a16z: DeFi supera a CeFi, la predictibilidad es clave

Autor | Pranav Garimidi, Joachim Neu, Max Resnick

Traductor | 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 pueden procesar decenas de miles de transacciones por segundo, y el rendimiento futuro se espera que aumente en órdenes de magnitud.

Pero además del simple rendimiento, las aplicaciones financieras también necesitan predictibilidad. Cuando se inicia una transacción, ya sea una orden, una oferta en una subasta o la ejecución de una opción, contar con una garantía confiable de cuándo se registrará en la cadena es un requisito 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, un libro de órdenes en la cadena funciona de esta manera. Un libro de órdenes eficiente requiere que los creadores de mercado proporcionen liquidez de forma continua, colocando órdenes de compra y venta en el mercado. El problema central para los creadores de mercado es: reducir al máximo el diferencial de precios sin sufrir selección adversa por descoordinación entre las cotizaciones y el mercado. Para ello, deben actualizar continuamente las 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 de los activos, los creadores de mercado deben responder inmediatamente, actualizando sus órdenes a los nuevos precios. Si las transacciones que actualizan las órdenes no se registran instantáneamente en la cadena, los arbitrajistas podrán realizar transacciones con precios desactualizados, causando pérdidas a los creadores de mercado. En ese momento, estos solo podrán ampliar el diferencial de precios para reducir el riesgo, lo que disminuirá la competitividad de las plataformas de trading en la cadena.

Un mecanismo predecible para registrar transacciones en la cadena puede ofrecer garantías confiables a los creadores de mercado, 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 pueden ofrecer garantías de inclusión final en la cadena, 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 creadores de mercado, 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 creadores de mercado solo puedan reducir el riesgo ampliando el diferencial de precios 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 fuertes.

Si la blockchain quiere realmente realizar su visión de convertirse en la infraestructura moderna del mercado de capitales, los desarrolladores deben resolver estos problemas para permitir que aplicaciones de alto valor, como los libros de órdenes, prosperen.

¿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 las cadenas públicas de alto rendimiento, también crea un posible punto de monopolio económico: el nodo productor puede aprovecharse de ello para obtener valor.

Normalmente, durante la ventana en que un nodo es elegido como productor de bloques, 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 solo pueden esperar al siguiente nodo dispuesto a empaquetar. En redes sin permisos, el nodo productor tiene un incentivo natural para extraer valor, conocido como MEV (valor extraíble máximo).

El MEV no se limita a ataques de tipo sandwich. Incluso retrasar la inclusión de transacciones en decenas de milisegundos puede generar ganancias sustanciales 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 instantáneamente un 5%. Todos los creadores de mercado 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 de órdenes funciona en un protocolo con un único nodo productor, ese nodo tendrá un poder enorme. Podría revisar todas las transacciones de cancelación de los creadores de mercado, permitiendo que los arbitrajistas obtengan ganancias excesivas; o no revisarlas directamente, sino retrasar las cancelaciones para que las transacciones de arbitraje se ejecuten primero; incluso puede insertar sus propias transacciones de arbitraje para beneficiarse de las desviaciones de precio.

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

Frente a esta ventaja, la participación activa de los creadores de mercado se vuelve poco rentable, ya que cualquier movimiento de precios puede ser explotado. La raíz del problema radica en los dos privilegios del nodo productor:

Puede censurar transacciones de otros;

Puede ver las transacciones de otros y, en base a ello, enviar las suyas propias.

Cualquiera de estos problemas puede tener consecuencias catastróficas.

Un ejemplo

Usamos una subasta para ilustrar este problema con precisión. Supongamos que hay dos pujadores, Alice y Bob, y que 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 acepta ofertas durante 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, con oferta bB. Como Bob es el nodo productor, puede asegurarse de actuar en último lugar.

Ambos pueden obtener precios de un flujo de precios en constante actualización (por ejemplo, el precio medio de un exchange centralizado), donde pₜ es el precio en el momento t. Supongamos que, en cualquier momento t, ambos esperan que el precio esperado de los activos al final de la subasta (t=1) sea igual al precio actual 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 usando su condición de nodo productor, el mecanismo de la subasta se colapsará. Solo necesita ofrecer un precio muy bajo para asegurarse la victoria, y los ingresos finales de la subasta serán casi nulos.

