Introducción
La reducción de la eficiencia en las liquidaciones, la falta de transparencia en las auditorías y la prevención de fraudes en los sistemas actuales de negociación de valores son problemas graves causados por los intermediarios centralizados y las infraestructuras obsoletas. Los revolucionarios marcos de cadena de bloques ayudarán a mejorar la eficacia en la negociación de valores.
Los antiguos modelos de negociación someten a los participantes a riesgos de contraparte debido a liquidaciones tardías, un registro deficiente y la verificación manual del cumplimiento. Estos problemas vulnerables se resuelven mediante un sistema pionero basado en blockchain conocido como Consenso Atómico Demostrable para la Negociación.
Descripción general del sistema PACT
El PACT es un complejo sistema basado en blockchain que existe con un objetivo específico en las zonas de negociación reguladas de las instituciones financieras. Se trata de un sistema completo basado en la combinación de mecanismos de consenso híbridos con soluciones criptográficas que protegen la privacidad para establecer un entorno de negociación seguro y transparente.
La estructura es una combinación de tres elementos básicos:
- Un mecanismo de consenso híbrido para ofrecer una finalización eficiente de las transacciones.
- Prueba de conocimiento cero de liquidaciones atómicas en una entrega instantánea frente al pago
- Legibles por los reguladores contratos inteligentes
Estos aspectos conductuales complementan los desarrollos de infraestructura y muestran la importancia de la experiencia del usuario para lograr sistemas comerciales claros y seguros ante las fluctuaciones de precios, las liquidaciones y el mantenimiento de registros poco claros.
Aunque la adopción de la tecnología ha aumentado la eficiencia de los sistemas de negociación en los mercados financieros, los problemas de volatilidad de los mercados financieros siguen influyendo en las operaciones de negociación de valores.
Soluciones criptográficas avanzadas
Los algoritmos criptográficos avanzados, como Zero Knowledge Proofs, ofrecen un gran equilibrio entre la transparencia de las transacciones y la garantía de que la información comercial confidencial no se filtrará al exterior.
Con la tecnología blockchain, existe la posibilidad de crear una arquitectura descentralizada, inmutable y criptográficamente segura, capaz de cambiar la transparencia y la seguridad de la infraestructura del mercado de valores.
El control descentralizado y el libro mayor compartido en el libro mayor distribuido aumentan tanto la transparencia como la confianza en las operaciones comerciales y ayudan en las operaciones de negociación de valores gracias a la identificación en tiempo real de anomalías.
Los avances tecnológicos que pueden revolucionar los mercados bursátiles son:
- Mejorar la transparencia.
- Valores en una operación.
- Márgenes financieros.
- Eficiencia operativa de las inversiones en acciones.
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Planteamiento del problema de investigación y racionalización
La confianza de los usuarios y el intercambio de valores bursátiles entre compradores y vendedores, el proceso de verificación y la seguridad de las transacciones se llevan a cabo mediante la tecnología blockchain, que aborda los retos que se plantean en los sistemas de negociación de valores según sus operaciones bursátiles tradicionales y modernas.
Estos retos incluyen:
- Transparencia
- Procesos de negociación opacos.
- Lentitud en los acuerdos
- Susceptibilidad al fraude.
Estas deficiencias en los modelos actuales de negociación de valores incentivan el desarrollo de una mayor seguridad y trazabilidad de las transacciones de negociación de valores con tecnología blockchain en el marco de PACT.
Objetivos del estudio
El estudio tratará de diseñar y evaluar un modelo de negociación de valores basado en blockchain que mejore:
- Seguridad de las transacciones.
- Eficiencia de liquidación
- Cumplimiento normativo mejorado.
- Trazabilidad de las transacciones.
- Privacidad de las transacciones en operaciones con valores mobiliarios.
El método de consenso híbrido aplica los modelos Byzantine Fault Tolerance y Directed Acyclic Graph.
Marco PACT Innovación
PACT es un nuevo método que incorpora una estrategia de compromiso con plazos limitados y es un marco de referencia consciente de los validadores, diseñado específicamente para operar en contextos de valores regulados.
PACT ofrece una finalidad determinista dentro de los límites de cumplimiento mediante:
- Ganchos de auditoría normativa.
- Ventanas de validación de comercio organizado
- Circunstancias de entrega contra pago atómicas
El diseño ofrece un consenso eficiente y una conexión fluida con capas de prueba de conocimiento cero basadas en la privacidad y de cumplimiento de contratos inteligentes, superando a las soluciones híbridas actuales.
