coolsiu 15 мая 2019 в 19:33

2019: Год DEX (Децентрализованных бирж)

11 мин

15K

Анализ и проектирование систем*Децентрализованные сети*Криптовалюты

Перевод

Возможно ли, что период криптовалютной зимы стал золотым веком для технологии блокчейн? Добро пожаловать в 2019, год децентрализованных бирж (DEX)!

Каждый, кто имеет какое-либо отношение к криптовалютам или технологии блокчейн, переживает суровую зиму, которая ледяными горами отражается на ценовых графиках популярных и, не очень, криптовалют (прим.: пока переводили, уже ситуация немного изменилась...). Хайп прошел, пузырь лопнул, а дым рассеялся. Однако не все так плохо. Технологии продолжают развиваться и находят выход в таких решениях, как децентрализованные биржи (DEX — Decentralized Exchange), которые призваны кардинально изменить экосистему криптовалют в 2019 году.

Что такое децентрализованная биржа?

Вы можете быть удивлены. На централизованных торговых платформах, CEX (или Centralized Exchanges., прим.: в оригинале CEX это именно аббревиатура, не стоит смешивать с названием популярной биржи CEX.io), владелец платформы является лишь посредником, своего рода крипто-банкиром. Он отвечает за хранение и управление всеми средствами, которые торгуются на платформе. CEX, обычно, интуитивно-простая и доступная площадка, предлагающая высокую ликвидность и разнообразные торговые инструменты. Площадка также выступает шлюзом между фиатной валютой и крипто-активами.

Однако, как крипто-энтузиасты, мы знаем какие существуют риски централизации и доверие к посредникам, например, смерть основателя биржи Quadriga и потеря ключей от кошелька, на котором хранились средства пользователей. В случае централизованной площадки, она становится единой точкой отказа или цензуры.

Целью DEX является устранение посредников и единой точки отказа, путем проведения сделок непосредственно между пользователями, на самом блокчейне, который лежит в основе площадки, обходя торговую платформу. Таким образом, основная задача DEX состоит в том, чтобы просто предоставить покупателям актива инфраструктуру для поиска продавцов и наоборот.

Основное преимущество DEX по сравнению с CEX, очевидно:

«надежность». Больше нет необходимости в посреднике. Следовательно, пользователи сами являются ответственными за свои средства, а не централизованная платформа (чей директор может умереть, ключи могут быть украдены или осуществлен взлом);
так как пользователи являются ответственными за свои средства и нет никакого посредника в виде платформы, отсутствует вероятность цензуры (депозиты не могут быть заморожены, а пользователи заблокированы), не требуется верификация (KYC), чтобы получить доступ к торговым возможностям, и все торговые операции являются «анонимными», так как нет “смотрящего” и контролирующего органа;
и, что более важно, как правило, в DEX вы можете сделать любой тип обмена между активами (при условии, что предложения покупателя и продавца совпадают), поэтому вы не ограничены условиями листинга инструментов, как в CEX (прим.: в общем случае это не так, здесь автор немного фантазирует и описывает исключительно идеалистическую картину, которая сейчас возможна только в условиях возможности атомарных свопов между чейнами);

Но, как гласит старая пословица, «не все то золото, что блестит». У современных технологий DEX есть сложности, которые все еще предстоит решить. В первую очередь, DEX в настоящее время не слишком адаптирована для обычных пользователей. Нам, специалистам, может быть удобно использовать кошельки, управлять ключами, сид-фразами и подписью транзакций, но обычные пользователи боятся такого рода вещей.

Более того, поскольку сделки являются одноранговыми, некоторые биржи требуют, чтобы пользователи находились в сети для выполнения своей заявки (это звучит безумно, верно?). UX является основной причиной, по которой новички в криптовалюте предпочитают для торговли крипто-активами CEX, а не DEX. И как следствие ужасного UI/UX, DEX имеет низкую ликвидность практически по всех торгуемых активах.

Опять же, в случае, если вы забыли эту незначительную деталь, сделки в DEX являются одноранговыми, поэтому, если вы хотите обменять BTC на LTC, вам обязательно нужно найти клиента, готового обменять лайткоины на ваше предлагаемое количество биткойнов. Это может быть непростой задачей (мягко сказано) для определенных валют или в случае, если количество пользователей DEX-а невелико. И вот, все это вместе с ограниченной производительностью большинства DEX (блокчейнов в их основе), ставит непреодолимый заслон на пути к массовому принятию рынком.