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;

De lo contrario, simplemente no participa.

Con esta estrategia, Alice enfrentará una selección adversa: solo ganará si su oferta supera el valor esperado del activo, pero ganar en esas condiciones implica una pérdida, por lo que eventualmente se retirará. Cuando todos los demás se retiren, Bob podrá ofrecer un precio muy bajo y ganar la subasta, con beneficios casi nulos.

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

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

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

El análisis anterior describe un escenario sombrío en el que un único nodo productor sin permisos puede poner en riesgo toda la cadena, pero muchas plataformas descentralizadas (DEX) con protocolos similares aún mantienen volúmenes considerables. ¿Por qué?

En realidad, hay dos fuerzas que contrarrestan estos problemas:

Los nodos productores suelen poseer en gran medida tokens nativos, y su éxito está profundamente ligado a la blockchain, por lo que no abusan completamente de su poder económico;

En la capa de aplicación, ya se han desarrollado soluciones alternativas que reducen la vulnerabilidad a estos problemas.

Aunque estos factores permiten que DeFi funcione normalmente hasta ahora, a largo plazo no son suficientes para que el mercado en la cadena compita realmente con el mercado fuera de la cadena.

En blockchains con actividad económica activa, convertirse en nodo productor requiere un gran staking. Por lo tanto, los nodos deben poseer muchos tokens o tener suficiente reputación para obtener 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 blockchain. Por ello, aún no hemos visto un uso malicioso completo del poder por parte de los nodos, pero eso no significa que no exista un problema.

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 potenciales ganancias de los nodos. Cuanto mayor sea la tentación, más frágil será la presión social para que los nodos 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, y si alguien cruza la línea, otros seguirán rápidamente. La conducta de un solo nodo puede parecer limitada, pero una tendencia colectiva puede tener consecuencias evidentes.

El ejemplo más clásico es el juego secuencial: los nodos productores retrasan la publicación de bloques tanto como sea posible, dentro de los límites permitidos por el protocolo, para maximizar sus ganancias. Esto puede alargar los tiempos de bloque o incluso causar omisiones. Aunque estas estrategias son conocidas por ser rentables, inicialmente los nodos actúan con moderación por responsabilidad hacia la red. Sin embargo, este equilibrio social es muy frágil: si un nodo comienza a hacer arbitraje sin costo, otros seguirán rápidamente.

El juego secuencial 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 sacrificar la integridad de la aplicación para obtener mayores retornos. Aunque estas conductas aisladas pueden ser toleradas en principio, eventualmente cruzarán un umbral, haciendo 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, solo registrando los resultados. Por ejemplo, los protocolos que requieren ejecuciones rápidas, como subastas, suelen realizar la mayor parte del proceso fuera de la cadena, usando mecanismos de nodos autorizados para evitar problemas con nodos maliciosos. UniswapX en Ethereum y Cowswap con subastas en lote son ejemplos de ejecuciones fuera de la cadena.

Aunque estos enfoques permiten que las aplicaciones funcionen, colocan a la blockchain subyacente y su propuesta de valor en una posición incómoda: trasladan la lógica de ejecución fuera de la cadena, dejando a la blockchain como una capa de liquidación pura. Uno de los mayores beneficios de DeFi es la composabilidad, pero si toda la ejecución se realiza fuera de la cadena, las aplicaciones quedan aisladas en islas. Además, depender de la ejecución fuera de la cadena introduce nuevas hipótesis de confianza: además de la disponibilidad de la blockchain, la infraestructura fuera de la cadena también 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.

Primera condición: resistencia a la censura

Podemos resumir la primera característica como resistencia a la censura a corto plazo: si una transacción llega a un nodo honesto, se garantiza que será empaquetada 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 siguiente bloque.

