a16z: El DeFi tiene dificultades para sustentar un verdadero mercado financiero

Título original: Impulsando el futuro de los mercados en cadena: El papel de la previsibilidad
Autores originales: @PGarimidi, @jneu_net, @MaxResnick, a16z
Traducción: Peggy, BlockBeats

Nota del editor: A medida que el rendimiento de la cadena de bloques sigue mejorando, el interés del sector está pasando de «cuántas transacciones se pueden procesar» a «cuándo se confirman las transacciones». Aunque durante mucho tiempo se ha considerado que el rendimiento de los sistemas financieros se reduce únicamente al volumen de transacciones (TPS), en realidad tiene más que ver con la previsibilidad de las transacciones; es decir, una vez enviada una transacción, ¿puede incluirse de forma rápida y fiable en un bloque?

Este artículo señala que la mayoría de las cadenas de bloques solo ofrecen actualmente la garantía de que «eventualmente se registrarán en la cadena», sin que se pueda controlar cuándo ocurrirá esto. Esta incertidumbre de segundo nivel puede resultar aceptable en los escenarios de pago, pero en las transacciones financieras que requieren respuestas en milisegundos, conduce directamente a una degradación de los precios, a oportunidades de arbitraje y a problemas de equidad, lo que socava la competitividad de los mercados en cadena.

Además, este problema tiene su origen en el mecanismo subyacente: en una estructura de producción de bloques con un único líder, el orden de las transacciones y los derechos de inclusión están muy centralizados, lo que la hace vulnerable a riesgos como la censura, los retrasos y la asimetría de la información.

En vista de ello, los autores proponen dos vías: ofrecer garantías de inclusión de transacciones a corto plazo y predecibles, e introducir mecanismos de ocultación de información previos a la confirmación para reducir el front-running y la selección adversa. En conclusión, para que la cadena de bloques se convierta realmente en una infraestructura financiera, lo más importante, más allá del rendimiento, es el determinismo y la equidad en la ejecución de las transacciones.

A continuación se muestra el artículo original:

La cadena de bloques puede afirmar ahora con total seguridad que su capacidad es suficiente para competir con la infraestructura financiera existente. El sistema de producción actual es capaz de gestionar decenas de miles de transacciones por segundo, y se prevé que esta cifra aumente en varios órdenes de magnitud en un futuro próximo.

Sin embargo, a diferencia de la mera capacidad de procesamiento, las aplicaciones financieras requieren previsibilidad. Ya sea para emparejar operaciones, participar en subastas o ejercer opciones, cuando se envía una transacción, el sistema debe garantizar de forma fiable cuándo se confirmará dicha transacción en la cadena de bloques, lo cual es fundamental para el funcionamiento normal del sistema financiero. Cuando la confirmación de una transacción sufre retrasos imprevistos (ya sea por acciones malintencionadas o por factores fortuitos), muchas aplicaciones pierden su disponibilidad.

Por lo tanto, para que las aplicaciones financieras en cadena sean competitivas, la cadena de bloques subyacente debe ofrecer garantías de inclusión a corto plazo: una vez que se envía una transacción válida a la red, esta debe incluirse en un bloque en el menor tiempo posible.

Tomemos como ejemplo el libro de órdenes en cadena. Un libro de órdenes eficiente depende de que los creadores de mercado aporten liquidez de forma continua, realizando constantemente órdenes de compra y venta para mantener el funcionamiento del mercado. El principal reto al que se enfrentan los creadores de mercado es minimizar el diferencial entre el precio de compra y el de venta, evitando al mismo tiempo los riesgos de selección adversa derivados de las desviaciones de los precios respecto al mercado.

