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Paying for speed, hedging the wait: Execution risk and optimal priority fees in arbitrage between centralised and decentralised crypto exchanges

Este artigo desenvolve um modelo para arbitradores operando entre corretoras de cripto centralizadas e descentralizadas que otimiza taxas de prioridade e hedges de futuros para mitigar o risco de execução decorrente de atrasos de transação, demonstrando, através de calibração em dados reais de mercado, que esta estratégia dinâmica reduz significativamente a variância de preço e supera regras de taxa fixa em termos de lucratividade e retornos ajustados ao risco.

Autores originais: Kirill Proskurin

Publicado 2026-11-02

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CC BY 4.0

Autores originais: Kirill Proskurin

Artigo original sob licença CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta é uma explicação gerada por IA do artigo abaixo. Não foi escrita nem endossada pelos autores. Para precisão técnica, consulte o artigo original. Ler aviso legal completo

No mundo das finanças digitais, o dinheiro se move através de dois tipos de mercados muito diferentes. De um lado, existem as corretoras centralizadas, geridas por empresas que combinam compradores e vendedores instantaneamente, como uma bolsa de valores tradicional. Do outro lado, existem as corretoras descentralizadas, onde as negociações ocorrem automaticamente por meio de código de computador em um registro público chamado blockchain. Esses dois mercados geralmente mantêm seus preços sincronizados porque os negociadores compram barato em um lugar e vendem caro no outro, um processo conhecido como arbitragem. No entanto, um problema específico surge quando esses negociadores tentam mover dinheiro entre os dois. Enquanto a venda no lado centralizado acontece imediatamente, a compra no lado descentralizado deve esperar em uma fila pública, conhecida como mempool, até que um minerador de computador decida incluí-la em um novo bloco de dados. Essa espera é aleatória e pode durar de segundos a minutos. Durante esse tempo, os preços podem mudar, transformando um lucro garantido em um prejuízo. Para evitar isso, os negociadores podem pagar uma taxa especial para furar a fila, mas pagar demais consome os lucros, enquanto pagar de menos corre o risco de o preço se mover contra eles. A questão de quanto pagar pela velocidade, e se é melhor pagar pela velocidade ou se proteger contra as mudanças de preço, tem sido por muito tempo um enigma para aqueles que navegam nesses mercados digitais.

Um pesquisador chamado Kirill Proskurin abordou esse enigma tratando o problema como um equilíbrio entre velocidade e segurança. Ele construiu um modelo matemático para determinar a melhor estratégia para um negociador que vê uma diferença de preço entre uma corretora centralizada e uma descentralizada. O modelo considera duas ferramentas principais disponíveis para o negociador: uma taxa de prioridade, que é um pagamento feito para acelerar a transação na blockchain, e um hedge, que é uma operação separada na corretora centralizada projetada para cancelar o risco de os preços se moverem enquanto se espera. O pesquisador queria saber como essas duas escolhas interagem. Pagar pela velocidade muda o quanto você deve fazer o hedge? E quando realmente vale a pena pagar extra para concluir sua transação mais rápido?

O estudo revela uma ordem de operações clara e um tanto surpreendente. A estratégia mais eficaz é primeiro usar um hedge para neutralizar a maior parte do risco. Ao assumir uma posição oposta na corretora rápida e centralizada, um negociador pode cancelar cerca de 94 por cento das flutuações de preço que podem ocorrer enquanto se espera o processamento da transação na blockchain. Uma vez que esse hedge está em vigor, o risco restante é muito pequeno. Como o hedge lida com a maior parte do perigo, a necessidade de pagar pela velocidade diminui significamente. O modelo mostra que o valor ideal a pagar pela velocidade não depende do tamanho da negociação ou das condições atuais do mercado de uma forma complexa; em vez disso, depende principalmente de quanto risco resta após o hedge. Se o hedge for bom, o negociador deve pagar a taxa mínima possível. Se o hedge for ruim ou impossível, então o negociador deve estar disposto a pagar muito mais pela velocidade.

Para testar essas ideias, o pesquisador utilizou dados reais de grandes plataformas, incluindo a corretora Binance, a corretora descentralizada Uniswap e a rede blockchain Ethereum. Ele analisou períodos históricos que variaram de dias de mercado calmos a momentos de extrema congestão, como durante o colapso de grandes instituições financeiras ou o boom dos tokens não fungíveis (NFTs). Nos mercados calmos de 2026, os dados mostraram que a estratégia ideal era simplesmente pagar a menor taxa possível. A rede era tão eficiente que pagar extra pela velocidade não oferecia benefício, e a regra simples de pagar o mínimo funcionava tão bem quanto uma estratégia complexa e em constante ajuste. No entanto, a história mudou quando a rede estava ocupada. Durante períodos de alta congestão, a regra simples de pagar uma taxa fixa e baixa frequentemente levava a prejuízos porque a espera tornava-se muito longa e os preços se moviam demais. Nesses tempos movimentados, a estratégia otimizada de ajustar a taxa com base no tamanho da negociação e no risco restante provou ser muito mais eficaz.