И так:

CEX (централизованные):

Простые в использовании
Расширенные торговые возможности
Высокая ликвидность
Возможности работы с фиатными валютами (торговля, ввод/вывод)

DEX (децентрализованные):

Сложно разобраться и использовать
Только базовые торговые возможности
Низкая ликвидность
Нет возможности работы с обычными валютами

К счастью, все эти сложности можно исправить, что и пытаются сделать новые проекты. Но об этом чуть позже, для начала рассмотрим текущую ситуацию. Как создаются текущие DEX? Существует три основных подхода к проектированию DEX.

Он-чейн книга заявок и расчеты

Такой была архитектура первого поколения DEX. Простыми словами — это биржа, полностью поверх блокчейна. Все действия — каждый торговый ордер, изменение статуса — все записывается в блокчейн как транзакции. Таким образом, вся биржа управляется смарт-контрактом, который отвечает за размещение пользовательских заявок, блокировку средств, сопоставление ордеров и осуществление сделки. Этот подход обеспечивает децентрализацию, доверие и безопасность, перенося основные принципы блокчейна на весь функционал DEX поверх него. (прим.: в принципе, это именно настоящая децентрализованная биржа, полностью отвечающая духу и сути такого подхода. Недостаток в том, что реализации были поверх первых и несовершенных блокчейнов. Как пример неплохого решения, можно привести BitShares и Stellar).

Тем не менее, такая архитектура делает платформу:

низколиквидной — в системе не хватает объема по инструментам;
медленной — узким местом при выполнении заявок в DEX является смарт-контракт и пропускная способность сети. Представьте себе работу децентрализованный фондовой биржи по такому принципу;
дорогой — каждая операция, изменяющая состояние, означает запуск смарт-контракта и оплату стоимости газа;
“by-design” невозможность взаимодействовать с другими платформами, и это огромное ограничение.

Что я имею в виду под невозможность взаимодействовать? А то, что в таком типе DEX вы можете обмениваться только активами, которые родные для блокчейна и смарт-контрактов платформы DEX, если не используются дополнительные средства для кросс-сетевого соединения. Таким образом, если мы для DEX используем Ethereum, то через эту платформу мы сможем обмениваться только токенами на базе блокчейна Ethereum.

Более того, встроенные DEX обычно применяются для обмена ограниченного количества стандартных токенов (например, только ERC20 и ERC721), что накладывает большие ограничения на торгуемые активы. Примеры таких децентрализованных платформ — DEX.toр (прим.: более известные все же EtherDelta/ForkDelta), или биржи на базе стандарта EIP823 (прим.: попытка стандартизировать формат смарт-контракта для торговли ERC-20 токенами).

Поскольку не все должно базироваться на Ethereum, позвольте мне поделиться с вами примером DEX, реализованным с использованием этого подхода на другом популярном блокчейне — EOS. В настоящее время Tokena — это первая реализация полностью он-чейн DEX-а, который использует промежуточный токен, чтобы минимизировать комиссионные, выплачиваемые пользователями.

Офф-чейн ордербук и он-чейн расчеты

Такой подход исповедуют DEX, построенные на протоколах второго уровня, поверх базового блокчейна. Для примера, 0x протокол поверх Ethereum. Выполнение сделок происходит на эфире (или на любой другой сети, которую поддерживает узлы-ретрансляторы (прим.: сейчас уже реализована версия 2.0 протокола и планируют объединить ликвидности на Ethereum (и его форков) и EOS), а пользователи получают возможность контроля своих средств, до момента совершения торговой операции (нет необходимости блокировать средства, пока заказ не будет выполнен). Ордербуки в такой схеме поддерживаются на узлах-ретрансляторах (Relay), которые и получают за это комиссию. Они транслируют каждый новый ордер, объединяя всю ликвидность системы и создавая более надежную торговую инфраструктуру. После получения ордера, маркет-мейкер ожидает вторую сторону сделки, и после этого трейд исполняется внутри смарт-контракта 0x и запись о сделке попадает в блокчейн.

Такой подход к проектированию приводит к снижению комиссионных, поскольку за новые заявки или обновления ордеров не нужно платить газ, и единственные две комиссии, которые нужно оплатить — это одна для ретрансляторов, которые способствовали торговле, и газ, необходимый для выполнения обмена токенами между пользователями в блокчейн-сети. В 0x-протоколе любой (прим.: подразумевается, что активный трейдер) может стать узлом-ретранслятором и зарабатывать дополнительные токены для совершения сделок, таким образом покрывая комиссионные своих сделок. Кроме того, тот факт, что торговые операции совершаются вне сети, решает проблему производительности блокчейна и смарт-контрактов, которое мы видели в DEX на базе Ethereum.

