a16z Crypto: Четыре ключевых способности блокчейна для перехода к финансовой инфраструктуре

Автор：a16z Crypto

Составил: Цзя Хуань, ChainCatcher

Финансы — одно из самых очевидных приложений блокчейна и одно из тех, где требования к инфраструктуре наиболее высоки. Когда люди обсуждают финансовые применения блокчейна, они часто упоминают одно из его преимуществ: возможность интеграции активов, записей о праве собственности и правил исполнения в общую систему, не контролируемую каким-либо единственным контрагентом. Но это не означает, что блокчейн изначально способен справиться с огромным масштабом и сложными требованиями глобальных финансовых рынков.

На протяжении многих лет обсуждения о том, обладает ли блокчейн условиями для масштабного применения, в основном сосредоточены на стоимости и пропускной способности. Пропускная способность — это количество транзакций, которые цепочка может обрабатывать в секунду; если финансовое приложение не обладает достаточной мощностью обработки, говорить о масштабном внедрении не имеет смысла. Однако с уменьшением разрыва в пропускной способности между многими официально работающими системами акцент обсуждения также начал меняться.

С началом выполнения транзакций на цепочке финансовыми учреждениями и выпуском стейблкоинов и токенизированных активов им необходимо оценить, могут ли эти сети удовлетворить требованиям реальных финансовых рынков. Это включает не только стабильный и надежный доступ к транзакциям и предсказуемые правила обработки транзакций, но и способность решать, какая чувствительная информация будет раскрыта и когда. Даже в случае сетевых перегрузок, сбоев системы или атак эти гарантии не должны утрачивать свою силу.

Дизайнеры блокчейна на протяжении многих лет работают над решением этих проблем. В этой статье будет обсуждено, какие проблемы уже были решены, какие еще остаются нерешенными и почему современные блокчейны более способны поддерживать финансовые рынки, чем когда-либо прежде.

Предсказуемость: гарантировать, что транзакции будут включены и упорядочены по правилам

На протяжении многих лет пропускная способность оставалась самым очевидным узким местом блокчейна. Основные проблемы, такие как недостаточная мощность обработки, сетевые перегрузки и высокие затраты, сделали невозможным внедрение многих реальных финансовых сценариев. Без достаточной мощности обработки, как только активность в сети увеличивается, такие обычные операции, как размещение или обновление заказов, становятся дорогостоящими и нестабильными.

В последние годы, особенно в ходе последнего обновления инфраструктуры, это ограничение стало значительно ослаблено. За пять лет общая пропускная способность блокчейнов в отрасли увеличилась более чем в 100 раз, и некоторые уже официально работающие блокчейн-системы теперь могут обрабатывать десятки тысяч транзакций в секунду. Это лишь начало; с продвижением стресс-тестов и внедрением новых архитектур это число может продолжать расти.

Но новая проблема заключается в том, что сама пропускная способность не может объяснить, когда именно транзакция будет включена в блок. Именно это и является проблемой, которую необходимо решить с помощью предсказуемости.

На финансовых рынках множество операций действуют только в определенные временные окна, поэтому транзакции должны быть вовремя включены в блок и обработаны в соответствии с правилами, заранее известными участникам. Для повседневных платежей секунда неопределенности может быть несущественной; но на финансовом рынке даже миллисекундная неопределенность может подорвать доверие участников к торговой площадке.

Например, в случае с онлайновой книгой заказов, если команда трейдера на отмену заказа не сработала вовремя, другие могут заключить сделку по уже недействительной цене. Маркет-мейкеры учитывают этот риск в своих котировках, расширяя спред, чтобы защитить себя, в конечном итоге заставляя всех участников сталкиваться с худшими ценами исполнения.

Иными словами, предсказуемость требует двух видов гарантий: во-первых, гарантии того, что транзакция может быть вовремя включена, то есть антикоррупционной; во-вторых, гарантии четкого порядка транзакций.

Устойчивость: обеспечить надежную подачу транзакций участниками

Даже если правила сортировки разработаны достаточно хорошо, что произойдет, если какой-то единый субъект все равно сможет контролировать, кто может подавать и исполнять транзакции? Представьте, если бы Нью-Йоркская фондовая биржа каждую секунду случайным образом выбирала один узел из глобально участвующих в ставках, контролируя все транзакции, входящие на рынок. Очевидно, что эти узлы получат огромную власть над исполнением сделок.

Сортировка транзакций определяет порядок, в котором заказ попадает в блок, а устойчивость сосредоточена на более раннем этапе: могут ли участники вообще подавать заказы? Должны ли они полагаться на какой-то единственный вход или оператора, так что решение последнего может повлиять на цену, риск или результат сделки?

Поэтому разработчики блокчейна ищут более сильные гарантии, смещая акцент с "транзакция в конечном итоге будет включена" на "может ли транзакция быть вовремя включена". Цель состоит в том, чтобы, как только действительная транзакция поступает в сеть, она должна быть немедленно включена, а не просто получать обещание "скоро будет обработана". Это гораздо строже, чем "транзакция в конечном итоге будет обработана", и именно такая определенность нужна финансовым рынкам.

Исследователи a16z Crypto предложили концепцию и метод измерения сильного качества цепи (Strong Chain Quality), основная идея которой заключается в том, чтобы возможность участников попасть в следующий раунд исполнения больше не зависела от единственной очереди, контролируемой каким-либо оператором. В частности, блокчейн может зарезервировать часть пространства в каждом блоке для обработки транзакций, поданных через другие пути сети, предоставляя несколько входных каналов для действительных транзакций, тем самым уменьшая контроль единственного оператора над тем, какие транзакции будут обрабатываться в первую очередь.

