DeFi supera a CeFi, la predictibilidad es clave

Escribir: Pranav Garimidi, Joachim Neu, Max Resnick

Traducido por: Luffy, Foresight News

La cadena de bloques ahora puede afirmar con confianza que posee la capacidad de competir con la infraestructura financiera existente. Los sistemas de producción actuales procesan decenas de miles de transacciones por segundo, y en el futuro, su rendimiento se incrementará en órdenes de magnitud.

Pero además del simple rendimiento, las aplicaciones financieras necesitan predictibilidad. Cuando se inicia una transacción, ya sea una orden, una oferta en una subasta o el ejercicio de una opción, contar con una garantía confiable de que la transacción será registrada en la cadena en un momento determinado es esencial para el funcionamiento normal del sistema financiero. Si una transacción enfrenta retrasos impredecibles, muchas aplicaciones no podrán usarse. Para que las aplicaciones financieras en la cadena sean competitivas, la blockchain debe ofrecer garantías de inclusión en el corto plazo: una vez que una transacción válida se envía a la red, se garantiza que será empaquetada lo antes posible en un bloque.

Por ejemplo, el libro de órdenes en la cadena funciona así. Un libro de órdenes eficiente requiere que los market makers proporcionen liquidez continuamente, colocando órdenes de compra y venta. El problema central para los market makers es: reducir al mínimo el diferencial de precios sin ser víctimas de selección adversa por cotizaciones desfasadas respecto al mercado. Para ello, deben actualizar constantemente sus órdenes para reflejar el estado más reciente del mercado. Por ejemplo, cuando un anuncio de la Reserva Federal provoca una gran volatilidad en los precios, los market makers deben responder inmediatamente actualizando sus órdenes a los nuevos precios. Si las transacciones que actualizan esas órdenes no se registran instantáneamente en la cadena, los arbitrajistas podrán realizar transacciones a precios desactualizados, causando pérdidas a los market makers. En ese caso, estos últimos solo podrán ampliar el diferencial de precios para reducir riesgos, lo que disminuirá la competitividad de la plataforma de trading en la cadena.

Un mecanismo predecible para registrar transacciones en la cadena puede ofrecer garantías confiables a los market makers, permitiéndoles responder rápidamente a eventos fuera de la cadena y mantener un mercado eficiente en la cadena.

Brecha entre la situación actual y el objetivo

Las cadenas de bloques principales actuales solo ofrecen garantías de inclusión final, y su ciclo de validación suele medirse en segundos. Este tipo de garantía es suficiente para aplicaciones de pago, pero no soporta la mayoría de las aplicaciones financieras que requieren respuestas en tiempo real de los participantes del mercado.

Volviendo al ejemplo del libro de órdenes: para los market makers, la garantía de “inclusión en la cadena en unos pocos segundos” no tiene sentido, siempre que las transacciones de arbitrajistas puedan ser empaquetadas en bloques más tempranos. La falta de garantías fuertes de inclusión en la cadena hace que los market makers solo puedan reducir riesgos ampliando el diferencial o ofreciendo cotizaciones peores a los usuarios. Esto hace que las transacciones en la cadena sean menos atractivas en comparación con plataformas que ofrecen garantías más sólidas.

Si la blockchain quiere realmente realizar su visión de infraestructura moderna para los mercados de capital, los desarrolladores deben resolver estos problemas para que aplicaciones de alto valor como los libros de órdenes puedan prosperar.

¿Dónde está la dificultad para lograr la predictibilidad?

Fortalecer las garantías de inclusión en la cadena en las cadenas existentes, para soportar estos escenarios, es sumamente desafiante. Algunos protocolos dependen de un único nodo (el nodo que produce bloques) para decidir el orden de empaquetado de las transacciones en un período determinado. Aunque esto simplifica el diseño de cadenas públicas de alto rendimiento, también crea un posible monopolio económico: el nodo productor puede aprovecharse de ello para extraer valor.

Normalmente, durante la ventana en que un nodo es elegido como productor, tiene control total sobre qué transacciones incluir en el bloque.

Para cadenas que soportan muchas actividades financieras, el nodo productor tiene un estatus privilegiado. Si ese nodo se niega a empaquetar una transacción, los usuarios deben esperar al siguiente nodo dispuesto a hacerlo. En redes sin permisos, el nodo productor tiene incentivos naturales para extraer valor, conocido como MEV (Maximal Extractable Value).

