a16z: Как теория аукциона реализуется от бумаги к цепочке?

Оригинальное название: 《От бумаги к цепочке: как теория аукционов информирует реализации》

Автор: Майкл Чжу, a16z

Скомпилировано: Старый Яппи

Аукционы повсюду в криптовалюте. От аукционов залога Maker до аукционов закрытых ставок Flashbots и аукционов NFT на OpenSea, аукционы применимы в различных ситуациях, требующих определения цены, ликвидности или распределения дефицитных ресурсов, как в цепочке, так и вне её.

Тем не менее, наряду с обилием (и постоянно растущими) академическими исследованиями по аукционам, очевидно, что мы лишь коснулись поверхности того, какие функции эти механизмы могут предоставить в цепочке — например, оптимизация конфиденциальности, эффективности, избыточности покупателей и других ключевых проектных целей. Учитывая «взрыв» дизайна автоматических маркет-мейкеров (AMM) после Curve и Sushiswap в 2020 году — и одновременный взрыв третьего поколения блокчейнов — аукционы в цепочке, похоже, достигли зрелости и могут пережить аналогичный эволюционный всплеск.

Хотя формы аукционов ранее были свободно приняты (и ограничены) техническими ограничениями блокчейна, мы теперь начинаем видеть больше новых дизайнов, которые особенно подходят для блокчейна. Следуя традициям рынка, эта статья в основном стремится сократить разрыв между теорией аукционов и практикой: как теоретические принципы информируют решения по реализации? В свою очередь, как реализации в цепочке могут предоставить новые направления для теоретических исследований? Хотя теория может направить нас к определенному дизайну аукциона, анализ деталей реализации с теоретической точки зрения может быть интересным сам по себе.

Сначала мы сравним четыре типичных типа аукционов по трем осям: раскрытие информации, стратегии ставок и соображения по реализации в цепочке. Затем мы сосредоточимся на формате закрытых ставок, углубившись в детали реализации, которые относительно не исследованы в цепочке, и представим нашу открытую реализацию аукциона Викри — мы надеемся, что другие смогут использовать её в качестве справочного материала и для дальнейших экспериментов.

Краткое введение в формы аукционов

Мы уже обсуждали это с партнерами по криптоисследованиям a16z (и профессором Гарвардской школы бизнеса) Скоттом Коминерсом и руководителем криптоисследований a16z (и профессором Колумбийского университета) Тимом Роффгардом. Используя их экспертизу в предоставлении рекомендаций по криптопротоколам, они в теории и практике описали типы аукционов и дизайн стимулов — включая нюансы рыночной ликвидации и войны за газ.

Но для установки некоторого контекста для реализации ниже: теория аукционов исторически вращалась вокруг четырех типичных типов аукционов, впервые классифицированных Уильямом Викри в 1961 году и описанных здесь в контексте аукционов на единичный товар.

Снимок доступных аукционных дизайнов вне цепочки. Источник: Википедия

Аукцион в английском стиле (повышение цен): в английском или повышающем аукционе аукционист начинает с резервной (минимальной) цены, и участники постепенно повышают ставки, пока не останется только один участник, готовый заплатить текущую цену, в этот момент последний участник выигрывает. Это наиболее распространенная форма аукциона в популярной культуре и СМИ, обычно в контексте продажи антиквариата, произведений искусства или необработанных драгоценных камней.

Голландский аукцион (понижение цен): в голландском или понижающем аукционе начальная цена уменьшается по установленному графику. В голландском аукционе первым сделавший ставку становится победителем, а аукцион немедленно заканчивается. Исторически многократные версии голландского аукциона часто использовались для продажи больших объемов товаров с ограниченным сроком годности, таких как цветы, рыба или табак. Недавно Министерство финансов США ввело голландские аукционы ценных бумаг (в 1974 году), а в 2004 году Google провела свое первичное публичное размещение акций через голландский аукцион.

Закрытые ставки первой цены: каждый участник подает закрытую ставку аукционисту (например, в закрытом конверте). После подачи всех ставок аукционист читает их в частном порядке и объявляет победителя (того, кто предложил наивысшую ставку). Затем победитель платит сумму своей ставки. Закрытые аукционы первой цены обычно используются в недвижимости, когда объект вызывает интерес у нескольких покупателей.