Os resultados do backtesting dessas estratégias em mais de 180.000 negociações reais mostraram uma diferença tangível. Quando a rede estava congestionada, a regra otimizada rendeu significativamente mais dinheiro por negociação do que uma abordagem de taxa fixa. Especificamente, em média, a estratégia otimizada rendeu um extra de 2,59 dólares por negociação em comparação com uma regra padrão não ajustada. Isso pode parecer uma quantia pequena por negociação, mas quando multiplicada por milhares de transações, representa uma diferença substancial de lucratividade. O estudo também descobriu que as taxas mais caras pagas pelos negociadores na blockchain são frequentemente não para proteção contra mudanças de preço durante a espera. Em vez disso, essas taxas muito altas são geralmente pagas por bots especializados que competem agressivamente pela mesma oportunidade, um comportamento que vai além da simples gestão de risco de um negociador comum.

O artigo conclui que, para a maioria dos negociadores, o seg remoto para o sucesso não é pagar freneticamente pela velocidade, mas sim primeiro assegurar a negociação com um hedge. Uma vez que o hedge está em vigor, a necessidade de pagar pela velocidade diminui, e o negociador pode frequentemente se dar ao luxo de pagar a taxa mínima. Esse insight ajuda a explicar por que os preços nas corretoras descentralizadas permanecem próximos ao resto do mercado: os arbitradores estão dispostos a negociar porque têm uma maneira de gerenciar o risco de espera. No entanto, quando a rede está obstruída, o custo de esperar aumenta, e a capacidade de pagar pela velocidade torna-se uma ferramenta valiosa. A pesquisa sugere que o custo da velocidade em uma blockchain não é apenas uma taxa por um serviço, mas uma parte fundamental do custo de manter os mercados digitais eficientes. Para negociadores, provedores de liquidez e qualquer pessoa que utilize essas plataformas, entender esse equilíbrio entre hedging e pagamento pela velocidade é a chave para navegar no cenário financeiro digital de forma segura e lucrativa.

Resumo Técnico: Risco de Execução e Taxa de Prioridade Ótima em Arbitragem CEX–DEX

Enunciado do Problema
A arbitragem entre Corretoras Centralizadas (CEX) e Corretoras Descentralizadas (DEX) envolve uma assimetria fundamental na velocidade de execução. Enquanto a perna da arbitragem na CEX é preenchida instantaneamente, a perna na DEX está sujeita a um atraso estocástico enquanto aguarda a inclusão no mempool público. Durante esse atraso estocástico, os preços em ambos os locais flutuam, introduzindo risco de execução. Sob o mercado de taxas EIP-1559 do Ethereum, os traders podem reduzir esse atraso esperado pagando uma taxa de prioridade mais alta, efetivamente comprando velocidade. No entanto, isso cria um problema de decisão: quanto um arbitrador deve pagar pela velocidade e quanto da exposição durante a espera deve ser protegida (hedged) usando futuros da CEX? O artigo aborda a otimização conjunta da taxa de prioridade e do tamanho do hedge para maximizar os retornos ajustados ao risco, observando que a literatura existente frequentemente trata essas decisões separadamente ou ignora o risco de execução específico inerente aos atrasos do mempool da DEX.

Metodologia
O artigo formula o problema do arbitrador como uma tarefa de controle estocástico com duas variáveis de controle: a taxa de prioridade ( $g$ ) e o tamanho do hedge de futuros ( $h$ ).

Estrutura do Modelo:
- Modelagem do Atraso: O tempo de espera ( $\tau$ ) é modelado como o primeiro salto de um processo de contagem cuja intensidade $\lambda(g)$ aumenta com a taxa de prioridade. O artigo assume uma distribuição exponencial para $\tau$ , onde o atraso médio é $1/\lambda(g)$ .
- Dinâmica de Preços: Os preços na CEX, na DEX e no contrato de hedge de futuros seguem movimentos brownianos geométricos correlacionados.
- Função de Lucro: O lucro de um único ciclo de arbitragem inclui o spread inicial, menos o custo de slippage, a taxa de gás e o impacto de preço durante o atraso.
- Objetivo: O autor utiliza uma função objetivo de média-variância ( $J = E[\Pi] - \frac{\gamma}{2}Var[\Pi]$ ), onde $\gamma$ representa a aversão ao risco. Isso é justificado como uma aproximação de dois momentos para riscos pequenos e horizontes curtos.
Abordagem Analítica:
- Solução Estática: O problema é primeiro resolvido em um cenário estático de ciclo único. O autor deriva soluções de forma fechada para o hedge ótimo e a taxa de prioridade ótima.
- Solução Dinâmica: Uma versão dinâmica é formulada usando uma equação de Hamilton–Jacobi–Bellman (HJB) com intensidade de execução controlada. Este modelo dinâmico é resolvido numericamente para verificar que as regras de forma fechada estáticas servem como uma aproximação válida de primeira ordem.
- Premissas: As premissas principais incluem a independência condicional do atraso em relação aos incrementos futuros de preço e um modelo de forma reduzida para slippage, onde o slippage esperado é inversamente proporcional à intensidade de inclusão.
Dados e Calibração:
- O modelo é calibrado utilizando dados públicos da Binance (CEX), Uniswap v3 (DEX) e da rede Ethereum (dados de gás).
- O estudo cobre o período de janeiro de 2021 a maio de 2026, com foco específico no mercado "calmo" de 2026 e nove períodos históricos de variações de congestionamento de rede (ex: boom de NFTs, colapso da Terra, colapso da FTX).
- Parâmetros como a elasticidade da intensidade de inclusão em relação às taxas ( $\beta$ ) e coeficientes de slippage são estimados via regressão de dados históricos.