El MEV no se limita a ataques de tipo sandwich. Incluso retrasar la inclusión de transacciones por unos pocos milisegundos puede generar ganancias enormes y reducir la eficiencia de las aplicaciones subyacentes. Un libro de órdenes que priorice solo algunas órdenes de ciertos traders crea un entorno injusto para todos los demás. En el peor escenario, comportamientos maliciosos del nodo productor pueden hacer que los traders abandonen por completo la plataforma.

Supongamos que se anuncia una subida de tasas y el precio de ETH cae un 5% instantáneamente. Todos los market makers en el libro de órdenes quieren cancelar sus órdenes existentes y volver a colocar órdenes a los nuevos precios. Al mismo tiempo, todos los arbitrajistas envían órdenes para vender ETH a precios desactualizados.

Si ese libro funciona sobre un protocolo con un solo nodo productor, ese nodo tendrá un poder enorme. Podría revisar todas las órdenes de cancelación de los market makers, permitiendo que los arbitrajistas obtengan ganancias excesivas; o simplemente retrasar esas cancelaciones, permitiendo que las órdenes de arbitraje se ejecuten primero; o incluso insertar sus propias órdenes de arbitraje para beneficiarse de la diferencia de precios.

Dos demandas clave: resistencia a la censura y ocultación de información

Frente a este poder, la participación activa de los market makers se vuelve inviable: ante cualquier movimiento de precios, podrían ser explotados. La raíz del problema radica en los dos privilegios del nodo productor:

Puede censurar transacciones de otros;

Puede ver las transacciones de otros y actuar en consecuencia.

Cualquiera de estos problemas puede tener consecuencias catastróficas.

Ejemplo

Ilustremos esto con una subasta. Supongamos dos pujadores, Alice y Bob, donde Bob es el nodo que produce el bloque en el que se realiza la subasta. (Solo con dos pujadores, pero la lógica se puede extender a cualquier número).

La subasta recibe ofertas en un ciclo de producción de bloques, por ejemplo, desde el tiempo 0 hasta el tiempo 1. Alice envía su oferta bA en el momento tA, y Bob envía la suya en un momento posterior tB. Como Bob es el nodo productor, puede asegurarse de actuar en último lugar.

Ambos pueden obtener el precio de un fuente de precios en constante actualización (por ejemplo, el precio medio de un exchange centralizado), llamado pₜ en el momento t. Supongamos que, en cualquier momento t, ambos esperan que el precio esperado del activo al final de la subasta (t=1) sea igual a pₜ. La regla de la subasta es simple: gana quien ofrezca más y paga su propia oferta.

Necesidad de resistencia a la censura

Si Bob puede censurar las ofertas de Alice por ser el nodo productor, la mecánica de la subasta se rompe. Solo necesita ofrecer un precio muy bajo para asegurarse la victoria, y el resultado de la subasta será casi nulo.

Necesidad de ocultación de información

Una situación más compleja es que Bob no pueda censurar directamente la oferta de Alice, pero pueda verla antes de enviar la suya. En ese caso, Bob puede seguir una estrategia sencilla:

Si el precio actual pₜ_B > bA, ofrece un precio ligeramente superior a bA;

Si no, se abstiene de ofertar.

Con esta estrategia, Alice enfrentará una selección adversa: solo ganará si su oferta supera el valor esperado del activo, lo cual puede ser una pérdida. Eventualmente, Alice se retirará. Cuando todos los demás se hayan ido, Bob puede ofrecer un precio muy bajo y ganar la subasta, con ganancias casi nulas.

La conclusión clave es: la duración de la subasta no importa. Siempre que Bob pueda censurar o ver la oferta de Alice antes de enviar la suya, la subasta está condenada al fracaso.

Este razonamiento también se aplica a escenarios de trading de alta frecuencia, incluyendo spot, contratos perpetuos y derivados: si el nodo productor tiene el poder del ejemplo de Bob, el mercado colapsará. Para que estos escenarios sean viables en la cadena, no se puede otorgar a los nodos productores tales privilegios.

¿Por qué no han explotado estos problemas en la realidad?

El análisis anterior muestra un panorama sombrío para los protocolos con un solo nodo productor sin permisos, en los que las transacciones se registran en la cadena. Sin embargo, muchas plataformas descentralizadas (DEX) con estas características aún mantienen volúmenes de transacción considerables. ¿Por qué?

