a16z membahas masa depan pasar on-chain: Mengapa prediktabilitas adalah fondasi utama?

撰文：Pranav Garimidi、Joachim Neu 和 Max Resnick，a16z crypto

编译：Glendon，Techub News

区块链 sekarang dapat dengan percaya diri mengklaim bahwa ia memiliki kemampuan untuk bersaing dengan infrastruktur keuangan yang ada. Sistem produksi saat ini dapat memproses puluhan ribu transaksi per detik, dan di masa depan masih ada ruang untuk peningkatan yang signifikan.

Namun, selain dari throughput mentah, aplikasi keuangan juga memerlukan prediktabilitas. Ketika sebuah transaksi dikirim, baik itu transaksi, tawaran lelang atau eksekusi opsi—operasi normal sistem keuangan bergantung pada jaminan yang dapat diandalkan tentang kapan transaksi akan dicatat di blockchain. Jika transaksi mengalami keterlambatan yang tidak dapat diprediksi (baik itu akibat serangan jahat atau kejadian kebetulan), banyak aplikasi akan menjadi tidak berguna. Agar aplikasi keuangan di blockchain dapat bersaing, blockchain harus menyediakan jaminan inklusi jangka pendek: yaitu, begitu transaksi yang valid dikirim ke jaringan, harus ada jaminan bahwa itu akan segera dicatat.

Misalnya, dengan menggunakan buku pesanan di blockchain sebagai contoh. Buku pesanan yang efisien memerlukan pembuat pasar untuk menyediakan likuiditas melalui penawaran yang terus-menerus. Masalah kunci yang dihadapi pembuat pasar adalah, sambil memperkecil spread harga beli dan jual, menghindari pengambilan keputusan yang merugikan akibat penyimpangan penawaran dari tingkat pasar secara keseluruhan. Untuk itu, pembuat pasar harus terus memperbarui pesanan mereka untuk mencerminkan perubahan di dunia eksternal. Misalnya, jika pernyataan dari Federal Reserve menyebabkan harga aset melonjak, pembuat pasar perlu segera merespons dan memperbarui pesanan mereka ke harga baru. Dalam situasi ini, jika transaksi pembaruan pesanan pembuat pasar tidak dapat segera dicatat di blockchain, para arbiter akan melakukan transaksi dengan harga yang sudah usang, menyebabkan kerugian bagi pembuat pasar. Akibatnya, pembuat pasar terpaksa memperlebar spread untuk mengurangi risiko kejadian semacam itu, sehingga menurunkan daya saing tempat transaksi di blockchain.

Mekanisme inklusi transaksi yang dapat diprediksi memberikan jaminan yang kuat bagi pembuat pasar, memungkinkan mereka untuk merespons kejadian di luar blockchain dengan cepat, dan mempertahankan operasi pasar di blockchain yang efisien.

Kondisi saat ini dan kebutuhan di masa depan

Saat ini, blockchain yang ada hanya menyediakan jaminan inklusi akhir yang berlaku dalam hitungan detik. Meskipun jaminan ini cukup untuk memenuhi kebutuhan aplikasi seperti pembayaran, tetapi terlalu lemah untuk banyak aplikasi keuangan yang memerlukan respons waktu nyata terhadap informasi. Menggunakan buku pesanan sebagai contoh: bagi pembuat pasar, jika transaksi arbiter dapat lebih cepat masuk ke blockchain, maka jaminan “akan dicatat dalam beberapa detik ke depan” tidak ada artinya. Dalam keadaan tanpa jaminan inklusi yang kuat, pembuat pasar hanya dapat menangani risiko pengambilan keputusan yang merugikan yang lebih tinggi dengan memperlebar spread, sehingga memberikan harga yang lebih buruk kepada pengguna. Ini, pada gilirannya, membuat transaksi di blockchain menjadi kurang menarik dibandingkan tempat transaksi lain yang dapat memberikan jaminan yang lebih kuat.

Untuk membuat blockchain benar-benar mewujudkan visi sebagai infrastruktur pasar modal modern, para pengembang harus menyelesaikan masalah ini sehingga aplikasi bernilai tinggi seperti buku pesanan dapat berkembang dengan baik.

Seberapa sulit untuk mencapai prediktabilitas?

