem devido a grandes transações, ou quando os preços off-chain se movem enquanto os preços on-chain permanecem estagnados (por exemplo, os preços off-chain se movem entre os blocos).

Executar arbitragem CeFi-DeFi

A forma mais simples de arbitragem CeFi-DeFi é conduzir transações de duas pernas em dois locais diferentes. Negocie em uma perna até que o preço na cadeia atinja o valor justo. Se esta negociação for bem-sucedida, a segunda perna cobre a posição acumulada em outra bolsa (geralmente) fora da cadeia. A arbitragem CeFi-DeFi não é atômica e, portanto, envolve vários riscos e barreiras significativas à entrada:

  1. Riscos:
  2. **Risco de estoque: **O estoque gerado pela primeira transação deve ser armazenado até que seja coberto pela segunda transação. Um hedger sofisticado pode sair da posição resultante ao longo do tempo, fazendo com que os traders não mantenham o estoque por muito tempo. Manter tokens ilíquidos é inerentemente arriscado, pois eles são mais voláteis. Os provedores de liquidez CEX também podem ver que as negociações DEX chegaram e movem suas cotações em antecipação a esse fluxo.
  3. **Risco de inclusão: **Se vários traders competirem pela mesma oportunidade, é possível que a perna on-chain de um trader não seja incluída. Portanto, as estratégias de hedge off-chain dos traders precisam considerar a não inclusão da parte on-chain. Esse problema é agravado pelo rebalanceamento on-chain, que restaura transações confirmadas historicamente.
  4. **Seleção adversa: **Se um arbitrador CeFi-DeFi negociar na cadeia, ele superará todos os negócios dos outros arbitradores, indicando que pode superestimar o tamanho da oportunidade (ou seja, seleção adversa/maldição do vencedor ). Por outro lado, um arbitrador atômico sempre fica feliz em conseguir seus negócios porque os lucros são livres de riscos.
  5. Barreiras à entrada:
  6. ** Gerenciamento de inventário: ** É importante que os arbitradores estatísticos tenham um inventário de tokens em locais on-chain e off-chain. Ao lidar com tokens ilíquidos, o custo de aquisição de tokens e o risco de mantê-los podem superar o tamanho total da oportunidade. O estoque em vários locais também precisa ser reequilibrado em preparação para as próximas transações e gerenciado de acordo com a posição cumulativa das pernas de receita, o que cria custos operacionais adicionais.
  7. ** Latência: ** A latência é muito importante porque os traders precisam saber o valor justo imediatamente antes de um bloco ser proposto. Isso significa que todo o caminho - do CEX ao sistema de transação, à retransmissão de pacote, ao construtor de bloco, à retransmissão de bloco e ao validador - precisa ser otimizado.
  8. ** Altas exigências de capital: ** Um trader de arbitragem CeFi-DeFi bem-sucedido precisa de capital alto e taxas baixas em locais fora da cadeia. Em vez disso, para obter uma arbitragem atômica bem-sucedida, um comerciante só precisa de um contrato inteligente funcional e de uma boa estratégia de licitação (já que o capital comercial real pode ser obtido por meio de empréstimos instantâneos).

Como a arbitragem CeFi-DeFi é arriscada com altas barreiras à entrada, atualmente 35-77% do valor extraível esperado é enviado aos validadores pelos pesquisadores vencedores.

Arbitragem atômica e arbitragem CeFi-DeFi

A principal diferença entre arbitragem atômica e arbitragem CeFi-DeFi é o conceito de valor justo. Isso significa que, em teoria, a participação de mercado da arbitragem CeFi-DeFi será maior pelos seguintes motivos:

  1. Se o valor justo de um ativo mudar, mas o preço na cadeia não mudar (por exemplo, entre dois blocos), essa oportunidade só poderá ser aproveitada pela arbitragem CeFi-DeFi.
  2. Se o preço mudar na cadeia (por exemplo, por meio de uma transação do usuário), a arbitragem CeFi-DeFi tem um EV mais alto do que a arbitragem atômica devido aos custos de cobertura mais baixos.

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O gráfico à esquerda mostra o estado do preço após a arbitragem atômica; observe a diferença entre os preços on-chain e off-chain. O gráfico à direita mostra o estado do preço após a arbitragem CeFi-DeFi; observe que todos os três preços retornaram ao equilíbrio.

Vamos estender a segunda afirmação considerando dois locais de negociação onde os preços foram desalinhados. Uma negociação de arbitragem que procura explorar essa diferença pode ser dividida fundamentalmente em: (1) uma perna de receita, que é negociada até que o deslocamento de preço seja fechado (permitindo algumas margens e taxas de transação); (2) uma perna de cobertura, que sai Uma posição acumulada em uma perna de renda. Essa estrutura para descrever pernas de arbitragem pode ser estendida para negociações com mais de duas pernas, mantendo as mesmas propriedades.