Principais Contribuições
O artigo apresenta três contribuições primárias para a literatura sobre DeFi e risco de execução:

Estrutura de Decisão Conjunta: Formula a arbitragem CEX–DEX como um problema unificado de gestão de risco, onde o trader escolhe simultaneamente a taxa de prioridade e o hedge. Demonstra que essas decisões se separam: o hedge ótimo depende da correlação entre os ativos, enquanto a taxa ótima depende da parcela de risco não protegida (unhedged).
Precificação Explícita de Velocidade: O artigo fornece uma fórmula explícita para a taxa de prioridade ótima, mostrando que ela é uma função do tamanho da operação, aversão ao risco, volatilidade e a parcela de risco não protegível. Confirma via equação HJB que esta fórmula estática é uma aproximação robusta da política dinâmica.
Validação Empírica: O estudo calibra o modelo em dados do mundo real e o testa através de diferentes regimes de mercado. Ele vai além dos modelos de equilíbrio teórico para fornecer regras de decisão tratáveis para a execução sob atraso.

Resultados

Eficácia do Hedge: O hedge de variância mínima ideal remove aproximadamente 93,9% da variância de preço durante a espera. Crucialmente, a razão de hedge ótima é independente da taxa de prioridade.
Comportamento da Taxa Ótima:
- Em mercados calmos (ex: 2026), a taxa ótima está tipicamente no limite inferior (a mínima necessária para inclusão). Nessas condições, a regra otimizada performa identicamente a uma regra de taxa fixa simples, pois o custo de esperar é baixo e a velocidade é barata.
- Em mercados congestionados, a regra otimizada supera significativamente as estratégias de taxa fixa. Em nove regimes históricos, a regra otimizada alcançou um Índice de Sharpe superior em oito casos.
Ganhos Quantitativos: Em um conjunto de dados de 182.562 trocas (swaps) de arbitragem on-chain, a regra de forma fechada otimizada rendeu USD 2,59 a mais por operação do que uma regra de taxa fixa.
Dependência de Regime: O valor da otimização da taxa é positivamente correlacionado com o congestionamento da rede. Em períodos de alto congestionamento (ex: dezembro de 2021), a regra de taxa fixa resultou em um Índice de Sharpe negativo, enquanto a regra otimizada permaneceu positiva.

Significância e Alegações
O artigo afirma preencher uma lacuna na literatura ao tratar a arbitragem CEX–DEX não apenas como um mecanismo de alinhamento de preços, mas como um problema de gestão de risco envolvendo uma fila de execução pública. Sua significância reside em fornecer um modelo tratável para a tomada de decisão sob atraso de execução, em vez de um modelo de equilíbrio do mercado de taxas.

O autor alega modestamente que seus resultados oferecem orientação prática para arbitradores: "Faça o hedge da espera primeiro, e pague pela velocidade apenas quando o risco restante for grande." Isso implica que, para posições pequenas ou em redes calmas, a otimização complexa de taxas é desnecessária, mas para posições grandes ou durante estresse de rede, o ajuste dinâmico de taxas é crítico para a lucratividade. O artigo também destaca que o custo da velocidade em uma blockchain é um componente fundamental do custo de manutenção do alinhamento de preços entre mercados on-chain e off-chain, um custo eventualmente suportado por provedores de liquidez e usuários.

O estudo reconhece limitações, incluindo a premissa de um agente tomador de preços (ignorando a competição estratégica de MEV), o uso de um modelo de inclusão de forma reduzida e o foco em um único par de negociação (ETH/USDC). Não pretende modelar o equilíbrio total do mercado de taxas ou o comportamento estratégico dos construtores de blocos (block builders).

Resumo Técnico: Risco de Execução e Taxa de Prioridade Ótima em Arbitragem CEX–DEX

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