Цель состоит в том, чтобы блок-пространство стало общей инфраструктурой с несколькими входами, а не очередью, контролируемой единым субъектом. Это требует более сложного проектирования протоколов, чем те, которые в настоящее время работают, но увеличение сложности может быть оправданным: даже при огромном давлении на сеть участники могут быть уверены, что их транзакции будут обрабатываться нормально.

Сортировка: позволить рынку предсказывать порядок транзакций

Предсказуемость также зависит от того, как торговая площадка определяет порядок транзакций. После того как транзакции попадают в состояние ожидания обработки, рынку нужны четкие правила сортировки.

На многих блокчейнах транзакции обычно не завершаются по одной, а сначала собираются в пакеты, то есть "блоки", которые затем записываются в книгу блоков строителем блока или предложителем. В современных системах строители блоков или предложители могут в значительной степени решать, какие транзакции будут включены и как будет упорядочен порядок транзакций. Этот дизайн предназначен для упрощения протокола и может быть приемлем для некоторых приложений. Но на финансовом рынке порядок транзакций напрямую определяет, кто получит приоритет, по какой цене будет заключена сделка и будет ли процесс исполнения справедливым.

Более того, если одна сторона контролирует следующий блок, она может увидеть транзакции раньше других и предпринять действия. На крипторынке это обычно называется MEV, то есть ценность, полученная за счет включения, исключения или переупорядочивания транзакций в блок, помимо обычного вознаграждения за блок.

При объяснении MEV часто приводят пример "сандвич-атаки": трейдер видит ожидаемую транзакцию, сначала заключает сделку до нее и поднимает цену, а затем сразу завершает другую сделку после ее исполнения, получая прибыль от изменения цены. Для институционального рынка проблема более прямая: кто контролирует поток заказов, тот может действовать раньше других участников, используя эту информацию для принятия решений.

Это очень похоже на недостатки существующей структуры финансовых рынков. На традиционных рынках централизованные посредники могут получать прибыль благодаря привилегии первоочередного доступа к потокам заказов и намерениям сделок. Если онлайновый рынок не сможет предоставить надежные гарантии сортировки и правил исполнения транзакций, это может вновь создать ту же информационную асимметрию.

Дизайнеры протоколов блокчейна исследуют более четкие правила сортировки, в основном включая детерминированные правила на основе приоритетных сборов, а также правила, установленные конкретной торговой площадкой в зависимости от ее применения. Конкретные механизмы все еще являются активной областью исследований, но их основные принципы не чужды традиционным финансам: участники рынка должны иметь возможность точно предсказать, как будут сортироваться и исполняться их транзакции, аналогично принципам приоритета цены и времени, используемым на традиционных торговых площадках.

Включение транзакций и сортировка должны работать совместно. Если ставка на аукцион или сделка по клирингу выбирается с выборочным задержкой до того, как она попадает в этап сортировки, то даже самые справедливые правила сортировки не помогут. Точно так же, если участники не могут определить, как их транзакции будут обрабатываться после включения, то сама возможность своевременного включения теряет смысл.

Высокая пропускная способность делает возможным онлайновые финансы; только предсказуемое включение транзакций и четкие правила сортировки могут гарантировать, что они действительно будут доступны в условиях временной чувствительности и давления на рынок.

Конфиденциальность: защита намерений транзакций до исполнения

Транзакция может раскрыть информацию, которой располагают участники, или их намерения на следующий шаг. Например, объем и направление заказа могут показать, накапливает ли фонд активы или сокращает их. Если эта информация станет известна до полного исполнения заказа, другие трейдеры могут опередить и повлиять на цену.

Это особенно важно в онлайновой среде, поскольку многие блокчейны публикуют ожидаемые транзакции до их окончательного подтверждения. Поэтому, даже если информация после исполнения не может быть полностью конфиденциальной, финансовые рынки все равно нуждаются в защите конфиденциальности до исполнения.

Цель современных дизайнеров протоколов состоит в том, чтобы на этапе, когда информация о транзакции все еще может быть использована другими, сохранить ее конкретное содержание в секрете, одновременно поддерживая более разнообразные режимы конфиденциальности после исполнения транзакции. После завершения транзакции правила раскрытия информации могут измениться: открытый рынок может публиковать полные записи, в то время как банки могут раскрывать соответствующие записи только контрагентам и регулирующим органам. Даже если невозможно увидеть все детали, другие должны иметь возможность проверить, соблюдаются ли правила транзакции.

Для этого дизайнеры протоколов исследуют различные типы криптографических технологий, такие как шифрование с временной блокировкой (timelock encryption) и шифрование с порогом (threshold encryption). Эти технологии могут скрывать содержание транзакции до истечения установленного срока или до тех пор, пока комитет не подтвердит, что транзакция заняла свое место в блоке. Таким образом, даже если рынок увидит эту транзакцию, она уже не сможет быть опередена.

Рынок может оставаться прозрачным, но не обязательно позволять каждому участнику в реальном времени видеть заказы других, которые еще не были исполнены. Онлайновые финансы также должны провести эту грань: после исполнения они могут быть проверены, но до исполнения остаются конфиденциальными.

Если блокчейн должен стать основной финансовой инфраструктурой, он должен быть способен поддерживать рынок, которому участники могут доверять.

Пропускная способность — это только первое испытание. Без достаточной мощности обработки онлайновые финансы не смогут выйти за пределы нишевых приложений; но когда скорость уже стала базовой способностью, настоящая сложность заключается в том, сможет ли блокчейн соответствовать требованиям финансовых учреждений к рыночной инфраструктуре, включая предсказуемое исполнение транзакций, четкие и недвусмысленные правила приоритета, стабильный и устойчивый доступ к транзакциям, а также защиту информации до исполнения транзакции без ущерба для прозрачности после исполнения.