Memperkuat jaminan inklusi transaksi di blockchain yang ada untuk mendukung aplikasi tingkat keuangan adalah tugas yang menantang. Saat ini, beberapa protokol bergantung pada node tunggal (yaitu “pemimpin”) untuk menentukan urutan inklusi transaksi pada waktu tertentu. Meskipun ini menyederhanakan implementasi teknik rantai berkinerja tinggi, hal ini juga membawa potensi bottleneck ekonomi, memungkinkan pemimpin untuk meraih nilai. Biasanya, selama periode di mana suatu node menjabat sebagai pemimpin, ia memiliki kontrol penuh atas transaksi mana yang akan dimasukkan dalam blok.

Bagi blockchain yang menangani aktivitas keuangan, pemimpin berada dalam posisi istimewa. Jika pemimpin tunggal tersebut memutuskan untuk tidak menginklusikan suatu transaksi, satu-satunya cara untuk memperbaikinya adalah menunggu pemimpin berikutnya yang bersedia menginklusikan transaksi tersebut. Dalam jaringan tanpa izin, pemimpin memiliki insentif untuk mengambil keuntungan, yang sering dikenal sebagai MEV (nilai maksimum yang dapat diekstraksi). Dampak MEV tidak terbatas pada operasi seperti “terjebak di tengah transaksi AMM”. Bahkan jika pemimpin hanya dapat menunda inklusi transaksi selama beberapa milidetik, ia dapat meraih keuntungan besar dan mengurangi efisiensi aplikasi yang mendasarinya. Jika buku pesanan hanya memprioritaskan transaksi dari beberapa trader, maka semua trader lainnya akan berada dalam lingkungan persaingan yang tidak adil. Dalam skenario terburuk, tindakan pemimpin bahkan dapat membuat trader marah, yang menyebabkan mereka meninggalkan platform sepenuhnya.

Misalkan suku bunga naik, harga ETH segera turun 5%. Semua pembuat pasar di buku pesanan akan berlomba-lomba untuk membatalkan pesanan mereka dan mengajukan pesanan baru dengan harga baru. Sementara itu, semua arbiter akan mengajukan pesanan untuk menjual ETH dengan harga pesanan lama. Jika buku pesanan tersebut berjalan di atas protokol yang dikendalikan oleh pemimpin tunggal, maka pemimpin akan memiliki kekuatan yang sangat besar. Pemimpin dapat langsung melarang semua tindakan pembatalan dari pembuat pasar, sehingga memberikan keuntungan besar kepada arbiter. Atau, pemimpin dapat tidak secara langsung melarang tindakan pembatalan, tetapi menunda tindakan pembatalan hingga arbiter menyelesaikan transaksinya. Pemimpin bahkan dapat langsung menyisipkan transaksi arbitrase mereka sendiri untuk sepenuhnya memanfaatkan perbedaan harga.

Konflik dua kebutuhan ideal: ketahanan terhadap sensor dan kebutuhan untuk menyembunyikan informasi

Menghadapi keuntungan ini, partisipasi pembuat pasar menjadi tidak menguntungkan; setiap kali terjadi perubahan harga, mereka bisa menjadi sasaran eksploitasi. Inti masalahnya adalah pemimpin pasar memiliki dua keistimewaan yang berlebihan: 1) pemimpin dapat menyensor transaksi orang lain; 2) pemimpin dapat melihat transaksi orang lain dan berdasarkan itu mengajukan transaksi mereka sendiri sebagai respons. Salah satu dari dua masalah ini dapat memiliki konsekuensi yang menghancurkan.

Contoh

Kita dapat menjelaskan masalah ini dengan tepat melalui contoh berikut. Misalkan ada sebuah lelang dengan dua penawar, Alice dan Bob, di mana Bob kebetulan adalah “pemimpin” blok tempat lelang tersebut berlangsung. (Di sini hanya ada dua penawar hanya untuk tujuan ilustrasi; terlepas dari jumlah penawar, penalaran yang sama berlaku.)