Entre las innovaciones más importantes presentadas en el marco, cabe destacar la creación de un modelo global de negociación de valores basado en la cadena de bloques que mejoraría el nivel de seguridad y divulgación entre los rastros comerciales.
Análisis de la revisión bibliográfica
Estudios recientes han demostrado cómo se puede diseñar un mecanismo de seguridad financiera basado en blockchain con un modelo de consenso híbrido, que combina la tolerancia a fallos bizantinos y el grafo acíclico dirigido, para proporcionar finalidad comercial y producir liquidaciones atómicas de prueba de conocimiento cero, lo que garantiza que se entreguen en tiempo real sin publicar los saldos de los activos.
Sistemas de diseño alternativos
Se ha desarrollado un sistema de cumplimiento basado en contratos inteligentes para verificar los detectores de anomalías en tiempo real, pero que proporciona seguridad y privacidad tanto a los compradores como a los vendedores.
En un informe, se propuso un modelo de contratos inteligentes basado en el aprendizaje profundo para garantizar la seguridad de las transacciones financieras mediante el uso de redes dinámicas de contexto temporal profundo con mejores algoritmos de optimización en bases de datos de consorcios privados.
Estudios sobre el rendimiento
Los estudios de análisis de rendimiento utilizaron simulaciones para determinar el impacto de la tecnología blockchain en los procedimientos de negociación de acciones, incluyendo:
- Comercio
- Borrado
- Acuerdo
Con conjuntos de datos de métricas de procesos, tipo y volumen de transacciones, se descubrió que la eficiencia de los procesos y los tiempos de transacción mejoraron significativamente, especialmente en cantidades más elevadas.
Consenso atómico demostrable basado en blockchain
Recopilación y procesamiento de datos
Las recopilaciones y el procesamiento de datos comerciales de Provable Atomic Consensus proporcionan información sobre:
- Cancelaciones de pedidos
- Retrasos en la ejecución.
- Comportamientos comerciales tanto en mercados centralizados como regulados utilizando hardware de gama baja.
Para reforzar y aumentar la generalización del marco propuesto, especialmente en lo que respecta al cumplimiento normativo, la detección de fraudes y las liquidaciones atómicas de entrega contra pago, se modificaron los conjuntos de datos de libre acceso para realizar las pruebas en un mercado regulado simulado.
Preprocesamiento de datos
Los datos brutos tuvieron que someterse a un intenso preprocesamiento, ya que los mercados de criptomonedas están abiertos las 24 horas del día, los 7 días de la semana, incluso los fines de semana y días festivos, y presentan enormes diferencias normativas y estructurales con respecto a los mercados bursátiles estándar.
Los datos se ajustaron para incluir:
- Horario tradicional de negociación del mercado de valores
- Entradas de series temporales de operaciones al contado y de futuros.
- Operaciones de alta frecuencia
- Registros de velas japonesas con indicadores de apertura, máxima, mínima y cierre.
- Volúmenes combinados.
- Indicadores de tomador/creador que contienen indicadores de dirección comercial
- Marcas de tiempo precisas en milisegundos o microsegundos.
Implementación del mecanismo de consenso híbrido
El mecanismo de consenso híbrido es rápido y tolerante a fallos, con tiempo de verificación de pruebas y consultas de auditoría normativa bajo cargas de mercado variables.
Estructuras básicas
Las estructuras básicas se utilizan para formalizar propuestas comerciales y consisten en:
- Identificadores de pedidos
- Precios
- Volumen de activos.
- Marcas de tiempo
Estos son necesarios para identificar de forma única cada transacción en la cadena de bloques y para proporcionar las bases necesarias para validar y conectar las transacciones en la infraestructura de consenso.
Arquitectura de transacciones
Las transacciones constituyen un grafo acíclico dirigido en el que cada transacción hace referencia a transacciones válidas que se producen dentro de los intervalos de tiempo definidos. Este diseño garantiza que cada operación esté asociada a operaciones válidas anteriores, se evite la bifurcación y el historial de operaciones sea coherente.
Integración de tolerancia a fallos bizantinos
*el sistema Byzantine Fault Tolerance es un mecanismo de votación híbrida que puede garantizar el consenso en un breve periodo de tiempo, pero sin dejar de ser tolerante a los fallos. Byzantine Fault Tolerance puede tolerar el fallo de algunos nodos y seguir garantizando la integridad del proceso de consenso.