En realidad, hay dos fuerzas que contrarrestan estos problemas:

Los nodos productores suelen poseer en gran medida tokens nativos, vinculando su éxito o fracaso con la cadena, lo que limita el abuso de poder económico;

A nivel de aplicaciones, se han desarrollado soluciones para reducir la vulnerabilidad a estos problemas.

Aunque estos factores permiten que DeFi funcione hasta ahora, a largo plazo no son suficientes para que los mercados en la cadena puedan competir realmente con los mercados off-chain.

En cadenas con mucha actividad económica, convertirse en nodo productor requiere un gran staking. Por ello, los nodos deben poseer muchos tokens o tener suficiente reputación para recibir delegaciones de otros poseedores. En cualquier caso, los grandes operadores de nodos suelen ser entidades reconocidas con buena reputación. Además, el staking les motiva a mantener el desarrollo de la cadena. Por eso, aún no hemos visto un uso malicioso completo del poder por parte de los nodos, pero eso no significa que el problema no exista.

Primero, confiar en la buena voluntad, la presión social y los incentivos a largo plazo de los operadores de nodos no son fundamentos confiables para el futuro financiero. A medida que crece la escala de las finanzas en la cadena, también aumentan las posibles ganancias de los nodos. Cuanto mayor sea la tentación, más frágil será la presión social para que no violen intereses a corto plazo.

Segundo, el grado en que los nodos abusan de su poder es un espectro continuo, desde comportamientos moderados hasta la destrucción total del mercado. Los operadores pueden ampliar unilateralmente su poder para obtener mayores beneficios; si alguien cruza la línea, otros seguirán rápidamente. La conducta de un solo nodo puede parecer limitada, pero la acción colectiva puede tener consecuencias evidentes.

Un ejemplo clásico es el juego en el tiempo: los nodos retrasan la publicación de bloques para maximizar beneficios dentro de los límites del protocolo. Esto puede alargar los tiempos de bloque o incluso causar omisiones. Aunque estas estrategias son conocidas, los nodos inicialmente actúan con moderación por responsabilidad hacia la cadena. Sin embargo, este equilibrio social es muy frágil: si un nodo empieza a hacer arbitraje sin costo, otros rápidamente lo imitarán.

El juego en el tiempo es solo un ejemplo de cómo los nodos pueden aumentar sus beneficios sin abusar completamente del poder. También existen muchas otras formas en que los nodos pueden incrementar sus ganancias a costa de las aplicaciones. Aunque estas conductas aisladas puedan ser tolerables, en última instancia, cruzarán un umbral que hará que los costos de operar en la cadena superen los beneficios.

Otra razón por la que DeFi aún funciona es que muchas aplicaciones trasladan la lógica central fuera de la cadena, registrando solo los resultados. Por ejemplo, los protocolos que requieren ejecuciones rápidas en subastas suelen realizar los procesos en off-chain, usando mecanismos de nodos autorizados para evitar comportamientos maliciosos. UniswapX en Ethereum y Cowswap en subastas batch usan ejecución off-chain.

Aunque estas soluciones permiten que las aplicaciones funcionen, colocan a la cadena subyacente y su propuesta de valor en una situación incómoda: trasladan la lógica de ejecución fuera de la cadena, dejando a la cadena solo como capa de liquidación. Uno de los principales beneficios de DeFi es la composabilidad, pero si toda la ejecución se realiza fuera de la cadena, las aplicaciones quedan aisladas en islas. Además, la ejecución off-chain introduce nuevas hipótesis de confianza: además de la disponibilidad de la cadena, la infraestructura off-chain debe funcionar correctamente.

¿Cómo lograr la predictibilidad?

Para resolver estos problemas, los protocolos deben cumplir con dos características principales: garantías estables de inclusión en la cadena y reglas de ordenamiento, además de protección de la privacidad antes de la confirmación de las transacciones.

Primero: resistencia a la censura

Este primer aspecto puede resumirse como resistencia a la censura a corto plazo: si una transacción llega a un nodo honesto, se garantiza que será incluida en el próximo bloque disponible.

Resistencia a la censura a corto plazo: cualquier transacción válida que llegue a un nodo honesto en tiempo, será empaquetada en el próximo bloque.