Еще раз напомним, одним из главных недостатков этого типа DEX является отсутствие взаимодействия с другими платформами. В случае с DEX на базе протокола 0x, мы можем торговать только токенами, живущими в сети Ethereum. Более того, в соответствии с конкретной реализацией DEX, могут существовать дополнительные ограничения в конкретных стандартах токенов, которыми нам разрешено торговать (в основном все предполагают торговлю токенами по стандарту ERC-20 или ERC-721). Идеальным примером DEX на базе 0x, является проект Radar Relay.

Чтобы получить возможность взаимодействовать с другими чейнами, мы должны решить еще одну проблему — доступность данных. DEX, которые используют механизмы вне блокчейна для хранения и обработки ордеров, делегируют эту задачу узлам-ретрансляторам, которые могут быть подвержены злонамеренному манипулированию заявками или иным угрозам, делая уязвимой всю систему.

И так, основные моменты этого типа DEX:

Работа только с ограниченным перечнем стандартов инструментов
Меньшие комиссии
Лучшая производительность
Больше ликвидности
Отсутствие блокировок средств трейдеров

Смарт-контракты с резервами

Этот тип DEX дополняет два предыдущих типа платформ, и призван решить, в первую очередь, проблему ликвидности. Используя смарт-резервы, вместо того, чтобы напрямую искать покупателя для актива, пользователь может провести сделку с резервом, внося биткойны (или другие активы) в резерв и получая взамен встречный актив. Это аналогично децентрализованному банку, предлагающему ликвидность для системы. Резервы на базе смарт-контракта в DEX, являются решением, позволяющим обойти проблему “совпадения желаний” и открыть неликвидные токены для торговли. Недостатки?

Для этого требуется, чтобы третье лицо выступало в качестве банка и обеспечивало эти средства или осуществляло продвинутую политику управления ресурсами, чтобы пользователи могли заблокировать часть своих средств ради ликвидности DEX и для децентрализации управления резервами. Bancor (децентрализованная сеть ликвидности) — яркий пример такого подхода (прим.: и весьма успешно реализован. Также скоро ожидаем запуск проекта Minter, где это реализовано на уровне базового протокола самой сети).

Отличительные моменты:

Увеличивает ликвидность
Поддерживает сразу множество разных токенов
Некоторая степень централизации

DEX новой волны

Теперь вы знаете различные подходы к архитектуре DEX и их реализации. Однако, почему такая низкая популярность таких решений, при наличии сильных преимуществ? Основными проблемами текущих проектов являются, в основном, масштабируемость, ликвидность, совместимость и UX. Давайте рассмотрим перспективные разработки, которые находятся на переднем крае развития DEX и блокчейнов.

Вопросы, которые должны быть решены в DEX нового поколения:

Масштабируемость
Ликвидность
Совместимость
UX

Как мы видим, одним из главных ограничений в дизайне DEX была масштабируемость.
Для он-чейн DEX у нас ограничения контрактов и самой сети, а для офф-чейн требуют дополнительные протоколы. Разработка блокчейн-платформ нового поколения, таких как NEO, NEM или Ethereum 2.0, позволит разрабатывать более масштабируемые DEX.

Давайте немного сосредоточимся на Ethereum 2.0. Наиболее перспективным улучшением является шардинг. Шардинг делит сеть Ethereum на подсети (шарды) с локальным консенсусом, так что проверка блоков больше не должна выполняться каждым узлом в сети, а только участниками одного шарда. Параллельно независимые шарды взаимодействуют друг с другом, чтобы достичь глобального консенсуса в сети. Чтобы это было возможно, Эфириум должен будет перейти от консенсуса Proof-of-Work к консенсусу Proof-of-Stake (что мы надеемся увидеть в ближайшие несколько месяцев).

Ожидается, что Ethereum сможет обрабатывать более 15 000 транзакций в секунду (что неплохо для реализации масштабируемого встроенного DEX).

Совместимость и кросс-чейн протоколы

Итак, мы выяснили на счет масштабируемости, но что с совместимостью? У нас может быть очень масштабируемая платформа Ethereum, но мы все еще можем торговать только токенами на основе Ethereum. Здесь вступают в игру такие проекты, как Cosmos и Polkadot (прим.: пока готовилась статья, Cosmos уже перешел в стадию реальной работы, поэтому мы уже можем оценить его возможности). Эти проекты направлены на объединение платформ блокчейнов различного типа, таких как Ethereum и Bitcoin, или NEM и ZCash.