Parámetros del mecanismo de consenso
| Parámetro | Valor | Propósito |
|---|---|---|
| Hora de finalización | <2 segundos | Confirmación rápida de transacciones |
| Tolerancia a fallos | 33 % de nodos maliciosos | Seguridad de la red |
| Nodos validadores | Autorizado | Cumplimiento normativo |
Acuerdos atómicos de prueba de conocimiento cero
Los acuerdos atómicos de prueba de conocimiento cero son acuerdos atómicos de entrega contra pago con pruebas criptográficas avanzadas, además de privacidad. Las condiciones comerciales garantizan que las partes tengan un equilibrio de activos que les permita participar en las transacciones sugeridas.
Mecanismos de protección de la privacidad
El sistema incorpora los saldos de vendedores y compradores de los volúmenes de negociación requeridos de los respectivos activos, y cada importe del activo se oculta mediante generadores y factores de encubrimiento aleatorios.
El esquema compromete los valores de los activos de forma privada y es capaz de generar pruebas sin revelar los saldos reales en la cadena.
Verificación del acuerdo
Las condiciones que garantizan que hay activos suficientes para liquidar las cantidades y los fondos de las operaciones a los precios acordados se conocen como verificación de saldo. Esta verificación garantiza que ambas partes puedan realizar las operaciones según lo acordado sin revelar sus saldos reales.
Estas pruebas permiten verificar la protección de la privacidad, es decir, verificar que las transacciones se pueden realizar sin exponer datos financieros confidenciales a terceros y a los participantes en la cadena de bloques.
Marco de cumplimiento basado en contratos inteligentes
Cumplimiento normativo automatizado
El cumplimiento normativo automatizado es un enfoque que utiliza contratos inteligentes para hacer cumplir el acceso a las consultas normativas con el fin de cumplir los requisitos normativos y permitir la divulgación selectiva y la supervisión en tiempo real de las operaciones.
Proceso de verificación de usuarios
Las verificaciones de los participantes individuales también se llevan a cabo con funciones de cumplimiento que comprueban que solo los usuarios registrados puedan realizar las actividades comerciales y que las operaciones deben contar con disposiciones de verificación, incluidos los requisitos de conocimiento del cliente.
Esta norma establece el cumplimiento garantizando que solo los actores legítimos y verificados puedan negociar activos, y que aquellos que no cooperen con la norma no tengan acceso a los sistemas de negociación, de conformidad con las leyes contra el blanqueo de capitales y los principios de mitigación de riesgos.
Supervisión del cumplimiento del volumen
El cumplimiento del volumen garantizará que los volúmenes acumulados de un usuario no superen los límites comerciales reglamentarios diarios o mensuales, en función de los importes acumulados de los volúmenes comerciales. Para evitar la manipulación del mercado, los organismos reguladores suelen imponer límites de volumen.
Detección de anomalías en tiempo real
La detección de anomalías determina las puntuaciones de anomalías en tiempo real, que se determinan mediante la ponderación de la sensibilidad de:
- Volumen
- Variación de precios
- Tiempo entre operaciones
Esto permite detectar en tiempo real las operaciones sospechosas que se salen de la norma histórica, de modo que se puedan realizar auditorías o emitir advertencias reglamentarias para frenar el abuso o la manipulación del mercado.
Métricas de rendimiento y análisis de resultados
Funciones de consulta y evaluación de cadenas de bloques
Las funciones de consulta proporcionan metadatos comerciales no confidenciales que pueden ser auditados por los reguladores y, además, se evaluaron las vulnerabilidades basadas en blockchain en los servicios que facilitan los sistemas de negociación de valores.
Se realizó un análisis comparativo de varios parámetros de rendimiento:
- Carácter definitivo de la transacción.
- Verificación de pruebas
- Cumplimiento de los contratos inteligentes.
- Detección de anomalías
- Auditabilidad
Entorno de pruebas
Los experimentos se realizaron con conjuntos de datos modificados que simulaban el comportamiento clásico del mercado de valores utilizando datos comerciales completos con una resolución de milisegundos y microsegundos.
La implementación de la cadena de bloques implicó nodos validadores en redes autorizadas con criterios de consenso específicos. Se adoptaron mecanismos de consenso híbridos con tolerancia a fallos bizantinos y grafos acíclicos dirigidos para respaldar transacciones eficientes y tolerantes a fallos.
Indicadores clave de rendimiento
Resultados de las métricas de rendimiento
| Métrico | Sistema tradicional | Marco PACT | Mejora |
|---|---|---|---|
| Tiempo de finalización del consenso | 5-10 segundos | <2 segundos | reducción del 75 % |
| Tiempo de verificación de la prueba | N/A | 50 ms | Verificación en tiempo real |
| Rendimiento | 1000 TPS | Más de 10 000 TPS. | mejora 10 veces superior |
| Índice de vulnerabilidad | Alto | Reducción significativa | Mejora importante |
Mejoras en el análisis de transparencia y la auditabilidad
La disponibilidad de metadatos verificables en forma de marcas de tiempo, hash de verificación y pruebas criptográficas contribuye a la mejora de los valores del índice de auditabilidad.
