The Viability of Blockchain Markets under Discrete Clearing and Paid Priority

Technische Samenvatting: De levensvatbaarheid van blockchainmarkten onder discrete clearing en betaalde prioriteit

Probleemstelling
Dit artikel onderzoekt de fundamentele levensvatbaarheid van blockchain-infrastructuur als enige locatie voor prijsvorming in financiële markten. Hoewel blockchain-technologie beoogt een gedecentraliseerd alternatief voor intermediairs te bieden, verschillen de operationele mechanismen aanzienlijk van traditionele continue handelsmarkten. Specifiek verwerken blockchains transacties in discrete intervallen (blocktijd) en rangschikken ze transacties sequentieel op basis van discriminerende prioriteitskosten (betaalde prioriteit) die door handelaren worden betaald om een positie in de wachtrij te veiligstellen. De auteurs vragen zich af of deze structurele kenmerken – discrete clearing en rangschikking op basis van betaalde prioriteit – het vermogen van de markt om prijzen te ontdekken en liquiditeit te verschaffen, ondermijnen, wat mogelijk leidt tot een sluiting van de markt.

Methodologie
De auteurs ontwikkelen een theoretisch kader dat een drie-fase spel modelleert met een representatieve liquiditeitsleverancier (die diepte verschaft aan een Gedecentraliseerde Beurs of DEX), geïnformeerde handelaren en onwetende handelaren. Het model maakt handelsvolumes, liquiditeitsaanbod, informatie-acquisitie en de dynamiek van de prioriteitsgasveiling (PGA) endogeen.

1. Fase Drie (PGA en Handel): Geïnformeerde handelaren, die beschikken over private waarderingen van een risicovol actief, concurreren om een positie in de wachtrij in een blok via een multi-prijs 'all-pay' veiling (de PGA). Handelaren bieden prioriteitskosten om negatieve prijsimpact van voorgaande orders in het blok te vermijden. Het model gaat uit van een lineaire prijsschaal voor de DEX, waarbij de uitvoerprijsimpact evenredig is met de handelsgrootte ten opzichte van de liquiditeitsdiepte. Handelaren bepalen simultaan hun optimale handelsvolume en prioriteitskosten, waarbij ze de verwachte winsten afwegen tegen slippage, prioriteitskosten en informatiekosten.
2. Fase Twee (Liquiditeitsaanbod): Een risiconeutrale liquiditeitsleverancier stelt de liquiditeitsdiepte ($L$) van de DEX in om aan een nul-winstvoorwaarde te voldoen, waarbij de verwachte fee-inkomsten van op prijs reagerende onwetende handelaren worden afgewogen tegen de verwachte verliezen aan geïnformeerde handelaren (adverse selectie).
3. Fase Eén (Informatie-acquisitie): Een grote groep potentiële handelaren beslist of ze een vaste kosten $C$ betalen om private informatie te verwerven. Het evenwichtsaantal geïnformeerde handelaren wordt bepaald door de voorwaarde dat de verwachte winst van de marginale handelaar gelijk is aan de informatiekosten.

De analyse gaat ervan uit dat de blocktijd voldoende lang is om aanzienlijke prijsbewegingen te laten optreden, zodat private waarderingen die aan het einde van het tijdsblok worden waargenomen een duidelijke richting hebben (allemaal kopers of allemaal verkopers), waardoor de strategische interactie wordt vereenvoudigd tot een eenzijdige concurrentie.

Belangrijkste Bijdragen en Resultaten

1. Endogene Selectie en de Deelnamegrens
De belangrijkste bevinding is dat rangschikking op basis van betaalde prioriteit een endogeen selectiemechanisme induceert. In evenwicht bestaat er een deelnamegrens ($v_M$) voor private waarderingen. Handelaren met waarderingen onder deze drempel vinden het onrendabel om deel te nemen omdat de negatieve prijsimpact van handelaren met hogere waarderingen (die betere posities in de wachtrij veiligstellen) hun potentiële winsten overtreft.

• Concurrentie-effect: Naarmate het aantal geïnformeerde concurrenten ($M$) toeneemt, stijgt de deelnamegrens $v_M$. Dit sluit handelaren met gematigde waarderingen uit, waardoor alleen de meest agressieve handelaren (die met waarderingen dicht bij de bovengrens $v$) deelnemen.
• Prijsbias: Bijgevolg wordt prijsontdekking gehinderd. De transactieprijs wordt systematisch bevooroordeeld ten opzichte van extreme waarden (de bovengrens van de verdeling van waarderingen), omdat de markt alleen informatie onthult uit de afgeknotte, hoogwaardige staart van de verdeling.