Por lo tanto, un proveedor de liquidez debe actualizar constantemente sus órdenes para reflejar los cambios en las condiciones del mercado. Por ejemplo, cuando la Reserva Federal hace un anuncio que provoca fluctuaciones en los precios de los activos, el proveedor de liquidez debe ajustar sus cotizaciones de inmediato. Si estas operaciones utilizadas para actualizar las órdenes no pueden liquidarse en la cadena de bloques de forma instantánea, los arbitrajistas podrían ejecutarlas a precios desactualizados, lo que provocaría pérdidas. En consecuencia, el proveedor de liquidez se ve obligado a ampliar el diferencial para reducir su exposición al riesgo, lo que debilita la competitividad de la plataforma de intercambio en cadena.

Es precisamente la inclusión predecible de las operaciones en bloques lo que permite a los proveedores de liquidez responder rápidamente a los acontecimientos que se producen en la cadena, manteniendo así la eficiencia del mercado en la cadena.

Lo que tenemos frente a... Lo que necesitamos

En la actualidad, la mayoría de las cadenas de bloques solo ofrecen garantías sólidas en cuanto a la firmeza de las transacciones, un proceso que suele completarse en pocos segundos. Aunque esto es suficiente para aplicaciones relacionadas con los pagos, sigue siendo demasiado frágil para aplicaciones financieras que requieren respuestas en tiempo real por parte de múltiples participantes.

Siguiendo con el ejemplo del libro de órdenes: si un proveedor de liquidez solo puede obtener la garantía de que «se incluirá en un bloque en los próximos segundos», mientras que la operación de un arbitrajista podría entrar en un bloque anterior, esta garantía pierde todo su sentido. Sin garantías sólidas e inclusivas, el proveedor de liquidez solo puede cubrir el mayor riesgo de selección adversa ampliando el diferencial, lo que se traduce en que los usuarios obtengan peores precios de negociación. Esto también hace que las transacciones en cadena resulten mucho menos atractivas en comparación con las plataformas que ofrecen una mayor garantía de ejecución.

Para que las cadenas de bloques puedan hacer realidad su visión como infraestructura moderna de los mercados de capitales, los desarrolladores deben abordar estas cuestiones, de modo que las aplicaciones financieras de gran valor, como los libros de órdenes, puedan prosperar verdaderamente en la cadena y seguir siendo competitivas.

¿Por qué resulta tan difícil lograr la «previsibilidad»?

Mejorar las garantías de inclusividad de las transacciones en las cadenas de bloques existentes para dar soporte a estos escenarios de aplicación es una tarea extremadamente compleja. Algunos protocolos se basan actualmente en un único nodo (el «líder») para decidir en cada momento qué transacciones pueden incluirse en un bloque. Si bien este mecanismo simplifica el diseño de cadenas de bloques de alto rendimiento, también plantea un posible cuello de botella económico: estos líderes pueden obtener beneficios. Por lo general, durante el intervalo de tiempo en el que un nodo es elegido líder, este tiene control total sobre las transacciones que se incluyen en el bloque.

En cualquier cadena de bloques dedicada a actividades financieras, el líder ocupa una posición privilegiada. Si este líder decide no incluir una transacción concreta, la única opción es esperar a que aparezca el siguiente líder dispuesto a incluirla.

En una red sin permisos, los líderes tienen, por naturaleza, incentivos para extraer valor, lo que a menudo se conoce como «valor extraíble por los mineros» (MEV). El MEV va mucho más allá de los ataques de tipo «sandwich» en las operaciones de los AMM. El mero hecho de retrasar la inclusión de las transacciones unas pocas decenas de milisegundos puede generar beneficios significativos, al tiempo que merma la eficiencia de la aplicación subyacente. Un libro de órdenes que da prioridad al procesamiento de las órdenes de determinados operadores sitúa al resto de participantes en una situación de competencia desleal. En los casos más extremos, los líderes pueden llegar incluso a mostrar un comportamiento muy hostil, lo que lleva a los operadores a abandonar la plataforma por completo.