Lelang menerima tawaran dari awal hingga akhir periode produksi blok, misalkan dari waktu t=0 hingga t=1. Alice mengajukan tawaran bA pada waktu tA, Bob mengajukan tawaran bB pada waktu tB > tA. Karena Bob adalah pemimpin blok tersebut, ia selalu dapat memastikan bahwa ia adalah penawar terakhir. Alice dan Bob juga memiliki sumber informasi harga aset yang terus diperbarui untuk dibaca (misalnya, harga tengah dari bursa terpusat). Pada waktu t, misalkan harga tersebut adalah pt. Kita berasumsi pada waktu t, keduanya memiliki ekspektasi harga aset pada akhir lelang (t=1) selalu sama dengan harga yang mereka lihat saat ini, yaitu pt. Dengan kata lain, pada setiap saat, Alice dan Bob memperkirakan bahwa harga aset pada akhir lelang sama dengan harga yang mereka lihat saat ini. Aturan lelang sangat sederhana: penawar dengan tawaran tertinggi antara Alice dan Bob memenangkan lelang dan membayar harga tawarannya.

Kebutuhan akan ketahanan terhadap sensor

Sekarang pertimbangkan apa yang terjadi ketika Bob dapat memanfaatkan keuntungannya sebagai pemimpin. Jika Bob dapat mencegah tawaran Alice, jelas lelang akan gagal. Bob hanya perlu mengajukan jumlah yang sangat kecil dan memastikan dirinya menang, karena tidak ada tawaran lain. Ini akan menyebabkan lelang berakhir dengan pendapatan hampir nol.

Kebutuhan untuk menyembunyikan informasi

Situasi yang lebih kompleks adalah ketika Bob tidak dapat secara langsung mencegah tawaran Alice, tetapi masih dapat melihat tawaran Alice sebelum mengajukan tawarannya sendiri. Dalam kasus ini, Bob memiliki strategi sederhana: ketika ia mengajukan tawaran, ia hanya perlu memeriksa apakah ptB lebih besar dari bA. Jika iya, Bob akan mengajukan jumlah yang sedikit lebih tinggi dari bA; jika tidak, Bob sama sekali tidak mengajukan tawaran. Dengan mengadopsi strategi ini, Bob menyebabkan Alice mengalami risiko pengambilan keputusan yang merugikan. Alice hanya akan menang jika perubahan harga membuat tawarannya akhirnya lebih tinggi dari nilai ekspektasi aset. Setiap kali Alice memenangkan lelang, ia berharap akan rugi, sehingga lebih baik tidak ikut lelang. Dengan hilangnya semua penawar kompetitif, Bob sekali lagi hanya perlu mengajukan jumlah yang sangat kecil untuk menang, dan lelang pada dasarnya akan menghasilkan pendapatan nol.

Kesimpulan kunci di sini adalah durasi lelang tidak penting. Selama Bob dapat menyensor tawaran Alice, atau melihat tawaran Alice sebelum mengajukan tawarannya, lelang ini sudah pasti akan gagal.

Prinsip ini juga berlaku untuk setiap skenario perdagangan aset frekuensi tinggi, baik itu perdagangan spot, kontrak berkelanjutan, atau bursa derivatif: jika ada seorang pemimpin yang memiliki kekuatan besar seperti Bob dalam contoh ini, maka ia dapat menyebabkan pasar runtuh sepenuhnya. Agar produk berbasis blockchain yang melayani kasus penggunaan ini dapat beroperasi secara berkelanjutan, mereka sama sekali tidak boleh memberikan kekuasaan ini kepada pemimpin.

Bagaimana masalah ini muncul dalam praktik saat ini?

Deskripsi di atas menggambarkan gambaran suram dari transaksi blockchain pada protokol pemimpin tunggal tanpa izin. Namun, volume transaksi di bursa terdesentralisasi (DEX) di banyak protokol pemimpin tunggal masih sehat, mengapa demikian?

Sebenarnya, kombinasi dari dua kekuatan ini dapat mengimbangi masalah yang disebutkan di atas:

Pemimpin tidak sepenuhnya memanfaatkan kekuatan ekonomi mereka, karena mereka sendiri biasanya memiliki kepentingan yang besar dalam keberhasilan rantai industri yang mendasarinya;

Aplikasi telah membangun mekanisme penghindaran yang sesuai untuk menghindari dampak dari masalah ini.

Meskipun kedua faktor ini memungkinkan DeFi untuk terus berkembang, dalam jangka panjang, mereka tidak cukup untuk membuat pasar blockchain benar-benar bersaing dengan pasar off-chain.