2. Liquiditeitsstoornis en Marktstop
Het selectiemechanisme heeft ernstige gevolgen voor het verschaffen van liquiditeit.

• Concentratie van Adverse Selectie: Hoewel het aandeel deelnemende geïnformeerde handelaren afneemt met concurrentie, concentreert de handelsactiviteit zich onder de meest agressieve deelnemers. Dit verhoogt de kosten van adverse selectie per eenheid geleverde liquiditeit.
• Eenmalige Clearing: In tegenstelling tot traditionele markten, waar informatie wordt verwerkt over meerdere korte clearingrondes (waardoor liquiditeitsleveranciers de diepte kunnen aanpassen), bundelen blockchainmarkten alle handel in één enkele discrete ronde. De liquiditeitsleverancier moet het volledige risico van adverse selectie van de geaggregeerde stroom van geïnformeerde handel in één beslissing absorberen.
• Stopvoorwaarde: Naarmate de concurrentie toeneemt, stijgen de verwachte verliezen voor de liquiditeitsleverancier, wat leidt tot een vermindering van het liquiditeitsaanbod ($L$). Het artikel leidt een levensvatbaarheidsvoorwaarde af: als de verwachte verliezen de fee-inkomsten van onwetende handelaren overstijgen, daalt de evenwichtsliguiditeitsdiepte naar nul, waardoor de markt sluit.

3. De Trade-off tussen Veiligheid en Efficiëntie (Blocktijd)
Het artikel analyseert de rol van de blocktijd ($T$), de duur die nodig is voor consensus.

• Verspreiding en Afkapping: Langere blocktijden verhogen de spreiding van private waarderingen (verbreedend de steun van de verdeling) en verminderen de massa van onwetende handel (vanwege uitvoeronzekerheid).
• Versterkte Negatieve Effecten: Langere blocktijden verhogen de deelnamegrens verder en verminderen de effectieve massa van onwetende vraag. Dit verscherpt de levensvatbaarheidsbeperkingen. De auteurs tonen aan dat de markt instort na een kritieke blocktijd, omdat de liquiditeitsleverancier de kosten van adverse selectie niet kan dekken.

4. Empirische Consistentie
Het model genereert gestileerde feiten die consistent zijn met empirische data van Ethereum DEX's (bijvoorbeeld Uniswap v3):

• Hoge Transactievolume: Transactievolume per transactie in blockchainmarkten is aanzienlijk hoger dan in traditionele limit orderboeken, wat overeenkomt met de voorspelling van het model dat alleen handelaren met hoge waarderingen (agressief) deelnemen.
• Positie in Wachtrij en Volume: Het model voorspelt dat handelsvolumes afnemen naarmate de positie in de wachtrij verder naar achteren ligt (later in het blok). Empirische data bevestigt deze negatieve correlatie.
• Prioriteitskosten: Het model voorspelt dat prioriteitskosten toenemen met private waarderingen, wat overeenkomt met waargenomen data waarbij geïnformeerde handelaren (zoekers/bots) hogere kosten betalen.

Betekenis en Aanspraken
Het artikel stelt dat de zeer kenmerken die zijn ontworpen om blockchain-netwerken te beveiligen – discrete clearing voor consensus en betaalde prioriteit voor compensatie van blokbuilders – fundamenteel de levensvatbaarheid van deze netwerken als primaire locaties voor prijsontdekking ondermijnen.

• Contrast met Traditionele Markten: De resultaten staan in scherp contrast met de traditionele theorie van marktmicrostructuur (bijvoorbeeld Holden en Subrahmanyam, 1992), waarbij toegenomen concurrentie onder geïnformeerde handelaren doorgaans versnelt dat informatie wordt verwerkt en de marktdiepte verbetert. In de blockchain-omgeving leidt toegenomen concurrentie tot afkapping van informatie, prijsbias en krimp van liquiditeit.
• Ontwerprichtlijnen: De auteurs concluderen dat blockchains om als geloofwaardige infrastructuur voor prijsvorming te kunnen dienen, protocolontwerpen zorgvuldig moeten omgaan met hoe transacties worden georganiseerd en geprioriteerd. Het huidige ontwerp, dat vertrouwt op wachtrijen met betaalde prioriteit en discrete clearing, creëert een trade-off waarbij het verbeteren van veiligheid (via langere blocktijden) of decentralisatie ten koste kan gaan van marktefficiëntie en levensvatbaarheid.

Het artikel stelt geen specifieke protocolwijzigingen of experimentele voorstellen voor, maar biedt eerder een theoretische waarschuwing dat de huidige architecturale beperkingen van blockchains mogelijk incompatibel zijn met de vereisten van efficiënte financiële markten.