Imagina esta situación: Si se produce una subida de los tipos de interés, el precio del ETH cae al instante un 5 %. Todos los creadores de mercado del libro de órdenes cancelarán inmediatamente sus órdenes existentes y realizarán nuevas órdenes a un nuevo precio; mientras tanto, los arbitrajistas enviarán órdenes de venta para aprovechar estas órdenes obsoletas. Si este libro de órdenes funciona según un protocolo de líder único, el líder tendrá un poder considerable. El líder puede optar directamente por revisar todas las cancelaciones de órdenes de los creadores de mercado, lo que permite a los arbitrajistas obtener enormes beneficios; o bien, incluso sin una revisión completa, el líder puede retrasar el momento en que las cancelaciones se registran en la cadena, a la espera de que las transacciones de los arbitrajistas se prioricen en los bloques; además, el líder puede incluso insertar sus propias operaciones de arbitraje, aprovechando al máximo esta discrepancia de precios.

Dos objetivos clave: Resistencia a la censura y ocultación de información

En esta estructura de poder, los creadores de mercado perderán el incentivo económico para participar; cada vez que el precio cambie, corren el riesgo de sufrir una «explotación» sistemática. El quid de la cuestión es que el líder goza de privilegios excesivos en dos aspectos:

1) El líder puede revisar las transacciones de los demás;

2) El líder puede ver el contenido de las transacciones de los demás y adaptar su propio comportamiento en las transacciones en consecuencia.

Cualquiera de estos dos aspectos podría tener consecuencias catastróficas.

Caso práctico

Podemos ilustrar mejor la cuestión con un ejemplo sencillo. Imaginemos una subasta en la que solo hay dos postores: Alice y Bob, siendo Bob además el líder de ese bloque. (Este ejemplo con dos licitadores se utiliza aquí a modo ilustrativo; la cuestión es aplicable a cualquier número de participantes.)

La subasta tiene lugar dentro del intervalo de tiempo de un bloque, por ejemplo, desde el momento t=0 hasta t=1. Alice presenta una oferta bA en el momento tA, y Bob presenta una oferta bB en el momento tB (tB > tA). Como Bob es el líder del bloque, puede asegurarse de ser siempre quien haga la puja final.

Al mismo tiempo, Alice y Bob pueden consultar en todo momento el precio en tiempo real de un activo (por ejemplo, el precio medio de una bolsa centralizada). En cualquier momento t, este precio se denota como pt. Suponemos que, en el momento t, la expectativa del mercado respecto al precio en t=1 (el final de la subasta) es siempre igual a pt. En otras palabras, en cualquier momento, las expectativas de ambas partes respecto al precio final coinciden con el precio que se observa en ese momento. Las reglas de la subasta son sencillas: quien haga la puja más alta gana y paga el importe de su puja.

La necesidad de la resistencia a la censura

En primer lugar, pensemos en cómo Bob puede sacar partido de su ventaja como líder. Si Bob puede ver la puja de Alice, el mecanismo de la subasta se verá directamente comprometido. Bob solo tiene que presentar una oferta muy baja para ganar la subasta sin competencia. Esto daría lugar a unos ingresos por subasta prácticamente nulos.

La importancia de ocultar la información

Un caso más complejo es el siguiente: Bob no puede ver la puja de Alice, pero puede verla antes de hacer su propia puja. En este caso, la estrategia de Bob es muy sencilla: cuando hace una puja, simplemente comprueba si ptB es mayor que bA. Si es así, puja un poco más alto que bA; si no, no participa en la subasta.

Con esta estrategia, Bob pone a Alice en una situación de desventaja. Solo cuando el precio de mercado cambie de tal manera que la puja de Alice supere el valor esperado del activo, ganará la subasta. Sin embargo, en este caso, ella se encuentra realmente en una situación de pérdida, por lo que la decisión racional es no participar en la subasta. Una vez que los demás postores se retiran, Bob puede volver a ganar la subasta por un precio muy bajo, lo que hace que los ingresos de la subasta se reduzcan casi a cero.

Conclusión principal

La conclusión principal de este ejemplo es que la duración de la subasta no es determinante. Siempre que Bob pueda consultar la puja de Alice o verla antes de realizar su propia puja, el mecanismo de subasta está abocado al fracaso.