Аукцион Викри (закрытые ставки второй цены): аукцион, названный в честь Викри, аналогичен аукциону с закрытыми ставками первой цены, за исключением того, что победитель в этом типе аукциона платит значение второй по величине ставки. Несмотря на интересные теоретические характеристики, аукционы Викри редко встречаются в цепочке (отчасти из-за сложности реализации закрытых ставок).

Эти четыре типа аукционов имеют разные свойства и динамику, которые становятся еще более сложными при преобразовании в реализации смарт-контрактов (об этом мы подробнее расскажем позже).

Сравнение типов аукционов по раскрытию информации

Более естественным способом сравнения каждого типа аукциона является видимость ставок (открытые ставки против закрытых). Даже при равных остальных условиях изменяющаяся видимость ставок может иметь глубокое влияние на динамику и результаты аукциона.

Аукционы в английском и голландском стилях являются аукционами с открытыми ставками, что означает, что цена объявляется устно, когда она повышается или понижается, и ставки (включая их суммы) открыты для всех потенциальных покупателей. Однако аукционы с закрытыми ставками могут принимать несколько различных форм конфиденциальности:

• Окончательно открытые: все ставки открываются после завершения аукциона

• Открытая цена: только открывается цена победителя, другие ставки не раскрываются

• Полная конфиденциальность: нет публичного раскрытия ставок или цен победителей

Эти предположения о видимости ставок означают, что аукционы также различаются по раскрытию информации. Разные формы аукционов раскрывают различное количество информации о оценках участников (верхних или нижних границах) на разных этапах процесса. В английском аукционе ставки эффективно определяют нижнюю границу оценки этого участника. С другой стороны, в голландском аукционе текущая цена может интерпретироваться как верхняя граница оценок всех участников. Аукционы с закрытыми ставками раскрывают информацию только после завершения аукциона.

Стоит отметить, что голландский аукцион может сочетать качества открытого аукциона и закрытого аукциона. Одноразовый голландский аукцион имеет аналогичные свойства конфиденциальности, как и аукцион с закрытыми ставками открытой цены (поскольку первый сделавший ставку выигрывает, все остальные более низкие ставки остаются конфиденциальными). Но, как мы увидим позже, когда голландский аукцион работает в цепочке, эти свойства претерпевают значительные изменения.

Общая ценность и частная ценность

Изучение продаж товаров с частной и общей ценностью в аукционах с открытыми и закрытыми ставками может предоставить еще одну перспективу для сравнения этих форматов. В аукционах, продающих товары с общей ценностью, предмет имеет некоторую внутреннюю ценность, разделяемую всеми участниками, но участники могут иметь различную или неполную информацию о этой ценности. Типичный пример общей ценности от лауреата Нобелевской премии, экономиста поведения Ричарда Талера — банка монет, который выставляется на аукцион; ни один из участников не знает точной ценности предмета в банке, но у каждого есть своя оценка. В аукционах, продающих товары с частной ценностью, каждый участник имеет отдельную ценность для предмета аукциона, независимо от своих соперников. Например, в Web3 NFT, купленные исключительно для личного удовольствия (без намерения перепродать или ожидания будущей полезности), являются товарами с частной ценностью, в то время как залог, полученный из ликвидации Maker, является товаром с общей ценностью.

В то же время авторы другой статьи, исследующей данные аукционов древесины, обнаружили, что по сравнению с открытыми ставками аукционы с закрытыми ставками «привлекают больше мелких участников, которые будут распределены между этими участниками, и также могут «генерировать более высокий доход». Стоит отметить, что авторы обнаружили, что эти результаты могут быть объяснены моделью частной ценности (частная ценность варьируется в зависимости от характеристик аукционов древесины, таких как «различия в затратах на участников и условиях контракта»), полностью игнорируя общую ценность в своей модели. Это указывает на то, что в условиях различий в мотивации участников, контексте или использовании лота продавцы могут извлечь выгоду из выбора аукционов с закрытыми ставками.

