
Introdução
A eficiência reduzida nas liquidações, a falta de transparência nas auditorias e a prevenção de fraudes nos atuais sistemas de negociação de títulos são problemas graves causados por intermediários centralizados e infraestruturas obsoletas. As revolucionárias estruturas de blockchain ajudarão a melhorar a eficácia na negociação de títulos.
Os modelos antigos de negociação sujeitam os participantes a riscos de contraparte devido a liquidações atrasadas, má manutenção de registos e verificação manual da conformidade. Essas questões vulneráveis são resolvidas por um sistema pioneiro baseado em blockchain conhecido como Provable Atomic Consensus for Trading.
Visão geral do sistema PACT
O PACT é um sistema complexo baseado em blockchain que existe com um objetivo específico em zonas de negociação regulamentadas de instituições financeiras. É um sistema completo baseado na combinação de mecanismos de consenso híbridos com soluções criptográficas que protegem a privacidade para estabelecer um ambiente de negociação seguro e transparente.
A estrutura é uma combinação de três elementos básicos:
- •Um mecanismo de consenso híbrido para garantir uma finalidade eficiente das transações
- •Prova de conhecimento zero de liquidações atómicas numa entrega instantânea versus pagamento
- •Legível pelo regulador contratos inteligentes
Esses aspectos comportamentais complementam os desenvolvimentos de infraestrutura e mostram como a experiência do utilizador é importante para garantir sistemas de negociação claros e seguros, devido às flutuações nos preços, liquidações e manutenção de registos pouco claros.
Embora a adoção da tecnologia tenha aumentado a eficiência dos sistemas de negociação nos mercados financeiros, as questões de volatilidade do mercado financeiro ainda persistem e influenciam as operações de negociação de títulos.
Soluções Criptográficas Avançadas
Algoritmos de criptografia avançados, como Zero Knowledge Proofs, oferecem um ótimo equilíbrio entre a transparência das transações e a garantia de que informações comerciais confidenciais não serão divulgadas ao mundo.
Com a tecnologia blockchain, existe a possibilidade de uma arquitetura descentralizada, imutável e criptograficamente segura, capaz de mudar a transparência e a segurança na infraestrutura do mercado de valores mobiliários.
O controlo descentralizado e o livro-razão partilhado no livro-razão distribuído aumentam tanto a transparência como a confiança nas operações comerciais e ajudam nas operações de negociação de títulos, devido à identificação em tempo real de anomalias.
Os avanços tecnológicos que podem revolucionar os mercados de ações são:
- •Aumentar a transparência
- •Títulos em uma negociação
- •Margens financeiras
- •Eficiência operacional dos investimentos em ações
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Declaração do problema de investigação e racionalização
A confiança do utilizador e a troca de valores de ações entre compradores e vendedores, um processo de verificação e uma negociação segura são conduzidos por meio da tecnologia blockchain, que enfrenta os desafios encontrados nos sistemas de negociação de títulos, de acordo com as suas operações de negociação tradicionais e modernas.
Esses desafios incluem:
- •Transparência
- •Processos de negociação opacos
- •Acordos lentos
- •Suscetibilidade a fraudes
Essas deficiências nos modelos atuais de negociação de títulos incentivam o desenvolvimento de uma segurança e rastreabilidade mais avançadas das transações de negociação de títulos com a tecnologia blockchain, sob uma estrutura de PACT.
Objetivos do estudo
O estudo vai tentar criar e avaliar um modelo de negociação de títulos baseado em blockchain que vai melhorar:
- •Segurança das transações
- •Eficiência de liquidação
- •Conformidade regulamentar aprimorada
- •Rastreabilidade das transações
- •Privacidade das transações em operações com títulos mobiliários
O método de consenso híbrido aplica os modelos Tolerância a Falhas Bizantinas e Grafo Acíclico Direcionado.
Estrutura PACT Inovação
O PACT é um novo método que incorpora uma estratégia de compromisso com restrições de tempo e é uma estrutura de referência consciente do validador, projetada especificamente para operar em contextos de títulos regulamentados.