Untuk menjadi pemimpin di blockchain dengan aktivitas ekonomi yang signifikan, diperlukan pemegang staking yang besar. Oleh karena itu, pemimpin harus memiliki staking yang besar atau memiliki cukup reputasi untuk menarik pemegang token lain untuk mendelegasikan staking. Dalam kedua kasus, operator node besar biasanya adalah entitas terkenal yang memiliki reputasi baik. Selain reputasi, staking ini juga berarti operator memiliki insentif ekonomi untuk mendorong perkembangan rantai terkait. Oleh karena itu, kita pada dasarnya tidak melihat pemimpin memanfaatkan kekuasaan pasar mereka seperti yang dijelaskan di atas—tetapi ini tidak berarti bahwa masalah ini tidak ada.

Pertama, mengandalkan niat baik operator node melalui tekanan sosial dan insentif jangka panjang bukanlah dasar yang kokoh untuk perkembangan masa depan keuangan. Seiring dengan meningkatnya skala aktivitas keuangan di blockchain, potensi keuntungan pemimpin juga meningkat. Semakin besar potensi keuntungan ini, semakin sulit untuk membatasi perilaku pemimpin secara sosial, sehingga mereka bertindak bertentangan dengan kepentingan jangka pendek mereka.

Kedua, tingkat pemimpin dalam memanfaatkan kekuatan pasar adalah spektrum dari yang positif hingga yang menyebabkan keruntuhan pasar. Operator node dapat secara sepihak mendorong penggunaan kekuasaan mereka untuk meraih keuntungan yang lebih tinggi. Ketika beberapa operator menguji batas perilaku yang dapat diterima, operator lainnya cepat meniru. Tindakan satu node mungkin tampak sepele, tetapi ketika semua node melakukan perubahan, dampaknya menjadi jelas.

Contoh fenomena ini mungkin adalah “permainan waktu”: ketika pemimpin mencoba untuk mengumumkan blok secepat mungkin, sekaligus memastikan blok tersebut valid untuk protokol, mereka dapat memperoleh hadiah yang lebih tinggi. Ini akan menyebabkan waktu pembuatan blok menjadi lebih lama, bahkan dalam kasus pemimpin yang terlalu agresif, beberapa blok mungkin terlewat. Meskipun profitabilitas strategi-strategi ini sudah diketahui, para pemimpin memilih untuk tidak terlibat untuk menjaga ketertiban rantai.

Namun, keseimbangan sosial ini sangat rapuh. Begitu seorang operator node mulai memanfaatkan strategi ini untuk meraih hadiah yang lebih tinggi tanpa konsekuensi, operator lain akan segera meniru. Permainan waktu hanyalah salah satu contoh bagaimana pemimpin dapat meningkatkan keuntungan tanpa sepenuhnya memanfaatkan kekuatan pasar. Pemimpin juga dapat mengambil banyak tindakan lain untuk meningkatkan pendapatan mereka, yang sering merugikan kepentingan aplikasi. Dilihat secara terpisah, tindakan ini mungkin efektif untuk aplikasi, tetapi akhirnya skala akan mencapai titik kritis di mana biaya di blockchain melebihi manfaatnya.

Faktor lain yang memungkinkan DeFi untuk tetap berfungsi adalah bahwa aplikasi memindahkan logika penting ke luar blockchain, hanya mempublikasikan hasilnya di blockchain. Misalnya, protokol yang memerlukan lelang cepat akan dieksekusi di luar blockchain. Aplikasi ini biasanya berjalan pada sekelompok node berizin untuk menjalankan mekanisme yang diperlukan untuk menghindari konflik dengan pemimpin jahat.

Misalnya, UniswapX menjalankan lelang Belanda mereka di luar blockchain untuk menyelesaikan transaksi di jaringan utama Ethereum, dan Cowswap juga menjalankan lelang batch mereka di luar blockchain dengan cara yang mirip. Meskipun ini dapat dilakukan untuk aplikasi, ini membuat infrastruktur yang mendasari dan proposisi nilai yang dibangun di blockchain berada dalam situasi yang tidak stabil. Jika logika eksekusi aplikasi berada di luar blockchain, maka infrastruktur yang mendasarinya hanya dapat digunakan untuk penyelesaian. Salah satu daya tarik terkuat DeFi adalah komposabilitas. Dalam semua eksekusi yang berlangsung di luar blockchain, aplikasi-aplikasi ini pada dasarnya hidup dalam lingkungan pulau. Mengandalkan eksekusi di luar blockchain juga menambah asumsi baru pada model kepercayaan aplikasi-aplikasi ini. Selain mengandalkan rantai yang mendasari untuk tetap aktif, infrastruktur di luar blockchain ini juga harus berfungsi agar aplikasi dapat beroperasi.