Аукционы в английском стиле полезны в ситуациях, когда доминирует общая ценность и целью является определение цены — как уже упоминалось, участники могут соответственно корректировать свою стратегию, зная, как другие оценивают предмет, когда ставки поступают. В исследовании обратного аукциона на онлайн-рынке труда авторы обнаружили, что хотя аукционы с закрытыми ставками привлекают больше ставок, результаты открытых аукционов приводят к тому, что эти покупатели получают лучшие цены (или больше избыточности покупателей). Анализ показывает, что эти различия «в значительной степени зависят от относительной важности общей ценности аукциона IT-услуг (по сравнению с частной ценностью)». Другими словами, формат открытых ставок позволяет участникам динамически перенастраивать свое понимание ценности услуги, что обычно неясно в начале аукциона. (Конкуренция)

На практике аукционы часто демонстрируют сочетание характеристик общей и частной ценности. Взаимодействие между характеристиками этих товаров и тем, как форма аукциона (и когда) показывает информацию, имеет сложные последствия для стратегий ставок. Это поднимает вопрос: можем ли мы формализовать концепцию «простых» стратегий ставок (мне не нужно слишком много думать о том, как могут делать ставки клиенты); существуют ли аукционы, для которых такие стратегии являются оптимальными?

Сравнение типов аукционов по стратегиям ставок

До сих пор в четырех типичных типах аукционов явно отсутствует анализ аукционов Викри. Внимательные читатели могут удивиться правилам оплаты аукционов Викри: победитель платит вторую по величине ставку, а не свою собственную. Это кажется противоречащим интуиции. Для сравнения, английский аукцион заканчивается на минимальной ставке, которую другие участники не готовы удовлетворить; у победителя нет причин делать дальнейшие ставки, даже если их собственная оценка значительно выше. На самом деле, английские аукционы и аукционы Викри имеют значительные теоретические преимущества по сравнению с голландскими аукционами и аукционами с закрытыми ставками первой цены: совместимость доминирующих стратегий (DSIC).

Грубо говоря, это означает, что стратегией максимизации полезности каждого участника является просто ставка в соответствии с тем, что они действительно считают ценностью предмета аукциона (в аукционах с общей ценностью это просто ожидаемая ценность предмета, условная для информации участника). Для более глубокого понимания эти лекции могут служить отличным вводным материалом.

В аукционах первой цены такой стратегии нет. Участникам необходимо снижать свои ставки ниже их оценок, чтобы получить положительную полезность. Точно так же им нужно учитывать, сколько они могут сэкономить, если ставка будет выше, чем у других участников, что является игрой Бейеса. Голландский аукцион стратегически аналогичен. Чтобы получить положительную полезность, участникам необходимо дождаться, пока цена не упадет ниже их оценок, но как долго ждать после этого порога — это еще одна игра Бейеса. Возможно, более удивительно, что ожидаемые доходы всех четырех типов аукционов одинаковы (при определенных предположениях; см. теорему 1).

Несмотря на теоретические преимущества аукционов Викри, на практике они не так распространены. Почему это так? В статье «Прекрасный, но одинокий аукцион Викри» экономисты Лоуренс Аузубел и Пол Милгром предлагают несколько объяснений. Авторы отмечают, что хотя стратегически они эквивалентны, английские аукционы интуитивно легче для участников, чтобы рассуждать. Эта интуиция формализована в очевидных механизмах доказательства стратегии, которые показывают, что английский аукцион не только является DSIC, но и что честная ставка является «очевидно доминирующей».

Чтобы привести реальный пример, Google в прошлом году объявил, что проект AdSense, в котором рекламодатель делает ставки на контентную рекламную площадь, будет переходить с аукциона второй цены на аукцион первой цены, ссылаясь на простоту и согласованность с другими цифровыми рекламными экосистемами. Помимо этих соображений удобства, такие платформы, как AdSense, также принимают доверительную позицию при проведении аукционов второй цены: недобросовестный аукционист может получить больше вознаграждения от победителя, завысив вторую по величине ставку.