O PACT oferece finalidade determinística dentro das limitações de conformidade por meio de:
- •Ganchos de auditoria regulatória
- •Janelas de validação de comércio organizado
- •Circunstâncias de entrega versus pagamento atômico
O design oferece um consenso eficiente e uma conexão suave com camadas de prova de conhecimento zero baseadas em privacidade e conformidade com contratos inteligentes, superando as soluções híbridas atuais.
Entre as inovações mais importantes apresentadas na estrutura, pode-se destacar a criação de um modelo abrangente de negociação de títulos baseado em blockchain que aumentaria o nível de segurança e divulgação entre os traços comerciais.
Análise da revisão da literatura
Estudos recentes mostraram como um mecanismo de segurança financeira baseado em blockchain pode ser projetado com um modelo de consenso híbrido, que combina Tolerância a Falhas Bizantinas e Grafo Acíclico Direcionado, para fornecer finalidade comercial e produzir liquidações atómicas de prova de conhecimento zero, garantindo que sejam entregues em tempo real sem divulgar os saldos dos ativos.
Sistemas de Design Alternativos
Um sistema de conformidade baseado em contratos inteligentes foi desenvolvido para verificar detectores de anomalias em tempo real, mas oferece segurança e privacidade para compradores e vendedores.
Numa conta, foi proposto um modelo de contratos inteligentes baseado em aprendizagem profunda para garantir a segurança das transações financeiras usando Redes Dinâmicas de Contexto Temporal Profundo com melhores algoritmos de otimização em bases de dados de consórcios privados.
Estudos de desempenho
Estudos de análise de desempenho utilizaram simulação para determinar o impacto da tecnologia blockchain nos procedimentos de negociação de ações, incluindo:
- •Negociação
- •Limpeza
- •Acordo
Com conjuntos de dados de métricas de processo, tipo e volume de transações, verificou-se que a eficiência do processo e os tempos de transação foram significativamente melhorados, especialmente em montantes mais elevados.
Consenso atómico comprovável baseado em blockchain
Recolha e processamento de dados
As recolhas e o processamento de dados comerciais da Provable Atomic Consensus fornecem informações sobre:
- •Cancelamentos de encomendas
- •Atrasos na execução
- •Comportamentos comerciais em mercados centralizados e regulamentados usando hardware de baixo custo
Para fortalecer e aumentar a generalização da estrutura proposta, especialmente no que diz respeito à aplicação da conformidade, deteção de fraudes e liquidações atómicas de entrega contra pagamento, os conjuntos de dados disponíveis gratuitamente foram modificados para realizar os testes num mercado regulamentado simulado.
Pré-processamento de dados
Os dados brutos tiveram de passar por um pré-processamento pesado, já que os mercados de criptomoedas estão abertos 24 horas por dia, 7 dias por semana, mesmo nos fins de semana e feriados, e têm enormes diferenças regulatórias e estruturais em relação aos mercados de ações padrão.
Os dados foram ajustados para incluir:
- •Horário tradicional de negociação do mercado de ações
- •Entradas de séries temporais das negociações à vista e de futuros
- •Negociações de alta frequência
- •Registos de velas com indicadores de abertura, alta, baixa e fecho
- •Volumes combinados
- •Sinalizadores de tomador/criador contendo indicadores de direção comercial
- •Carimbos de tempo precisos em milissegundos ou microssegundos
Implementação do Mecanismo de Consenso Híbrido
O mecanismo de consenso híbrido é rápido e tolerante a falhas, com tempo de verificação de provas e consultas de auditoria regulatória sob cargas de mercado variáveis.
Estruturas básicas
As estruturas básicas são usadas para formalizar propostas comerciais e consistem em:
- •Identificadores de ordem
- •Preços
- •Volume de ativos
- •Carimbos de data/hora
Isso é necessário para identificar de forma única cada transação na blockchain e fornecer as bases necessárias para validar e conectar transações na infraestrutura de consenso.
Arquitetura de transações
As transações formam um Grafo Acíclico Direcionado, onde cada transação se refere a transações válidas que rolam dentro dos intervalos de tempo definidos. Esse design garante que essa ou aquela transação esteja associada a transações válidas anteriores, evitando bifurcações e mantendo a consistência do histórico das transações.