Bagaimana mencapai prediktabilitas

Untuk menyelesaikan masalah ini, protokol perlu memenuhi dua atribut: konsistensi inklusi dan aturan pengurutan transaksi serta privasi transaksi sebelum konfirmasi.

Kondisi utama: ketahanan terhadap sensor

Kami merangkum atribut pertama dengan istilah ketahanan terhadap sensor jangka pendek. Jika suatu protokol dapat menjamin bahwa setiap transaksi yang mencapai node yang valid akan diinklusikan dalam blok berikutnya yang mungkin, maka protokol tersebut memiliki ketahanan terhadap sensor jangka pendek.

Lebih tepatnya, kami mengasumsikan protokol berjalan dalam siklus jam tetap, di mana setiap blok dihasilkan dalam waktu tetap, misalnya setiap 100 milidetik. Maka, kami ingin menjamin bahwa jika sebuah transaksi tiba di node yang valid pada t=250 milidetik, itu akan disertakan dalam blok yang dihasilkan pada t=300 milidetik. Lawan tidak boleh dapat memilih untuk menyertakan beberapa transaksi yang mereka dengar sambil mengabaikan transaksi lainnya. Inti dari definisi ini adalah bahwa pengguna dan aplikasi harus memiliki cara yang sangat dapat diandalkan untuk menerima transaksi pada setiap titik waktu. Tidak boleh ada situasi di mana satu node kehilangan data karena perilaku jahat atau kesalahan operasional sederhana, yang menyebabkan transaksi tidak dapat diselesaikan.

Meskipun definisi ini meminta jaminan bahwa semua transaksi yang mencapai node yang valid dapat diinklusikan, dalam praktiknya, biaya untuk mewujudkannya mungkin terlalu tinggi. Kuncinya adalah protokol harus cukup kuat sehingga titik masuk transaksi di blockchain dapat beroperasi dengan cara yang sangat dapat diprediksi dan mudah dipahami. Protokol pemimpin tunggal tanpa izin jelas tidak memenuhi karakteristik ini, karena jika pemimpin tunggal berada dalam “status Byzantium” pada waktu tertentu, transaksi tidak dapat dicatat ke blockchain dengan cara lain. Namun, bahkan sekelompok empat node yang dapat menjamin inklusi transaksi di setiap slot waktu sangat meningkatkan jumlah opsi di mana pengguna dan aplikasi dapat menyelesaikan transaksi. Untuk memastikan aplikasi dapat beroperasi secara stabil, mengorbankan beberapa kinerja adalah hal yang sepadan. Menemukan keseimbangan yang tepat antara ketahanan dan kinerja masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan, tetapi jaminan yang diberikan oleh protokol yang ada masih jauh dari cukup.

Mengingat bahwa protokol dapat menjamin inklusi, dapat memastikan integritas data, mekanisme pengurutan pada dasarnya diperoleh secara gratis. Protokol dapat dengan bebas menggunakan aturan pengurutan deterministik apa pun untuk menjamin konsistensi pengurutan. Solusi paling sederhana adalah mengurutkan berdasarkan biaya prioritas, atau memungkinkan aplikasi untuk secara fleksibel mengurutkan transaksi yang berinteraksi dengan status mereka. Cara terbaik untuk mengurutkan transaksi masih merupakan bidang penelitian yang aktif, tetapi bagaimanapun juga, aturan pengurutan hanya memiliki makna jika transaksi yang akan diurutkan ada.

Kebutuhan kedua: privasi

Setelah memiliki kemampuan ketahanan terhadap sensor jangka pendek, atribut terpenting berikutnya yang perlu disediakan oleh protokol adalah bentuk privasi yang kami sebut sebagai “privasi tersembunyi”.