El mismo principio se aplica a todos los escenarios de negociación de alta frecuencia, ya sea en el mercado al contado, en contratos perpetuos o en la negociación de derivados. Si existe un líder con el poder descrito anteriormente, ese líder tiene la capacidad de hacer que toda la estructura del mercado se derrumbe. Por lo tanto, para que los productos en cadena sean viables en estos escenarios, deben evitar otorgar tal poder a un líder.

¿Cómo se manifiestan estos problemas en la práctica?

El análisis anterior presenta un panorama bastante pesimista: la realización de transacciones en cadena en cualquier protocolo sin permisos y con un único líder se enfrentará a problemas estructurales. Sin embargo, la realidad es que muchos intercambios descentralizados (DEX) que operan en dichos protocolos siguen registrando volúmenes de negociación activos. ¿Cuál es la razón de esto?

En la práctica, hay dos factores que han mitigado en cierta medida los problemas mencionados: en primer lugar, los líderes no han aprovechado al máximo su poder económico, ya que suelen tener intereses profundamente alineados con el éxito a largo plazo de la cadena subyacente; en segundo lugar, la capa de aplicación ha reducido su vulnerabilidad ante estos problemas mediante diversas «soluciones alternativas».

Aunque estos dos aspectos han contribuido en cierta medida al funcionamiento actual de las finanzas descentralizadas (DeFi), no son suficientes para que los mercados en cadena puedan competir realmente con los mercados fuera de cadena a largo plazo.

Para ser líder en la cadena con actividad económica real, normalmente es necesario poseer una participación significativa. Por lo tanto, o bien el propio nodo posee una gran cantidad de tokens, o bien su reputación es lo suficientemente sólida como para que otros titulares de tokens estén dispuestos a delegarle su participación. En ambos casos, los grandes operadores de nodos suelen ser entidades muy conocidas que se juegan su reputación. Además, el mero hecho de participar en el staking implica que tienen un incentivo económico para impulsar el desarrollo a largo plazo de la cadena. Por lo tanto, todavía no hemos visto muchos casos de líderes que abusen de su poder de mercado tal y como se ha descrito anteriormente, pero eso no significa que el problema no exista.

En primer lugar, basarse únicamente en el «buen comportamiento» de los operadores de nodos, en la presión social y en la consideración de los intereses a largo plazo no puede constituir una base sólida para el futuro sistema financiero. A medida que aumentan las actividades financieras en la cadena de bloques, los líderes pueden obtener beneficios cada vez mayores. Cuanto mayores son las ganancias potenciales, más difícil resulta confiar en que las restricciones sociales les disuadan de buscar beneficios a corto plazo.

En segundo lugar, el grado en que los líderes aprovechan su poder de mercado constituye un continuo que va desde una situación casi inofensiva hasta una que es suficiente para socavar por completo el mercado. Los operadores de nodos pueden ir ampliando poco a poco los límites del «comportamiento aceptable» para obtener mayores recompensas. En cuanto algunos nodos intentan aprovechar este espacio, otros nodos no tardan en seguir su ejemplo. Aunque el impacto del comportamiento de un solo nodo pueda parecer limitado, cuando cambia el comportamiento colectivo, el impacto es significativo.

Un ejemplo típico son los denominados «juegos de sincronización»: los líderes pueden retrasar la publicación de un bloque tanto como sea posible, sin dejar de garantizar su validez, para obtener mayores recompensas. Este comportamiento provoca una prolongación de la duración de los bloques y, si es demasiado agresivo, puede incluso dar lugar a que se omitan algunos bloques. Aunque la rentabilidad de estas estrategias se conoce desde hace tiempo, en el pasado los operadores de nodos solían optar por no adoptarlas con el fin de «mantener el buen funcionamiento de la red». Sin embargo, se trata de un equilibrio social frágil. En cuanto un nodo empieza a utilizar estas estrategias y obtiene mayores recompensas sin sufrir penalizaciones, los demás nodos lo imitan rápidamente. Los «juegos de sincronización» son solo un ejemplo; los líderes disponen de diversas formas de aumentar sus propias recompensas sin abusar del todo de su poder, a menudo a costa de la capa de aplicación. Por separado, estos comportamientos pueden ser tolerables, pero cuando se acumulan hasta cierto punto, el coste de mantener la cadena superará los beneficios.