Хотя эти опасения влияют на принятие, аукционы Викри могут найти новые случаи использования при расширении в новые среды. В частности, публичные блокчейны предоставляют надежную нейтральную платформу, которая может помочь избежать таких проблем, как недобросовестные аукционисты. Это, наряду с разнообразием потенциальных приложений в цепочке, указывает на то, что смарт-контракты могут предоставить уникальную и эффективную тестовую платформу для механизмов аукционов Викри.

Сравнение типов аукционов по соображениям реализации

По сравнению с аналогами вне цепочки, перенос аукционов в цепочку иногда создает новые вызовы. В следующем разделе мы исследуем текущий ландшафт аукционов в цепочке и соображения реализации для каждого типа аукциона.

Цепочные английские аукционы

Сегодня большинство аукционов в цепочке относятся к категории открытых ставок (т.е. английские аукционы или голландские аукционы). К ним относятся аукционы OpenSea с повышением цен, аукционы залога Maker и смарт-контракты Zora Auction House.

В OpenSea ставки кодируются как сообщения вне цепочки, подписанные участниками. Когда потенциальные покупатели делают ставки, интерфейс OpenSea показывает ставки продавцам и потенциальным участникам. Однако в аукционах залога Maker и Zora участники подают транзакции, чтобы указать свои ставки; затем транзакции ставок хранят залог участников в контракте аукциона. Поскольку это незасекреченная транзакция в цепочке, ставки по сути открыты — любой может увидеть, что участники предложили, просматривая входящие транзакции контракта аукциона (как в публичном пуле памяти, так и когда они включены в цепочку).

В целом, когда речь идет о смарт-контрактах, динамика английских аукционов остается относительно целостной. Одно заметное отличие заключается в том, что ставки в цепочке создают затраты на газ, которые учитываются в фактической стоимости ставки. Поскольку цены на газ колеблются в течение периода торгов аукциона, участник, который мог бы сделать наивысшую ставку, может временно быть исключен из-за высоких затрат на газ.

Цепочные голландские аукционы

От содействия продажам NFT до ребалансировки TokenSet (и различных производных вариантов, таких как аукционы Gradual Duction и Variable Rate GDA), цепочные голландские аукционы получили огромную популярность. Эта популярность вполне обоснована — простые голландские аукционы относительно легко реализовать в качестве смарт-контрактов и требуют всего двух транзакций в цепочке (одна для создания аукциона, одна для первой и единственной ставки). Более того, они не блокируют средства участников, что отличает их от других аукционов с ставками в цепочке.

Динамика голландского аукциона вне цепочки зависит от эффективных мгновенных ставок. Голландский аукцион заканчивается, как только ставка объявлена, и больше не может быть сделано других ставок. Однако при проведении в цепочке существует временной интервал между объявлением ставки и её включением в цепочку, что может привести к неожиданным последствиям. Если первая ставка транслируется в публичный пул памяти (в отличие от частных пулов транзакций, таких как Flashbots), это может вызвать войну за газ, когда другие потенциальные покупатели начинают транслировать ставки с всё более высокими ценами на газ. Таким образом, когда заказы на транзакции в цепочке превышают сам голландский аукцион, цена, скорректированная на газ, может резко возрасти.

Временная зависимость механизма снижения цен также приносит другие недостатки. Предположим, что существует непрерывная функция снижения цен, участникам необходимо точно находиться в сети в нужный момент, чтобы сделать ставку по определенной цене, или настроить бота (например, с использованием Gelato Network) для ставок. Случайная (или злонамеренная) сетевая перегрузка, совпадающая с трансляцией первой ставки, может снизить окончательную цену расчета, что повредит доходам продавца. Еще хуже, атака DoS может лишить законного победителя аукциона.

Цепочные аукционы с закрытыми ставками, подтвержденные новой открытой реализацией

Использование платформ с внецепочными ставками (например, OpenSea) может легко реализовать аукционы с закрытыми ставками, но они требуют доверия к аукционисту (a) не раскрывать никаких ставок, (b) не проверять никаких ставок и (c) правильно определять результаты аукциона. В идеале смарт-контракт должен недоверительно способствовать аукциону, сохраняя при этом определенный уровень конфиденциальности ставок.