Privasi tersembunyi: selain node tempat transaksi diajukan, tidak ada pihak yang dapat mengetahui informasi tentang transaksi sebelum transaksi tersebut dikonfirmasi secara final oleh protokol.

Protokol dengan privasi tersembunyi mungkin memungkinkan node untuk melihat semua transaksi yang diajukan kepada mereka dalam bentuk plaintext, tetapi mengharuskan semua bagian lain dari protokol untuk sepenuhnya tidak terlihat terhadap konten transaksi sampai konsensus dicapai dan urutan transaksi dalam log final ditentukan. Misalnya, protokol mungkin menggunakan enkripsi kunci waktu, sehingga konten seluruh blok tetap tersembunyi hingga batas waktu tertentu; atau protokol mungkin menggunakan enkripsi batas, sehingga blok hanya akan didekripsi setelah komite secara konsensus mengkonfirmasi bahwa itu tidak dapat dibatalkan.

Ini berarti bahwa sebuah node mungkin memanipulasi informasi transaksi yang diajukan kepadanya, tetapi bagian lain dari protokol tidak mengetahui rincian spesifik dari konten transaksi yang mereka andalkan sampai konsensus tercapai. Ketika informasi transaksi diungkapkan kepada node lain di jaringan, transaksi tersebut telah disortir dan dikonfirmasi, sehingga tidak ada node lain yang dapat mengeksekusi transaksi tersebut lebih awal. Agar definisi ini memiliki makna praktis, ini berarti bahwa beberapa node dapat memproses transaksi yang sama dalam periode waktu tertentu.

Kami memilih untuk tidak menggunakan skema yang lebih kuat (yaitu hanya pengguna yang mengetahui informasi transaksi sebelum konfirmasi transaksi, seperti memori terenskripsi), karena protokol memerlukan beberapa langkah untuk menyaring transaksi sampah. Jika konten transaksi sepenuhnya tersembunyi dari seluruh jaringan, maka jaringan tidak dapat membedakan transaksi sampah dari transaksi yang valid. Satu-satunya solusi adalah mengungkapkan beberapa metadata yang tidak tersembunyi dalam transaksi, seperti alamat pengirim yang akan dikenakan biaya terlepas dari apakah transaksi tersebut valid. Namun, metadata ini mungkin akan mengungkapkan cukup informasi untuk memungkinkan lawan memanfaatkan. Oleh karena itu, kami cenderung membiarkan node tunggal sepenuhnya menguasai rincian transaksi, sementara node lain di jaringan tidak dapat memperoleh informasi apa pun. Tetapi ini berarti bahwa agar fitur ini berguna, pengguna harus memiliki setidaknya satu node yang jujur sebagai titik masuk agar transaksi dapat berhasil diajukan pada setiap slot transaksi.

Penutup

Protokol yang memiliki kemampuan ketahanan terhadap sensor jangka pendek dan privasi menyediakan dasar yang ideal untuk membangun aplikasi keuangan. Kembali ke contoh sebelumnya tentang mengadakan lelang di blockchain, kedua fitur ini secara langsung menyelesaikan masalah yang mungkin menyebabkan pasar runtuh oleh Bob. Bob tidak dapat menyensor tawaran Alice, dan ia juga tidak dapat memanfaatkan tawaran Alice untuk mempengaruhi tawarannya sendiri, yang dengan tepat menyelesaikan masalah 1 dan masalah 2 dalam contoh kami sebelumnya.

Dengan adanya ketahanan terhadap sensor untuk konten jangka pendek, setiap operasi pengajuan transaksi (baik itu transaksi atau tawaran lelang) dapat dipastikan akan segera diinklusikan. Pembuat pasar dapat mengubah pesanan mereka; penawar dapat segera mengajukan tawaran; operasi likuidasi dapat diselesaikan dengan efisien. Pengguna dapat yakin bahwa setiap tindakan yang mereka ambil akan segera dilaksanakan. Ini, pada gilirannya, akan memungkinkan generasi berikutnya dari aplikasi keuangan dunia nyata dengan latensi rendah untuk sepenuhnya dibangun di atas blockchain. Dan agar blockchain benar-benar bersaing dengan infrastruktur keuangan yang ada, bahkan melampaui kinerjanya, kami perlu menyelesaikan jauh lebih banyak masalah daripada sekadar throughput.