Características de acceso normativo
La seguridad se comprueba mediante información exhaustiva sobre marcas de tiempo y pruebas a través de funciones de consulta en los servicios comerciales, lo que permite el acceso en tiempo real de un regulador a datos no confidenciales que pueden verificarse, pero sin revelar saldos e identidades confidenciales.
El sistema ofrece importantes mejoras en el índice de auditabilidad, lo que indica que los sistemas blockchain permiten una visibilidad comercial conforme a la normativa, que está a disposición de los reguladores.
Análisis del rendimiento
El análisis del rendimiento representa el aumento de las tasas de procesamiento de transacciones con el número de nodos validadores. Los grafos acíclicos dirigidos de consenso paralelo se pueden utilizar para realizar un procesamiento de transacciones sin bloqueos.
La comprobación de pruebas criptográficas está muy optimizada y no necesita la repetición completa del nodo, lo que aumenta las tasas de procesamiento de transacciones.
Comparación del rendimiento y la latencia del sistema
El número de validadores se compara con el rendimiento del sistema, ya que se ha observado que admite sistemas de negociación escalables y de alta frecuencia con latencia.
Optimización del rendimiento
El sistema utiliza un consenso híbrido que permite:
- Propagación de bloques paralelos
- Carácter definitivo y limitado en el tiempo.
- Menor coste de validación.
- Enrutamiento de transacciones a través de un gráfico sin cuellos de botella globales
Con un mayor volumen de transacciones que simulan la demanda de los usuarios o el tráfico comercial, la sobrecarga de latencia bajo carga puede provocar operaciones perdidas o desviaciones de precios en la negociación de valores.
Los resultados de la investigación indican que la latencia en múltiples validadores es mucho menor y que el rendimiento de la latencia bajo carga es sustancialmente mejor que el de los modelos de investigación actuales.
Investigación futura e implementación
Consideraciones sobre la implementación en el mundo real
Las operaciones bursátiles reales basadas en cadenas de bloques reguladas a pequeña escala en entornos autorizados deben ser interoperables con la infraestructura financiera. El marco puede revelar interfaces compatibles y capas de traducción de mensajes que pueden integrarse con los sistemas financieros convencionales.
Limitaciones del marco y trabajo futuro
El marco también tiene una serie de deficiencias:
- Incapacidad para escalar a grandes volúmenes con las implementaciones existentes.
- Nodos validadores que podrían tener dificultades para gestionar mercados de muy gran volumen
- Generación y verificación de pruebas criptográficas que requieren cálculos intensivos durante períodos de gran volumen
Áreas de desarrollo futuro
Los estudios futuros ampliarán el marco para permitir:
- Liquidación entre cadenas.
- Cálculo de modelos financieros complejos
- Comercio entre bolsas
- Implementación recursiva de prueba de conocimiento cero
- Algoritmos avanzados de detección de anomalías
- Funciones de privacidad mejoradas
Contratos inteligentes y revoluciones futuras: conclusiones
El marco propuesto representa un avance importante en el comercio de valores basado en cadenas de bloques, teniendo en cuenta las importantes deficiencias de los modelos actuales.
Los estudios demuestran que, con el consenso híbrido, la prueba de conocimiento cero y el cumplimiento que comprenden los contratos inteligentes, el sistema mejora significativamente los procesos de cumplimiento automatizados, por lo que los mercados de valores se adhieren en tiempo real y los reguladores obtienen las capacidades de supervisión necesarias.
Resumen de los resultados de la investigación
Los resultados confirman que la tecnología blockchain tiene el potencial de revolucionar las infraestructuras de valores con mejoras cuantificables en materia de seguridad y transparencia sin socavar las obligaciones reglamentarias.
El marco presenta mejoras considerables:
- Recortes en el tiempo de finalización del consenso
- Mejoras en los procesos de verificación de pruebas.
- Pérdidas de vulnerabilidad en comparación con los modelos de investigación existentes
- El índice de auditabilidad aumenta significativamente
- El rendimiento en varios validadores demuestra mejoras significativas
- La latencia en grandes volúmenes de transacciones ofrece mejoras considerables
El estudio demuestra las importantes oportunidades que ofrece la tecnología blockchain para transformar la infraestructura de valores de forma que se mantenga el cumplimiento normativo y el nivel de seguridad.
