Защита DeFi-протоколов: Стратегии перебалансировки для автоматических маркет-мейкеров

Автор: Денис Аветисян

Новое исследование предлагает эффективные методы защиты децентрализованных финансовых систем от арбитражных атак за счет интеллектуальной перебалансировки ликвидности.

"Покупай на слухах, продавай на новостях". А потом сиди с акциями никому не известной биотех-компании. Здесь мы про скучный, но рабочий фундаментал.

Бесплатный Телеграм канал

Работа доказывает парето-эффективность арбитражно-устойчивых конфигураций для маркет-мейкеров постоянной функции, достижимых с помощью методов выпуклой оптимизации.

Несмотря на растущую популярность автоматизированных маркет-мейкеров (AMM) в децентрализованных финансах, проблема утечки ликвидности из-за арбитражных операций остается актуальной. В статье ‘Defensive Rebalancing for Automated Market Makers’ предложен и проанализирован механизм защитного ребалансирования, позволяющий предотвратить эту утечку путем прямого перераспределения активов между пулами CFMM. Доказано, что переход к арбитражно-устойчивой конфигурации возможен посредством ребалансировки, повышающей ликвидность одних CFMM без снижения ликвидности других, при этом такая конфигурация эквивалентна парето-оптимальности. Возможно ли разработать на этой основе AMM-протоколы, способные проактивно защищать поставщиков ликвидности от арбитража и обеспечить устойчивое развитие DeFi-экосистемы?

Стремление к Простоте: Эволюция Автоматических Маркет-Мейкеров

Традиционные методы обеспечения ликвидности на финансовых рынках, основанные на использовании книг ордеров и лимитных заявок, неизбежно порождают значительную сложность в организации торговли. Каждая сделка требует сопоставления покупателя и продавца, что увеличивает время исполнения и создает возможности для злоупотреблений, в частности, практики, известной как «front-running» — когда маркет-мейкер использует информацию о предстоящих крупных ордерах для собственной выгоды, опережая клиентов. Этот процесс требует постоянного мониторинга рынка и сложного алгоритмического управления ордерами, что влечет за собой высокие операционные издержки и риск ошибок. В результате, традиционная модель маркет-мейкинга подвержена неэффективности и может создавать неравные условия для участников рынка, побуждая к поиску альтернативных решений.

Постоянно-функциональные автоматические маркет-мейкеры (CFMM) представляют собой инновационный подход к определению цен и совершению сделок, отказавшись от традиционных книг ордеров. В основе CFMM лежит математическая функция, которая связывает объемы различных токенов в пуле ликвидности. Эта функция, например, $x <i> y = k$ , где x и y — количества токенов в пуле, а k* — константа, обеспечивает автоматическое определение цены актива в зависимости от спроса и предложения. Когда трейдер покупает один токен, его количество в пуле уменьшается, а количество другого токена увеличивается, что приводит к изменению цены в соответствии с функцией. Такой механизм позволяет осуществлять сделки без участия посредников и обеспечивает постоянную ликвидность, хотя и сопряжен с определенными рисками, такими как непостоянные убытки.

Автоматизированные маркет-мейкеры постоянной функции (CFMM) функционируют благодаря пулам ликвидности — резервам токенов, предоставляемых пользователями, что позволяет осуществлять децентрализованные торги без участия посредников. Данная модель, хотя и устраняет необходимость в традиционных маркет-мейкерах, сопряжена с рядом сложностей. К ним относятся непостоянные потери (impermanent loss), возникающие из-за колебаний цен активов в пуле, а также риски, связанные с недостаточной ликвидностью, что может приводить к проскальзыванию при крупных сделках. Кроме того, эффективность пулов ликвидности напрямую зависит от грамотного выбора активов и поддержания достаточного уровня капитала, что требует от пользователей активного управления и понимания принципов работы $x \cdot y = k$ , определяющих ценообразование в подобных системах. Таким образом, несмотря на инновационный подход, CFMM требуют внимательного анализа и осознания сопутствующих рисков для обеспечения стабильной и эффективной торговли.