Más precisamente, si el protocolo funciona con un reloj fijo, por ejemplo, un bloque cada 100 ms, y una transacción llega a un nodo honesto a los 250 ms, debe ser incluida en un bloque de los 300 ms. El atacante no puede decidir ignorar o retrasar la transacción selectivamente. La idea central es que los usuarios y aplicaciones tengan un camino altamente confiable para que sus transacciones sean incluidas, sin que un nodo malicioso pueda hacer que fallen por pérdida o fallo en su operación.

Aunque esta definición requiere que toda transacción que llegue a cualquier nodo honesto sea empaquetada, su implementación práctica puede ser costosa. Lo importante es que el protocolo sea lo suficientemente robusto para que la entrada a la cadena sea altamente predecible y simple de entender.

Los protocolos con un solo nodo productor sin permisos claramente no cumplen con esta característica: si el nodo productor actúa mal, no hay otra vía para incluir transacciones. En cambio, si hay un grupo de cuatro nodos garantizando la inclusión en cada período, la confianza y la predictibilidad aumentan mucho. Para que las aplicaciones prosperen de forma robusta, vale la pena sacrificar algo de rendimiento. Encontrar el equilibrio óptimo entre robustez y rendimiento requiere más investigación, pero las garantías actuales de los protocolos son claramente insuficientes.

Una vez que el protocolo garantice la inclusión, el ordenamiento de transacciones se vuelve sencillo. Puede usar reglas de ordenamiento deterministas, como ordenar por tarifa de prioridad, o permitir que las aplicaciones ordenen las transacciones relacionadas con su estado. La mejor forma de ordenar aún está en investigación activa, pero en cualquier caso, solo si las transacciones se incluyen en la cadena, el ordenamiento tiene sentido.

Segundo: protección de la privacidad

Tras la resistencia a la censura, otro aspecto clave que debe cumplir el protocolo es la protección de la privacidad, que llamamos ocultación.

Ocultación: salvo la parte que envía la transacción, ninguna otra parte puede conocer la información de la transacción antes de que esta sea confirmada y ordenada en la cadena.

Un protocolo que garantice la ocultación permite que los nodos receptores puedan ver en claro el contenido de las transacciones, pero el resto de la red debe mantener esa información oculta hasta que se alcance consenso y se confirme el orden. Por ejemplo, puede usar cifrado con retardo, donde el contenido del bloque no sea visible hasta una fecha límite, o cifrado con umbral, donde un comité descifra solo después de que el bloque sea irreversible.

Esto significa que los nodos pueden abusar de la información que envían, pero el resto de la red solo conocerá el contenido una vez que la transacción esté confirmada y ordenada. La definición funciona si en cada período hay múltiples nodos que pueden empaquetar transacciones, evitando que un solo nodo tenga control total.

No hemos adoptado definiciones de privacidad más estrictas (como mempool cifrado), porque el protocolo necesita filtrar transacciones basura. Si toda la información de la transacción estuviera completamente oculta, la red no podría distinguir entre transacciones válidas y basura. La única opción es revelar algunos metadatos no cifrados, como direcciones de pago que se cobran independientemente de la validez de la transacción. Pero estos metadatos pueden revelar suficiente información para que un atacante explote. Por eso, optamos por un compromiso: solo un nodo puede ver en claro el contenido de la transacción, y el resto de la red no. Esto también implica que los usuarios deben tener al menos un nodo honesto en cada período para que sirva como entrada a la cadena.

Una combinación de resistencia a la censura y protección de la privacidad en el protocolo es ideal para construir aplicaciones financieras. Volviendo al ejemplo del libro de órdenes, estas dos características evitan que Bob destruya el mercado: no puede censurar la oferta de Alice ni usarla para guiar su comportamiento, resolviendo perfectamente los problemas mencionados.

Con garantías de resistencia a la censura a corto plazo, cualquier transacción (ya sea una orden o una oferta en una subasta) puede ser incluida inmediatamente. Los market makers pueden modificar órdenes, los pujadores pueden ofertar rápidamente, y la liquidación puede realizarse de forma eficiente. Los usuarios pueden confiar en que sus operaciones se ejecutarán de inmediato, permitiendo construir aplicaciones financieras de baja latencia y orientadas al mundo real en la cadena.

Para que la blockchain compita y supere a la infraestructura financiera actual, hay mucho más que mejorar que solo el rendimiento.