Cosmos реализовал протокол Inter Blockchain Communication (IBC), который дает возможность одному блокчейну взаимодействовать с другими сетями. Отдельные сети будет связываться друг с другом через IBC и некоторый промежуточный узел, Cosmos Hub (реализуя архитектуру, схожую с 0x).

Chain Relays — это технический модуль в IBC, который позволяет блокчейнам читать и проверять события в других блокчейнах. Представьте себе, что смарт-контракт на Ethereum хочет выяснить, была ли выполнена конкретная транзакция в сети Bitcoin, тогда он доверяет эту проверку другому узлу Relay Chain, который подключен к нужной сети и может проверить, была ли эта транзакция уже выполнена и включена в блокчейн биткоина.

Наконец, Peg Zones — это узлы, которые действуют как шлюзы между различными блокчейнами и позволяют сети Cosmos подключаться к другим блокчейнам. Для работы Peg Zones требуется определенный смарт-контракт в каждой из подключенных цепочек, чтобы обеспечить возможность обмена криптовалютой между ними.

А что насчет Polkadot?

Polkadot и Cosmos используют аналогичные подходы. Они строят промежуточные блокчейны, которые работают поверх других сетей и консенсусных протоколов. В случае Polkadot зоны привязки называются Bridges, и они также используют узлы-ретрансляторы для связи между блокчейнами. Самое большое различие заключается в том, как они планируют соединить разные сети, и при этом обеспечивать безопасность.

Подход к безопасности сети в Polkadot базируется на объединении и потом шеринге между чейнами. Это позволяет отдельным цепочкам использовать коллективную безопасность, без необходимости начинать с нуля (прим.: очень сложный и непонятный момент у автора. В оригинале “With Polkadot the network security is pooled and shared. This means that individual chains can leverage collective security without having to start from scratch to gain traction and trust.”. Мы затрудняемся простыми словами описать алгоритм работы Polkadot-а, на текущий момент это один из самых сложных проектов и он все еще в исследовательской фазе. В разных материалах используют термин “безопасность” в очень разных контекстах, что затрудняет понимание. Чуть лучше сравнение двух систем есть, к примеру, в этой статье (RU)).

Эти технологии все еще находятся в стадии разработки, поэтому мы не увидим, по крайней мере, в течение нескольких месяцев, каких-либо реальных проектов бирж, построенных на этих протоколах взаимодействия и позволяющих осуществлять обмен активами между различными сетями. Тем не менее, преимущества таких технологий очень уж интересны для реализации DEX следующего поколения.

Ликвидность через резервирование

Аналогично смарт-контрактам с резервированием, у нас есть дополнительный тип DEX, которые используют независимые блокчейны в качестве основной инфраструктуры для обмена активами, такими как Waves, Stellar или даже Ripple.

Эти платформы позволяют децентрализованно обмениваться любыми двумя активами (любого рода) с использованием промежуточного токена. Таким образом, если я хочу обменять биткойны на эфиры, промежуточный токен будет использоваться между двумя активами для выполнения сделки. Фактически, эта реализация DEX работает как протокол поиска пути, который, используя промежуточные токены, стремится найти кратчайший путь (с более низкой стоимостью) для обмена одного актива на другой. Использование такого подхода оптимизирует соответствие заявок покупателей и продавцов, повышает ликвидность и позволяет реализовать некоторые сложные торговые инструменты (благодаря использованию обособленного, специального блокчейна, а не сети общего назначения). Для примера, Binance (прим.: одна из крупнейших в мире централизованных криптобирж) именно так и сделала, использовав отдельный блокчейн для своего нового проекта Binance DEX (прим.: запущен в рабочий режим буквально неделю назад). Ведущая биржа пытается решить все проблемы современных DEX благодаря отличному пользовательскому интерфейсу и высокой скорости работы чейна, который подтверждает блоки в течении секунды (прим.: внутри используется сетевой уровень Tendermint и консенсус pBFT, который гарантирует, что принятый блок сразу финальный и не может быть перезаписан. Также это означает, что в скором времени можно ожидать интеграции с другими сетями через сеть Cosmos).

Примечание: Оригинальная статья дальше рассказывает о продукте компании, в которой работает автор, и нам показалась эта часть не столь интересной, как первая часть, отлично раскрывающая подходы к архитектуре децентрализованных бирж.

Ссылки на источники по теме

Теги:

Хабы: