Le statu quo et l'impact futur de l'arbitrage atomique et de l'arbitrage CeFi-DeFi

Texte original de : notion compilé par : Lynn, MarsBit

Résumé

• Pour la même opportunité, plus de valeur peut être extraite via CeFi-DeFi (EV_signal) que l’arbitrage atomique (EV_ordering). Que l’arbitrage soit effectué en tant que stratégie de style EV_signal ou EV_ordering dépend du coût de la prise de risque.
• Au premier trimestre 2023, 60% des opportunités d’arbitrage sont captées par les stratégies CeFi-DeFi.
• Pour les jetons très liquides (c’est-à-dire à faible coût de prise de risque), EV_signal domine, tandis que pour les jetons à faible liquidité, EV_ordering domine.
• Dans de nombreux cas, l’atomicité est moins importante que la fluidité. L’avenir de l’arbitrage inter-chaînes ne sera pas une exécution atomique sans risque (par exemple, chaîne <> chaîne), mais une exécution statistique économiquement efficace (par exemple, chaîne <> CEX).

Introduction

Ce travail est une extension de “A New Game in Town”, où nous introduisons EV_signal et EV_ordering. La différence entre ces deux valeurs extractibles (EV) est une information (alias α). EV_signal nécessite la supériorité des informations pour capturer la valeur, contrairement à EV_ordering. Dans cet article, nous introduisons le concept de risque dans l’équation MEV. En théorie, un trader qui prend des risques peut extraire plus de valeur d’une opportunité qu’un trader sans risque.

Nous examinons la théorie et la structure du marché derrière EV_signal et EV_ordering concernant les opportunités d’arbitrage. Plus précisément, nous étudions l’arbitrage atomique et l’arbitrage CeFi-DeFi - sous-ensembles de EV_ordering et EV_signal, respectivement - et démontrons que l’arbitrage atomique est sans risque, tandis que l’arbitrage CeFi-DeFi nécessite un risque. Nous les comparons à la fois en termes de cadre théorique et de mise en œuvre, puis utilisons ces résultats pour faire des prédictions sur l’avenir des transactions en chaîne.

Cet article est divisé en quatre sections principales :

• Tout d’abord, nous définissons l’arbitrage atomique et l’arbitrage CeFi-DeFi, et explorons les conditions dans lesquelles ils peuvent être exécutés en chaîne. *Deuxièmement, nous les comparons théoriquement et examinons dans quelles conditions l’un pourrait prévaloir sur l’autre.
• Troisièmement, nous mesurons l’activité d’arbitrage en chaîne et comparons empiriquement leurs tailles de marché.
• Enfin, nous utilisons ces expériences pour faire des prédictions sur l’avenir.

Types d’arbitrage

L’arbitrage fait référence à l’échange de différences de prix entre différentes plates-formes de négociation, afin que les prix puissent être équilibrés et que des bénéfices puissent être réalisés. Dans sa forme la plus simple, cela implique d’acheter un actif sur une plate-forme de négociation à bas prix et de le vendre sur une plate-forme à prix plus élevé, ou vice versa. Dans les crypto-monnaies, il existe des milliers de jetons et des centaines de lieux de négociation (à la fois en chaîne et hors chaîne). Tout désalignement des prix entre eux peut créer une opportunité d’arbitrage.

Arbitrage atomique

L’arbitrage atomique a été l’une des premières opportunités MEV que nous avons vues dans la nature. L’exemple le plus simple d’arbitrage atomique est lorsqu’une paire de trading est cotée sur plusieurs DEX à des prix différents. Le diagramme ci-dessous illustre comment une stratégie d’arbitrage atomique se négocie sur deux DEX en chaîne jusqu’à ce que les prix soient en équilibre.

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(À gauche) Les prix des trois bourses Binance, Uniswap et SushiSwap sont en équilibre. (Milieu) Une commande d’utilisateur modifie considérablement le prix d’Uniswap. (À droite) Un arbitrage atomique (back-run) ramène le prix du DEX à l’équilibre.

Effectuer un arbitrage atomique

L’arbitrage atomique est effectué en un seul événement isolé - d’où son nom. Soit toutes les parties de la transaction sont exécutées, soit aucune n’est exécutée. L’arbitrage se produit instantanément et le trader ne détient aucun inventaire entre les deux jambes de la transaction, ce qui rend cette stratégie sans risque dans la couverture de l’inventaire. De plus, l’infrastructure de recherche hors chaîne (enchères Flashbots sous PoW et RPC privé pour les constructeurs de blocs sous PoS) garantit une protection contre le retour en arrière ; c’est-à-dire que les transactions échouées n’atterrissent pas sur la chaîne, ce qui n’entraîne aucun coût pour le commerçant. Pour les deux raisons ci-dessus, cette stratégie est théoriquement sans risque et présente une faible barrière à l’entrée.

Étant donné que ces transactions sont sans risque (sur le réseau principal) et ont une faible barrière à l’entrée, l’exécution est compétitive. Sous MEV-Boost, le chercheur qui donne le plus d’indices au constructeur de blocs est inclus dans la soumission du constructeur de blocs, et le constructeur de blocs qui donne le plus d’indices aux validateurs remporte le bloc. Actuellement, 91 à 99 % de la valeur extractible est envoyée aux validateurs par les chercheurs gagnants.

Les opportunités d’arbitrage atomique deviennent plus complexes lorsque nous ajoutons plus de DEX et de jetons à l’image. Par exemple, une route peut impliquer plus de deux paires de trading ou deux jetons. Mais l’idée de base est la même : les prix sur plusieurs sites DEX sont mal alignés, offrant aux arbitragistes une opportunité de trading atomique et rentable jusqu’à ce que les prix convergent.

Arbitrage CeFi-DeFi

Les opportunités d’arbitrage CeFi-DeFi se présentent lorsque les prix des actifs en chaîne s’écartent de leur juste valeur. En termes simples, la juste valeur est la meilleure estimation actuelle pour évaluer un actif. La plate-forme de négociation dont le prix est le plus proche de la juste valeur est connue sous le nom de plate-forme de découverte des prix (cette plate-forme change périodiquement). Dans les crypto-monnaies, la juste valeur peut être estimée en utilisant les prix des lieux de négociation les plus liquides ou en volume ; ce sont des échanges centralisés (CeFi) ; ainsi cette stratégie est appelée CeFi-DeFi. Le diagramme ci-dessous montre comment l’arbitrage CeFi-DeFi conduit à la parité entre le prix en chaîne et la juste valeur (c’est-à-dire le prix moyen de Binance).

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(À gauche) Les prix des trois bourses Binance, Uniswap et SushiSwap sont en équilibre. (Milieu) Une commande d’utilisateur a fait grimper considérablement le prix d’Uniswap. (À droite) L’arbitrage CeFi-DeFi ramène les prix aux prix CeFi.

L’arbitrage CeFi-DeFi est possible lorsque les prix en chaîne évoluent en raison de transactions importantes, ou lorsque les prix hors chaîne évoluent alors que les prix en chaîne restent stagnants (par exemple, les prix hors chaîne se déplacent entre les blocs).

Exécuter l’arbitrage CeFi-DeFi

La forme la plus simple d’arbitrage CeFi-DeFi consiste à effectuer des transactions à deux jambes dans deux lieux différents. Négociez sur une jambe jusqu’à ce que le prix en chaîne atteigne sa juste valeur. Si cette transaction réussit, la deuxième étape couvre la position accumulée sur une autre bourse (généralement) hors chaîne. L’arbitrage CeFi-DeFi n’est pas atomique et comporte donc plusieurs risques et barrières à l’entrée importantes :

1. Risques :
2. **Risque de stock : **Le stock généré par la première transaction doit être stocké jusqu’à ce qu’il soit couvert par la deuxième transaction. Un hedger sophistiqué peut quitter la position résultante au fil du temps, ce qui fait que les traders ne détiennent pas d’inventaire très longtemps. La détention de jetons illiquides est intrinsèquement risquée car ils sont plus volatils. Les fournisseurs de liquidité CEX peuvent également voir que les transactions DEX ont atterri et déplacer leurs cotations en prévision de ce flux.
3. **Risque d’inclusion : **Si plusieurs commerçants sont en concurrence pour la même opportunité, il est possible que la branche en chaîne d’un commerçant ne soit pas incluse. Par conséquent, les stratégies de couverture hors chaîne des commerçants doivent envisager de ne pas inclure la partie en chaîne. Ce problème est aggravé par le rééquilibrage en chaîne, qui restaure les transactions historiquement confirmées.
4. **Sélection adverse : **Si un arbitragiste CeFi-DeFi négocie en chaîne, il surenchérira sur toutes les transactions des autres arbitragistes, ce qui indique qu’il peut surestimer la taille de l’opportunité (c’est-à-dire sélection adverse/malédiction du gagnant ). À l’inverse, un arbitragiste atomique est toujours heureux de décrocher ses transactions car les bénéfices sont sans risque.
5. Barrières à l’entrée :
6. ** Gestion des stocks : ** Il est important pour les arbitragistes statistiques de disposer d’un inventaire des jetons dans les sites en chaîne et hors chaîne. Lorsqu’il s’agit de jetons illiquides, le coût d’acquisition de jetons et le risque de détention de jetons peuvent l’emporter sur la taille totale des opportunités. L’inventaire sur divers sites doit également être rééquilibré en vue des transactions à venir et géré en fonction de la position cumulée des branches de revenus, ce qui crée des coûts d’exploitation supplémentaires.
7. ** Latence : ** La latence est très importante car les traders ont besoin de connaître la juste valeur juste avant qu’un bloc ne soit proposé. Cela signifie que l’intégralité du chemin, du CEX au système de transaction, en passant par le relais groupé, le constructeur de blocs, le relais de blocs et le validateur, doit être optimisé.
8. ** Besoins en capital élevés : ** Un trader d’arbitrage CeFi-DeFi prospère a besoin d’un capital élevé et de frais peu élevés dans des lieux hors chaîne. Au lieu de cela, pour décrocher un arbitrage atomique réussi, un commerçant n’a besoin que d’un contrat intelligent fonctionnel et d’une bonne stratégie d’enchères (puisque le capital commercial réel peut souvent être obtenu grâce à des prêts flash).

Étant donné que l’arbitrage CeFi-DeFi est risqué avec des barrières à l’entrée élevées, actuellement 35 à 77% de la valeur extractible attendue est envoyée aux validateurs par les chercheurs gagnants.

Arbitrage atomique et arbitrage CeFi-DeFi

La principale différence entre l’arbitrage atomique et l’arbitrage CeFi-DeFi est le concept de juste valeur. Cela signifie qu’en théorie, la part de marché de l’arbitrage CeFi-DeFi sera plus élevée pour les raisons suivantes :

1. Si la juste valeur d’un actif change, mais que le prix sur la chaîne ne change pas (par exemple, entre deux blocs), alors une telle opportunité ne peut être saisie que par l’arbitrage CeFi-DeFi.
2. Si le prix change en chaîne (par exemple, via la transaction d’un utilisateur), alors l’arbitrage CeFi-DeFi a un EV plus élevé que l’arbitrage atomique en raison de coûts de couverture plus faibles.

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Le graphique de gauche montre l’état du prix après l’arbitrage atomique ; notez la différence entre les prix on-chain et off-chain. Le graphique de droite montre l’état des prix après l’arbitrage CeFi-DeFi ; notez que les trois prix sont revenus à l’équilibre.

Élargissons la deuxième affirmation en considérant deux plates-formes de négociation où les prix ont été désalignés. Une transaction d’arbitrage cherchant à exploiter cette différence peut être décomposée fondamentalement en : (1) une jambe de revenu, qui se négocie jusqu’à ce que la dislocation des prix soit fermée (tout en permettant des marges et des frais de transaction); (2) une jambe de couverture, qui sort Une position accumulée dans une branche de revenu. Ce cadre de description des jambes d’arbitrage peut être étendu aux transactions à plus de deux jambes, tout en conservant les mêmes propriétés.

L’arbitrage atomique implique que le trader quitte la totalité de la position accumulée sur la partie revenu en une seule exécution, sans tenir compte du glissement ou des autres coûts d’exécution ; cette approche se traduit par un PnL attendu significativement négatif sur la partie couverte. En revanche, dans l’arbitrage CeFi-DeFi et l’exécution du signal EV_signal plus largement, chaque jambe de l’arbitrage est évaluée et exécutée indépendamment de la juste valeur, permettant à l’arbitragiste de sortir complètement de la jambe de couverture pendant un certain temps. Cependant, cette stratégie introduit les risques et les coûts évoqués ci-dessus, à savoir les risques d’acquisition et de gestion des stocks associés aux jetons illiquides. Ainsi, nous observons empiriquement le coût de ce risque, les arbitragistes CeFi-DeFi offrant environ 35 à 77 % de la part des revenus aux validateurs, et les arbitragistes atomiques offrant 90 à 99 % des revenus.

Alors que la détention du risque post-négociation et le maintien de l’inventaire des transactions introduisent de la complexité dans les transactions, l’arbitrage CeFi-DeFi permet aux gens de réaliser plus de revenus car ils peuvent précisément échanger des dislocations vers l’équilibre et couvrir des portions de revenus à moindre coût.

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Preuves empiriques

Pour étayer les conclusions ci-dessus, nous examinons quelques exemples d’arbitrage atomique et évaluons leur performance dans le contexte de l’arbitrage CeFi-DeFi. À cette fin, nous simulons le revenu attendu des arbitragistes se couvrant dans un lieu centralisé.