Otro factor clave para mantener el funcionamiento de las DeFi es que la capa de aplicación traslade la lógica crítica fuera de la cadena y solo incorpore los resultados en la cadena. Por ejemplo, cualquier protocolo que requiera una ejecución rápida de la subasta suele llevarla a cabo fuera de la cadena. Estas aplicaciones suelen basarse en un conjunto de nodos autorizados para gestionar mecanismos clave destinados a mitigar los riesgos que plantean los líderes hostiles. Por ejemplo, UniswapX, de Uniswap, lleva a cabo subastas holandesas fuera de cadena en la red principal de Ethereum para completar la casación de órdenes. Del mismo modo, CowSwap también lleva a cabo subastas por lotes fuera de la cadena. Aunque estas soluciones son eficaces en el nivel de aplicación, debilitan la propuesta de valor del nivel subyacente. Si toda la lógica de ejecución de las aplicaciones se traslada fuera de la cadena, la cadena de bloques subyacente servirá únicamente como capa de liquidación. Uno de los principales atractivos de las finanzas descentralizadas (DeFi) —la composibilidad— también se verá mermado. En un mundo en el que toda la ejecución tiene lugar fuera de la cadena, es natural que existan diversas aplicaciones en entornos aislados. Además, recurrir a la ejecución fuera de cadena implicará nuevas condiciones de confianza: no solo es necesario que la cadena de bloques subyacente siga funcionando, sino que la infraestructura fuera de cadena también debe ser estable y estar disponible.

Cómo lograr la «previsibilidad»

Para resolver los problemas mencionados, el protocolo debe cumplir dos propiedades fundamentales: la inclusión coherente de transacciones con reglas de ordenación y la privacidad de las transacciones antes de la confirmación (en los artículos pertinentes se puede encontrar una definición más detallada).

Objetivo uno: Resistencia a la censura

Resumimos la primera propiedad como «resistencia a la censura a corto plazo». Se define de la siguiente manera: siempre que un nodo honesto reciba una transacción, debe garantizarse que esta se incluya en el siguiente bloque minable.

Más concretamente, se puede suponer que el protocolo funciona con un reloj fijo, por ejemplo, generando un bloque cada 100 ms. Por lo tanto, si un nodo honesto recibe una transacción en el momento t = 250 ms, esta debe incluirse en el bloque generado en el momento t = 300 ms. Los atacantes no deberían tener la libertad de incluir selectivamente algunas transacciones y excluir otras. La esencia de esta definición es que los usuarios y las aplicaciones deben poder enviar transacciones a la cadena de forma altamente fiable en cualquier momento. No debería darse ninguna situación en la que una transacción no pueda incorporarse a la cadena de bloques porque un nodo la descarte (ya sea de forma intencionada o accidental).

Aunque esta definición exige que «cualquier nodo honesto» pueda garantizar la inclusión de la transacción, en la práctica, el coste de lograrlo puede resultar demasiado elevado. Y lo que es más importante, el protocolo debería ser lo suficientemente robusto como para que la trayectoria de las transacciones que entran en la cadena sea altamente predecible. Es evidente que un protocolo de líder único sin permisos no puede cumplir este requisito, ya que, en cuanto el líder actual muestre un comportamiento bizantino, las transacciones no podrán incorporarse a la cadena. Sin embargo, aunque solo sea un pequeño número de nodos (por ejemplo, cuatro) el que garantice colectivamente la inclusión de las transacciones en cada intervalo de tiempo, esto puede mejorar considerablemente las opciones en cadena para los usuarios y las aplicaciones. Para que las aplicaciones funcionen realmente bien, vale la pena aceptar algunas concesiones en cuanto al rendimiento. Aún es necesario seguir investigando cuál es el equilibrio óptimo entre solidez y rendimiento, pero las garantías que ofrece el protocolo actual son claramente insuficientes.