A arbitragem atômica envolve o trader saindo de toda a posição acumulada na parte de receita em uma execução, sem contabilizar derrapagem ou outros custos de execução; essa abordagem resulta em um PnL esperado significativamente negativo na parte coberta. Em contraste, na arbitragem CeFi-DeFi e na execução EV_signal de forma mais ampla, cada perna da arbitragem é avaliada e executada independentemente do valor justo, permitindo que o arbitrador saia totalmente da perna de cobertura por um período de tempo. No entanto, essa estratégia apresenta os riscos e custos discutidos acima, ou seja, aquisição de estoque e riscos de gerenciamento associados a tokens ilíquidos. Assim, observamos empiricamente o custo desse risco, com os arbitradores CeFi-DeFi oferecendo cerca de 35-77% da parcela da receita aos validadores e os arbitradores atômicos oferecendo 90-99% da receita.

Embora a manutenção do risco pós-negociação e a manutenção do estoque de transações apresentem complexidade às transações, a arbitragem CeFi-DeFi permite que as pessoas obtenham mais receita porque podem negociar com precisão os deslocamentos para o equilíbrio e proteger porções de receita de forma barata.

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Evidência empírica

Para apoiar as conclusões acima, examinamos alguns exemplos de arbitragem atômica e avaliamos o desempenho deles no contexto da arbitragem CeFi-DeFi. Para isso, simulamos a receita esperada de hedgers de arbitragem em um local centralizado.

  1. Arbitragem de Token de Alta Liquidez

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No bloco 16820372, um usuário enviou um grande número de transações SNX por meio do FlashWallet, deslocando o preço no SushiSwap de $ 531.285 para $ 545.292. O SNX tem um valor justo de $ 533.488 na Binance.

  1. Um arbitrador atômico aproveita essa diferença para negociar, ganhando $ 21,55 na parte da receita e pagando $ 5,76 em custos de hedge.
  2. Se simularmos a mesma oportunidade através do CeFi-DeFi, o trader extrai mais valor através da parte do rendimento - $22,49, e então faz o hedge com custo efetivo quase zero. Tokens altamente líquidos, como SNX, têm custos de cobertura quase zero com um volume de negociação de 1,4WETH.

O resultado da arbitragem atômica é $ 15,79 de receita (excluindo gás), enquanto o resultado do EV_signal é $ 22,49 de receita (excluindo gás), nesta transação. O comércio EV_signal tem um grande buffer de lucro, já que os arbitradores oferecem 91-99% desse comércio para construtores, em comparação com 35-77% para o comércio EV_signal.

  1. Arbitragem de tokens ilíquidos

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Em seguida, analisamos uma arbitragem de duas pernas envolvendo um token ilíquido (token DSLA classificado em 758 por valor de mercado).

  1. Para arbitradores atômicos, a primeira perna aqui não é apenas uma perna de cobertura, mas também responsável pela aquisição de estoque. Esse é um padrão comum, em que é improvável que os arbitradores mantenham ativos de cauda longa, portanto, o estoque deve ser adquirido para executar as pernas de receita - geralmente a preços caros. A transação envolveu um componente de cobertura de US$ 5,39 seguido por um componente de receita de US$ 10,58. A parte de cobertura aqui é cara, custando mais de 50% da receita, tornando este comércio um candidato principal para a execução do estilo EV_signal.
  2. Se simularmos a mesma oportunidade na estrutura EV_signal, a renda do arbitrador aumenta para $ 14,66. No entanto, os arbitradores devem manter o estoque DSLA na cadeia antes de executar a transação, o que aumenta o risco de estoque da transação; portanto, eles têm requisitos maiores para a margem de lucro da transação e o lance é menor que o do EV_ordering transação.

No entanto, devido ao valor nocional relativamente pequeno da transação DSLA, este ainda é um caso convincente para a execução de EV_signal.

Status de arbitragem de hoje

A arbitragem CeFi-DeFi teoricamente pode extrair mais valor do que a arbitragem atômica. Empiricamente, descobrimos que 60% das oportunidades (por receita) são executadas via arbitragem CeFi-DeFi. Além disso, os dados mostram que a arbitragem atômica domina quando:

  1. O local de negociação principal (liquidez, descoberta de preços) é on-chain, ou
  2. O custo de cobertura (assunção de risco) é significativamente maior do que fora da cadeia.

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Uma comparação da arbitragem Atomic e CeFI-DeFi Q1 2023. A CeFi-DeFi gerou US$ 37,8 milhões no primeiro trimestre de 2023, enquanto a Atomic Strategies gerou US$ 25 milhões. 91-99% da receita da arbitragem atômica é paga aos validadores, enquanto apenas 37-77% da receita do CeFi-DeFi é paga aos validadores. A fonte para transações atômicas é EigenPhi.