1. Arbitrage de jetons à haute liquidité

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Au bloc 16820372, un utilisateur a soumis un grand nombre de transactions SNX via FlashWallet, déplaçant le prix sur SushiSwap de 531,285 $ à 545,292 $. SNX a une juste valeur de 533,488 $ sur Binance.

1. Un arbitragiste atomique profite de cette différence pour négocier, gagnant 21,55 $ sur la partie revenu tout en payant 5,76 $ en frais de couverture.
2. Si nous simulons la même opportunité via CeFi-DeFi, le trader extrait plus de valeur via la partie revenu - 22,49 $, puis se couvre à un coût effectif presque nul. Les jetons très liquides, tels que SNX, ont des coûts de couverture presque nuls avec un volume de négociation de 1,4 WETH.

Le résultat de l’arbitrage atomique est de 15,79 $ de revenu (hors gaz), tandis que le résultat de EV_signal est de 22,49 $ de revenu (hors gaz), cette transaction. Le commerce EV_signal dispose d’un important tampon de bénéfices, car les arbitragistes offrent 91 à 99 % de ce commerce aux constructeurs, contre 35 à 77 % pour le commerce EV_signal.

1. Arbitrage des jetons illiquides

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Nous analysons ensuite un arbitrage à deux pattes impliquant un jeton illiquide (jeton DSLA classé 758 par capitalisation boursière).

1. Pour les arbitragistes atomiques, la première jambe ici n’est pas seulement une jambe de couverture, mais également responsable de l’acquisition des stocks. Il s’agit d’un modèle courant, où les arbitragistes sont peu susceptibles de détenir des actifs à long terme, de sorte que les stocks doivent être acquis pour exécuter les jambes de revenu - souvent à des prix élevés. La transaction impliquait une composante de couverture de 5,39 $ suivie d’une composante de revenus de 10,58 $. La partie de couverture ici est chère, coûtant plus de 50% du revenu, faisant de ce commerce un candidat de choix pour une exécution de style EV_signal.
2. Si nous simulons la même opportunité dans le cadre EV_signal, le revenu de l’arbitragiste passe à 14,66 $. Cependant, les arbitragistes doivent détenir un inventaire DSLA sur la chaîne avant d’exécuter la transaction, ce qui augmente le risque d’inventaire de la transaction ; par conséquent, ils ont des exigences plus élevées pour la marge bénéficiaire de la transaction, et l’offre est inférieure à celle de l’EV_ordering transaction.

Néanmoins, en raison du montant notionnel relativement faible de la transaction DSLA, il s’agit toujours d’un cas convaincant pour l’exécution de EV_signal.

Statut d’arbitrage d’aujourd’hui

L’arbitrage CeFi-DeFi peut théoriquement extraire plus de valeur que l’arbitrage atomique. Empiriquement, nous constatons que 60% des opportunités (par chiffre d’affaires) sont exécutées via l’arbitrage CeFi-DeFi. De plus, les données montrent que l’arbitrage atomique domine lorsque :

1. La plate-forme de négociation principale (liquidité, découverte des prix) est en chaîne, ou
2. Le coût de la couverture (prise de risque) est nettement plus élevé que hors chaîne.

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Une comparaison de l’arbitrage Atomic et CeFI-DeFi Q1 2023. CeFi-DeFi a généré 37,8 millions de dollars au premier trimestre 2023, tandis qu’Atomic Strategies a généré 25 millions de dollars. 91 à 99 % des revenus de l’arbitrage atomique sont versés aux validateurs, tandis que seulement 37 à 77 % des revenus de CeFi-DeFi sont versés aux validateurs. La source des transactions atomiques est EigenPhi.

Alors que la taille du marché de l’arbitrage atomique est bien étudiée et facile à estimer, faire de même pour l’arbitrage CeFi-DeFi est plus nuancé. Tout d’abord, un jeu de données est collecté contenant tous les échanges avec to_addr’ correspondant aux chercheurs connus. Par la suite, les swaps identifiés comme arbitrage atomique (ou liés à des attaques sandwich) ont été filtrés à l’aide des données d’EigenPhi. Enfin, le revenu par transaction est déterminé en calculant la majoration instantanée par rapport au prix moyen de la bourse centralisée (le prix moyen utilisé est dérivé du lieu le plus liquide pour un jeton donné). Nous notons que notre couverture des swaps n’est pas exhaustive (couverture d’environ 80 %), nos estimations sont donc des limites inférieures conservatrices.