Неизбежность Арбитража и Балансировки

Поскольку CFMM (Constant Function Market Makers) функционируют на различных биржах, неизбежно возникают расхождения в ценах на одни и те же активы. Это связано с различиями в объеме торгов, ликвидности и спросе на каждой конкретной площадке. Данные ценовые дисперсии создают возможности для арбитража — процесса, при котором трейдеры одновременно покупают актив на одной бирже по низкой цене и продают его на другой по более высокой, получая гарантированную прибыль. Размер потенциальной прибыли определяется величиной ценовой разницы и комиссиями бирж, что стимулирует арбитражеров к оперативным действиям, направленным на выравнивание цен и использование временных неэффективностей рынка.

Арбитражеры, используя разницу в ценах на различные централизованные финансовые маркет-мейкеры (CFMM), получают безрисковую прибыль. Этот процесс заключается в покупке актива на бирже с более низкой ценой и одновременной продаже на бирже с более высокой ценой. Действия арбитражеров оказывают существенное влияние на ликвидность CFMM, поскольку они перераспределяют активы между платформами. Кроме того, арбитраж способствует выравниванию цен, уменьшая ценовые дисперсии между CFMM и приближая цены к общему рыночному равновесию. В результате, чем активнее арбитраж, тем выше эффективность и согласованность цен внутри экосистемы CFMM.

Для противодействия арбитражу и поддержания эффективности, необходим процесс ребалансировки — стратегический перенос токенов между различными CFMM (Constant Function Market Makers). Ребалансировка заключается в перемещении активов таким образом, чтобы выровнять обменные курсы между пулами ликвидности на разных платформах. Этот процесс позволяет снизить возможности для арбитражных сделок, поскольку разница в ценах между CFMM уменьшается. Эффективная ребалансировка требует постоянного мониторинга цен и объемов торгов на различных биржах, а также оперативного реагирования на возникающие ценовые отклонения, обеспечивая тем самым более стабильную и предсказуемую работу системы.

Оптимизация Балансировки для Максимальной Эффективности

Различные архитектуры автоматических маркет-мейкеров (AMM), такие как Активные и Пассивные CFMM, демонстрируют разную степень гибкости в стратегиях ребалансировки. Пассивные CFMM полагаются на стандартные торговые операции для восстановления баланса пула ликвидности, что ограничивает возможности оптимизации и может приводить к более высоким транзакционным издержкам. В отличие от них, Активные CFMM позволяют осуществлять прямые переводы токенов между сторонами, предоставляя большую свободу в реализации сложных стратегий ребалансировки и, как следствие, потенциально снижая затраты и увеличивая эффективность использования капитала. Эта разница в архитектуре существенно влияет на выбор оптимальной стратегии ребалансировки и общую производительность протокола.

Активные концентраторы ликвидности (CFMM), допускающие прямые переводы токенов между пулами, обеспечивают более эффективное перебалансирование по сравнению с пассивными CFMM, которые полагаются на стандартные торговые операции. В отличие от пассивных CFMM, требующих совершения ряда сделок для восстановления желаемого соотношения активов, активные CFMM могут осуществлять перебалансировку посредством внутренних переводов, минуя необходимость использования внешней книги заявок и, следовательно, снижая транзакционные издержки и проскальзывание. Данный механизм позволяет активным CFMM быстрее адаптироваться к изменениям рыночных цен и поддерживать оптимальное соотношение активов в пуле ликвидности, что особенно важно при высокой волатильности.

Для определения оптимальной стратегии ребалансировки, минимизирующей транзакционные издержки и максимизирующей прибыль, применяются методы математической оптимизации, в частности, выпуклой оптимизации. В определенных сценариях, использование данных методов позволяет добиться увеличения ликвидности до 5.14359. Это достигается путем точного расчета оптимальных объемов и направлений перемещения токенов, учитывающих комиссии и проскальзывание, что приводит к более эффективному использованию капитала и повышению доходности для поставщиков ликвидности. $\text{Увеличение ликвидности} \leq 5.14359$

К Парето-Эффективности и Гармонии Системы

Эффективная ребалансировка стремится к достижению парето-оптимальности — состояния, при котором дальнейшая корректировка ликвидности одного концентратора ликвидности неизбежно приводит к ухудшению показателей другого. Данное состояние представляет собой теоретический предел эффективности, где невозможно улучшить один аспект системы, не затронув негативно другой. Достижение парето-оптимальности минимизирует возможности для арбитража, создавая более стабильную и предсказуемую торговую среду для пользователей децентрализованных бирж. В частности, исследования показывают, что при определенных настройках, минимальное значение отклонения $0.535898$ позволяет приблизиться к конфигурации, свободной от арбитражных возможностей, что подтверждает практическую реализуемость данной концепции.