Embora o tamanho do mercado de arbitragem atômica seja bem pesquisado e fácil de estimar, fazer o mesmo para a arbitragem CeFi-DeFi é mais sutil. Primeiro, um conjunto de dados é coletado contendo todas as trocas com to_addr' correspondentes a buscadores conhecidos. Posteriormente, as trocas identificadas como arbitragem atômica (ou relacionadas a ataques sanduíche) foram filtradas usando os dados do EigenPhi. Por fim, a receita por negociação é determinada pelo cálculo do markup instantâneo em relação ao preço médio da bolsa centralizada (o preço médio usado é derivado do local mais líquido para um determinado token). Observamos que nossa cobertura de swaps não é exaustiva (aproximadamente 80% de cobertura), portanto, nossas estimativas são limites inferiores conservadores.

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95% das oportunidades de arbitragem atômica são executadas em tokens ilíquidos, ou seja, a arbitragem inclui pelo menos um token ilíquido. 91% das oportunidades CeFi-DeFi são executadas em tokens altamente líquidos, ou seja, todos os tokens na arbitragem são altamente líquidos.

Vemos uma relação clara entre a liquidez dos tokens negociados e o tipo de arbitragem. Especificamente, descobrimos que a arbitragem CeFi-DeFi é predominantemente transações envolvendo tokens altamente líquidos (definimos tokens altamente líquidos como os 100 principais tokens por capitalização de mercado) e vice-versa. Essa relação sugere que o local de descoberta de preço para tokens ilíquidos é de fato na cadeia, enquanto os custos de cobertura fora da cadeia são significativamente maiores.

Nesta análise, excluímos dias durante a greve do USDC, pois foi um evento anômalo. Durante esse período, a receita da Atomic Arbitrage ficou um pouco mais próxima de US$ 10 milhões, enquanto a receita da CeFi-DeFi foi de cerca de US$ 2,8 milhões. Essa divergência explica o fato de que o custo de hedge (assumir riscos) aumentou significativamente durante esse período, resultando em oportunidades reduzidas. Dito isso, os arbitradores CeFi-DeFi são forçados a considerar o risco de estoque associado ao USDC durante o período de redução de estoque e reduzir suas operações de acordo.

Conclusão e implicações futuras

Neste post, descrevemos e analisamos as oportunidades de arbitragem nas estruturas EV_orderering e EV_signal. Dissecamos e isolamos a noção de risco e mostramos como, em geral, executar transações EV_orderering com EV_signal aumenta o PnL esperado. No entanto, os riscos de aquisição e gerenciamento de estoque limitam a execução do tipo EV_signal para tokens ilíquidos. Esta conclusão é empiricamente apoiada por nossa observação de que tokens ilíquidos são extremamente prevalentes na arbitragem atômica, enquanto a arbitragem CeFi-DeFi é dominada por tokens altamente líquidos. Com base nesses resultados, propomos as seguintes implicações para o futuro da indústria:

O futuro da arbitragem de criptomoedas

À medida que os buscadores continuam a ganhar complexidade off-chain e a liquidez off-chain continua a dominar a liquidez on-chain, mais arbitragem será capturada por meio do CeFi-DeFi. Embora choques temporários de curto prazo (como solvência CEX e incertezas de liquidez) aumentem temporariamente o custo da assunção de riscos, favorecendo assim a arbitragem atômica, acreditamos que a tendência de longo prazo será EV_signal > EV_ordering. Além disso, notamos que esta análise não leva em consideração os ataques de mezanino. Com o aumento de OFA e transações baseadas em *'intenção'*, a proporção de sanduíches on-chain e outras estratégias de ponta será reduzida e transformada em oportunidades de arbitragem reversa, aumentando a participação geral na receita de Atomic e CeFi- Estratégias DeFi.

O futuro da construção e pesquisa de blocos

Os construtores de blocos otimizarão conexões de baixa latência para trocas e retransmissões de blocos para um estado off-chain mais preciso antes das propostas de blocos. À medida que a negociação de estilo EV_signal se torna mais competitiva, a pesquisa precisará desenvolver modelos preditivos de valor justo (alfa) além do preço mediano em trocas líquidas. Observamos isso com alguns Buscadores fazendo lances por espaço de bloco com base no valor justo previsto.

O futuro da arbitragem entre cadeias

Esta análise também tem paralelos no contexto de transações cross-chain. Especificamente, acreditamos que as preocupações sobre os validadores que propõem blocos em várias cadeias simultaneamente são exageradas, uma vez que o MEV de cadeia cruzada pode ser retirado atomicamente. Em muitos casos, a atomicidade é menos importante que a fluidez.

Em um mundo onde a atomicidade das transações cross-chain agrupadas é garantida, a arbitragem de tokens altamente líquidos continuará a ser executada em um estilo EV_signal econômico. Mesmo para tokens negociados inteiramente na cadeia, atores bem capitalizados estão dispostos a manter capital em várias cadeias e executar arbitragem estatisticamente, em vez de pagar pela execução atômica garantida de várias cadeias.

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