De manera más precisa, supongamos que el protocolo funciona con un reloj fijo, por ejemplo, un bloque cada 100 milisegundos. Si 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 empaquetar selectivamente o ignorar transacciones. El núcleo de esta definición es: los usuarios y las aplicaciones deben tener un camino altamente confiable para que sus transacciones sean incluidas en la cadena, sin que fallos o malicia de un nodo individual impidan su registro.

Aunque esta definición requiere que todas las transacciones que lleguen a cualquier nodo honesto sean empaquetadas, la carga práctica de implementarla puede ser muy alta. Lo fundamental es que el protocolo sea lo suficientemente robusto para que la entrada a la cadena sea altamente predecible y simple de entender.

Un protocolo con un único nodo productor sin permisos claramente no cumple con esta característica: si el nodo productor actual actúa mal, no hay otra vía para que las transacciones entren en la cadena. Por otro lado, si un grupo de cuatro nodos puede garantizar la inclusión en cada período, se aumenta significativamente la opción de entrada para los usuarios y aplicaciones. Para que las aplicaciones prosperen de manera robusta, vale la pena sacrificar algo de rendimiento. Encontrar el equilibrio óptimo entre robustez y rendimiento requiere más investigación, pero claramente los protocolos existentes no ofrecen garantías suficientes.

Una vez que el protocolo puede garantizar la inclusión en la cadena, el problema del ordenamiento se vuelve trivial. Se puede usar cualquier regla de ordenamiento determinista, como ordenar por tarifa de prioridad, o permitir que las aplicaciones ordenen las transacciones en función de su propio estado. La mejor forma de ordenar aún está en investigación activa, pero en cualquier caso, solo si las transacciones entran en la cadena, el ordenamiento tiene sentido.

Segunda condición: ocultación de información

Tras la resistencia a la censura a corto plazo, la otra característica clave que debe tener el protocolo es la protección de la privacidad, que llamamos ocultación.

Ocultación: salvo las transacciones enviadas por el nodo que las recibe, ninguna parte participante puede conocer ninguna información sobre la transacción antes de que el orden y la confirmación final sean determinados por el consenso.

Un protocolo que cumple con la ocultación permite que los nodos receptores vean en claro el contenido de las transacciones, pero mantiene a los demás en la red en la ignorancia hasta que se complete el consenso y se determine el orden. Por ejemplo, puede usar cifrado con retardo, donde el contenido del bloque no sea visible antes de una fecha límite; o cifrado con umbral, donde un comité descifra el bloque solo después de que se confirme de forma irreversible.

Esto significa que los nodos pueden abusar de la información de las transacciones que envían a sí mismos, pero los demás en la red solo conocerán el contenido una vez que la transacción esté confirmada y ordenada. Cuando la información de la transacción se hace pública, el orden y la confirmación ya están realizados, y otros no podrán adelantarse. La validez de esta definición requiere que haya múltiples nodos capaces de empaquetar transacciones en cada período.

No adoptamos definiciones de privacidad más fuertes (como mempool cifrado), porque el protocolo necesita filtrar transacciones basura. Si el contenido de las transacciones estuviera completamente oculto, la red no podría distinguir entre transacciones válidas y basura. La única solución sería revelar 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 aproveche. Por eso, optamos por un compromiso: solo un nodo puede ver el contenido de la transacción, los demás en 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.

Un protocolo que combine resistencia a la censura a corto plazo y ocultación de información sería ideal para construir aplicaciones financieras. Volviendo al ejemplo del subasta en la cadena, estas dos características eliminan las dos formas en que Bob podría sabotear el mercado: no puede censurar la oferta de Alice ni usarla para guiar su propia estrategia, resolviendo perfectamente los problemas mencionados anteriormente.

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 en la cadena de inmediato. Los creadores de mercado pueden modificar órdenes, los pujadores pueden ofertar rápidamente, y las liquidaciones pueden ejecutarse eficientemente. Los usuarios pueden confiar en que sus operaciones se realizarán de inmediato, permitiendo que las nuevas aplicaciones financieras de baja latencia y orientadas al mundo real se construyan completamente en la cadena.

Para que la blockchain compita realmente con la infraestructura financiera actual y la supere, hay mucho más que resolver que solo el rendimiento.