Достижение парето-эффективности существенно снижает возможности для арбитража, создавая тем самым более стабильную и предсказуемую торговую среду. Исследования показывают, что в определенных конфигурациях, при минимальном значении параметра ослабления, равном 0.535898, становится возможным создание систем, практически свободных от арбитражных возможностей. Это демонстрирует, что проектирование децентрализованных бирж с учетом принципов парето-эффективности — не просто теоретическая концепция, а вполне реализуемая задача, способствующая повышению эффективности и надежности торговых процессов. Такой подход позволяет минимизировать потери, связанные с использованием арбитражных стратегий, и обеспечить более справедливое распределение ликвидности между участниками рынка.

Понимание взаимосвязи между торговыми функциями, ликвидностью и процедурами ребалансировки имеет первостепенное значение для создания эффективных децентрализованных бирж. Исследования показывают, что успешное функционирование таких платформ напрямую зависит от способности точно координировать эти три компонента. Ликвидность, как основа любого рынка, подвержена влиянию торговых стратегий и требует постоянной адаптации через ребалансировку, чтобы поддерживать оптимальное соотношение активов. Недостаточная координация между этими элементами может привести к неэффективному распределению капитала, повышенному риску проскальзывания и, как следствие, снижению привлекательности биржи для пользователей. В результате, глубокое понимание этих взаимодействий позволяет разработчикам создавать более стабильные, предсказуемые и, в конечном итоге, более успешные децентрализованные финансовые платформы.

Представленное исследование демонстрирует стремление к упрощению сложных систем децентрализованных финансов, что находит отклик в философии Пола Эрдеша. Он говорил: «Математика — это не попытка скрыть от нас незнание, а попытка организовать его». Аналогично, данная работа предлагает методы ребалансировки, направленные на организацию и минимизацию арбитражных возможностей в автоматических маркет-мейкерах. Доказательство парето-эффективности арбитраж-свободных конфигураций через методы выпуклой оптимизации подчеркивает стремление к ясности и эффективности, что является ключевым принципом в построении устойчивых и прозрачных финансовых систем. Устранение избыточности, стремление к оптимальному решению — вот что объединяет математическую строгость и практическую необходимость в области DeFi.

Что дальше?

Представленная работа, стремясь к элегантности защиты автоматических маркет-мейкеров, неизбежно обнажает новые грани сложности. Достижение парето-эффективности посредством выпуклой оптимизации — это, безусловно, шаг вперёд, но иллюзия полного избавления от арбитража — лишь временное облегчение. Необходимо признать, что сама концепция «арбитраж-свободной» конфигурации может быть утопичной в динамичной среде децентрализованных финансов. Вопрос не в устранении арбитража, а в его грациозном приручении.

Следующим этапом представляется исследование адаптивных стратегий ребалансировки, способных учитывать не только текущее состояние рынка, но и предвидеть его будущие колебания. Особое внимание следует уделить анализу транзакционных издержек, которые, подобно трению в любой системе, неизбежно снижают эффективность даже самых изящных алгоритмов. Истинное совершенство заключается не в сложности кода, а в его минимализме — в способности достигать максимального результата с минимальными усилиями.

В конечном счёте, задача состоит не в создании идеальной системы защиты, а в разработке устойчивой экосистемы, способной адаптироваться к неизбежным изменениям. Каждый комментарий в коде — это признание недоверия к его чистоте. Идеальное решение — это исчезновение автора, растворение в самой логике системы.

Оригинал статьи: https://arxiv.org/pdf/2601.19950.pdf

Связаться с автором: https://www.linkedin.com/in/avetisyan/

Смотрите также:

2026-01-29 11:02