Чтобы продемонстрировать это, мы открыли реализацию аукциона с закрытыми ставками на github.com/a16z/auction-zoo, как аукцион Викри на единичный товар (ERC721), оцененный в ETH. Мы учли три требования к смарт-контракту аукциона с закрытыми ставками при реализации:

• Конфиденциальность: значения ставок должны оставаться конфиденциальными, что означает, что наблюдатели не могут выводить значения во время ставок. Мы допускаем некоторую утечку информации (например, раскрытие того, что ставка находится в определенном большом диапазоне), но должно быть разумное количество неясности.

• Устойчивость к проверке: это обычно достигается путем публикации ставок в цепочке.

• Обязательство ставок: потенциальные покупатели не должны выходить из ставок. Победитель должен быть заблокирован для оплаты цены расчета, аналогично, продавец должен быть заблокирован для продажи предмета тому, кто предложил наивысшую ставку (возможно, с ограничением по минимальной цене).

Сначала, в соответствии с первыми двумя требованиями, нам нужно решить проблему публикации частных ставок в цепочке. Схема обязательного раскрытия подходит для «окончательно открытых» ставок (когда значения ставок раскрываются после завершения аукциона). Потенциальные покупатели могут предоставить хэш-обязательство своей ставки контракту аукциона в течение установленного периода ставок, вместо того чтобы открыто делать ставки. Позже, после окончания периода ставок, каждый потенциальный покупатель раскрывает свою обязательную ставку. Когда ставки раскрываются, смарт-контракт может определить победителя. В нашей реализации хэш-обязательство вычисляется как keccak256(abi.encode(nonce, bidValue)) и передается в функцию. Для эффективности газа мы храним только первые 20 байтов этого хэша. После окончания периода ставок пользователь вызывает функции commitBid и revealBid, чтобы проверить, совпадают ли предоставленные nonce и bidValue с хранимым обязательством.

Когда мы переходим к третьему требованию, мы обнаруживаем больше сложности. Чтобы гарантировать оплату победителем, смарт-контракт должен заблокировать ставки. Мы можем потребовать от участников отправить ETH в качестве залога за свои ставки — обратите внимание, что функция commitBid является платной и фиксирует, сколько ETH заблокировал пользователь — но ETH, прикрепленный к этим транзакциям, является открытым и не может быть замаскирован; в «заблокированной» ставке мы теряем конфиденциальность.

К счастью, есть простой способ поддержать нашу идею: разрешить (и поощрять) участников переоценивать свои ставки, т.е. блокировать больше ETH, чем требуется для самой ставки. Поскольку ставки могут быть переоценены, наблюдатели могут узнать только верхнюю границу значения ставки. Обратите внимание, что наша функция позволяет пользователям заблокировать любое количество ETH в своих транзакциях commitBid; в конце аукциона любая избыточная сумма будет возвращена победителю (если залога недостаточно, ставка будет проигнорирована).

К сожалению, это быстрое решение имеет один недостаток: переоценка создает прямую компрометацию между конфиденциальностью и капитальной эффективностью. Возможные затраты на возможность блокировки значительных средств могут превышать предельные, и участники с ограниченными средствами оказываются в невыгодном положении.

Тем не менее, когда мы продолжаем исследовать различные подходы, переоценка является полезной отправной точкой. Эволюция этой реализации может быть особенно полезной в условиях, когда пользователи могут делать ставки на множество аукционов и могут повторно использовать залог для каждого аукциона. В этом случае залог, как правило, будет значительно больше, чем любая конкретная ставка в аукционе.

Сможем ли мы найти лучшее решение для цепочки? Хотя в некоторых случаях переоценка может быть уместной, компромисс между капитальной эффективностью и конфиденциальностью ставок может поставить участников перед трудным выбором: заблокировать больше средств для получения большей конфиденциальности или пожертвовать некоторой конфиденциальностью, чтобы освободить средства для использования в других местах. Но по мере того как аукционы в цепочке продолжают расти и строиться на предыдущих работах, мы ожидаем, что дизайнеры аукционов будут выбирать больше форматов и реализаций в зависимости от компромиссов, на которые они готовы пойти.