Una vez que el protocolo garantiza la inclusión de las transacciones, el problema del orden se resuelve en cierta medida. El protocolo puede adoptar cualquier regla de ordenación determinista para garantizar la coherencia, como la clasificación por prioridad de comisiones, o permitir que las aplicaciones personalicen el orden de las transacciones relacionadas con su estado. Aunque el método óptimo de ordenación sigue siendo un tema de investigación activo, el requisito previo sigue siendo siempre que las transacciones se incluyan correctamente en primer lugar.

Objetivo dos: Ocultar

Una vez lograda la resistencia a la censura a corto plazo, la siguiente característica clave es el «ocultamiento», un mecanismo de protección de la privacidad previo a la confirmación de la transacción.

Se define como: antes de que una transacción se confirme definitivamente y se incluya en un bloque, ninguna otra parte, salvo el nodo receptor, puede obtener información sobre dicha transacción.

En un protocolo que preserva la privacidad, un nodo puede ver el texto sin cifrar de las transacciones que se le envían, pero el resto de la red desconoce el contenido de las transacciones hasta que se alcanza el consenso y se confirma el orden de las transacciones. Por ejemplo, esto puede lograrse mediante el cifrado con bloqueo temporal, que impide descifrar el contenido de un bloque hasta un momento determinado, o mediante el cifrado por umbral, en el que el bloque se descifra de forma uniforme una vez que un comité confirma su irreversibilidad.

Esto significa que, aunque un nodo receptor de una transacción pueda hacer un uso indebido de la información, los demás nodos de la red desconocen el contenido de la transacción durante el proceso de consenso. Una vez que se hace pública la información de la transacción, su orden queda confirmada y es inalterable, lo que impide el front-running. Para que este mecanismo sea eficaz, el protocolo debe permitir que varias nodos reciban e incluyan transacciones en la cadena en el mismo intervalo.

No hemos adoptado un modelo de privacidad más estricto (como un mempool totalmente cifrado y visible solo para el usuario) porque el protocolo debe poder filtrar las transacciones de spam. Si el contenido de las transacciones quedara totalmente oculto a la red, no sería posible distinguir entre las transacciones válidas y las que son spam. La única alternativa es revelar algunos metadatos (como la dirección que abona la tarifa), pero esa información también podría ser aprovechada por los atacantes. Por lo tanto, un diseño más práctico consiste en permitir que un único nodo pueda ver íntegramente el contenido de la transacción, al tiempo que se impide que los demás nodos de la red accedan a cualquier información hasta que se produzca la confirmación. Esto también significa que, para mantener esta propiedad, los usuarios necesitan al menos un nodo honesto que actúe como pasarela de transacciones en cada intervalo.

Un protocolo que combine tanto la «resistencia a la censura a corto plazo» como la «privacidad» constituiría una base ideal para desarrollar aplicaciones financieras. Volviendo al ejemplo anterior de la subasta, estas dos propiedades eliminan precisamente las dos formas que tiene Bob de alterar el mercado: no puede ver la puja de Alice ni obtener información sobre ella antes de la puja, lo que resuelve el problema de raíz.

Gracias a su resistencia a la censura a corto plazo, cualquier transacción enviada —ya sea de emparejamiento, puja o liquidación— puede incluirse al instante. Los creadores de mercado pueden ajustar las órdenes en tiempo real, los postores pueden presentar sus ofertas rápidamente y las liquidaciones se pueden ejecutar de manera eficiente. Los usuarios pueden estar seguros de que cualquiera de sus acciones se ejecutará de inmediato. Esto permitirá que la próxima generación de aplicaciones financieras del mundo real con baja latencia se ejecuten íntegramente en la cadena de bloques.

Para que la cadena de bloques pueda competir de verdad con la infraestructura financiera existente, e incluso superarla, no basta en absoluto con limitarse a aumentar el rendimiento.

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