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95% des opportunités d’arbitrage atomique sont exécutées sur des jetons illiquides, c’est-à-dire que l’arbitrage comprend au moins un jeton illiquide. 91% des opportunités CeFi-DeFi sont exécutées sur des jetons très liquides, c’est-à-dire que tous les jetons de l’arbitrage sont très liquides.

Nous voyons une relation claire entre la liquidité des jetons échangés et le type d’arbitrage. Plus précisément, nous avons constaté que l’arbitrage CeFi-DeFi consiste en une écrasante majorité de transactions impliquant des jetons hautement liquides (nous définissons les jetons hautement liquides comme les 100 meilleurs jetons par capitalisation boursière), et vice versa. Cette relation suggère que le lieu de découverte des prix pour les jetons illiquides est en effet en chaîne, tandis que les coûts de couverture hors chaîne sont nettement plus élevés.

Dans cette analyse, nous avons exclu les jours pendant la grève de l’USDC car il s’agissait d’un événement anormal. Au cours de cette période, les revenus d’Atomic Arbitrage étaient légèrement plus proches de 10 millions de dollars, tandis que les revenus de CeFi-DeFi étaient d’environ 2,8 millions de dollars. Cette divergence explique le fait que le coût de la couverture (prise de risque) a augmenté de manière significative au cours de cette période, entraînant une réduction des opportunités. Cela dit, les arbitragistes CeFi-DeFi sont obligés de prendre en compte le risque d’inventaire associé à l’USDC pendant la période de déstockage et de réduire leurs opérations en conséquence.

Conclusion et implications futures

Dans cet article, nous décrivons et analysons les opportunités d’arbitrage dans les cadres EV_orderering et EV_signal. Nous disséquons et isolons la notion de risque, et montrons comment, en général, l’exécution de transactions EV_orderering avec EV_signal augmente le PnL attendu. Cependant, les risques d’acquisition et de gestion des stocks limitent l’exécution de type EV_signal pour les jetons illiquides. Cette conclusion est étayée empiriquement par notre observation selon laquelle les jetons illiquides sont extrêmement répandus dans l’arbitrage atomique, tandis que l’arbitrage CeFi-DeFi est dominé par des jetons très liquides. Sur la base de ces résultats, nous proposons les implications suivantes pour l’avenir de l’industrie :

L’avenir de l’arbitrage de crypto-monnaie

Alors que les chercheurs continuent de gagner en complexité hors chaîne et que la liquidité hors chaîne continue de dominer la liquidité en chaîne, davantage d’arbitrage sera capturé via CeFi-DeFi. Bien que les chocs temporaires à court terme (tels que les incertitudes de solvabilité et de liquidité CEX) augmentent temporairement le coût de la prise de risque, favorisant ainsi l’arbitrage atomique, nous pensons que la tendance à long terme sera EV_signal > EV_ordering. De plus, nous notons que cette analyse ne prend pas en compte les attaques mezzanine. Avec l’essor de l’OFA et des transactions basées sur l’*‘intention’*, la proportion de sandwichs en chaîne et d’autres stratégies de pointe sera réduite et transformée en opportunités d’arbitrage inversé, augmentant la part globale des revenus d’Atomic et de CeFi- Stratégies DeFi.

L’avenir de la construction et de la recherche de blocs

Les constructeurs de blocs optimiseront les connexions à faible latence aux échanges et bloqueront les relais pour un état hors chaîne plus précis avant les propositions de blocs. À mesure que le trading de style EV_signal devient plus compétitif, la recherche devra développer des modèles prédictifs de la juste valeur (alpha) au-delà du prix médian sur les échanges liquides. Nous avons observé cela avec certains Seekers enchérissant pour l’espace de bloc sur la base de la juste valeur prévue.

L’avenir de l’arbitrage inter-chaînes

Cette analyse a également des parallèles dans le contexte des transactions inter-chaînes. Plus précisément, nous pensons que les inquiétudes concernant les validateurs proposant simultanément des blocs sur plusieurs chaînes sont exagérées, car le MEV inter-chaînes peut être retiré de manière atomique. Dans de nombreux cas, l’atomicité est moins importante que la fluidité.

Dans un monde où l’atomicité des transactions inter-chaînes groupées est garantie, l’arbitrage de jetons hautement liquides continuera à être exécuté dans un style EV_signal rentable. Même pour les jetons échangés entièrement sur la chaîne, les acteurs bien capitalisés sont prêts à détenir des capitaux sur plusieurs chaînes et à exécuter l’arbitrage de manière statistique plutôt que de payer pour une exécution atomique multi-chaînes garantie.