Integração da tolerância a falhas bizantinas
O sistema Byzantine Fault Tolerance é um mecanismo de votação híbrida que pode garantir consenso num curto período de tempo, mas continua a ser tolerante a falhas. O Byzantine Fault Tolerance pode tolerar a falha de alguns nós e ainda garantir a integridade do processo de consenso.
Parâmetros do mecanismo de consenso
| Parâmetro | Valor | Objetivo |
|---|---|---|
| Hora da finalidade | <2 segundos | Confirmação rápida da transação |
| Tolerância a falhas | 33% de nós maliciosos | Segurança de rede |
| Nós validadores | Autorizado | Conformidade regulamentar |
Liquidações atómicas com prova de conhecimento zero
As liquidações atómicas com prova de conhecimento zero são Entrega contra Pagamento atómicas com provas criptográficas avançadas, além de privacidade. Os termos comerciais garantem que as partes tenham um equilíbrio de ativos na medida em que são capazes de participar nas transações sugeridas.
Mecanismos de proteção de privacidade
O sistema incorpora os saldos do vendedor e do comprador dos volumes de negociação exigidos dos respetivos ativos e onde cada montante do ativo é ocultado por meio de geradores e fatores de ocultação aleatórios.
O esquema compromete valores de ativos de forma privada e é capaz de gerar provas sem revelar os saldos reais na cadeia.
Verificação de liquidação
As condições que garantem que há ativos suficientes para liquidar as quantidades comerciais e os fundos a liquidar aos preços acordados são conhecidas como verificação de saldo. Essa verificação garante que ambas as partes possam fazer negócios conforme acordado, sem revelar os seus saldos reais.
Essas evidências permitem verificar a preservação da privacidade, ou seja, verificar se as transações podem ser feitas sem expor dados financeiros confidenciais a terceiros e participantes da blockchain.
Estrutura de conformidade baseada em contratos inteligentes
Conformidade regulamentar automatizada
A conformidade regulatória automatizada é uma abordagem que usa contratos inteligentes para garantir que as consultas regulatórias estejam em conformidade com os requisitos regulatórios e permitir a divulgação seletiva e o monitoramento em tempo real das transações.
Processo de verificação do utilizador
As verificações dos participantes individuais também são realizadas com funções de conformidade que verificam se apenas os utilizadores registados podem realizar as atividades de negociação e se as negociações devem ter disposições de verificação, incluindo os requisitos conheça o seu cliente.
Esta regra garante a conformidade, assegurando que apenas atores legítimos e verificados possam negociar ativos, e aqueles que não cooperarem com a regra não tenham acesso aos sistemas de negociação, de acordo com as leis contra a lavagem de dinheiro e os princípios de mitigação de riscos.
Monitorização da conformidade de volume
A conformidade de volume vai garantir que os volumes acumulados de um utilizador não ultrapassem os limites regulamentares diários ou mensais de negociação, dependendo dos montantes acumulados dos volumes de negociação. Para evitar a manipulação do mercado, os órgãos reguladores geralmente impõem limites de volume.
Detecção de anomalias em tempo real
A deteção de anomalias determina as pontuações de anomalias em tempo real, que são determinadas pelo peso de sensibilidade de:
- •Volume
- •Variação de preço
- •Tempo entre as negociações
Isso permite que transações suspeitas, que se revelam fora das normas históricas, sejam detetadas em tempo real, para que auditorias ou avisos regulatórios sejam fornecidos para coibir abusos ou manipulações do mercado.
Métricas de desempenho e análise de resultados
Funções de consulta e avaliação da blockchain
As funções de consulta fornecem metadados comerciais não confidenciais que podem ser auditados por reguladores e, além disso, as vulnerabilidades baseadas em blockchain foram avaliadas em serviços que facilitam os sistemas de negociação de títulos.
Foi realizada uma análise comparativa de vários parâmetros de desempenho:
- •Finalidade da transação
- •Verificação de provas
- •Conformidade com contratos inteligentes
- •Detecção de anomalias
- •Auditabilidade
Ambiente de teste
As experiências foram feitas em conjuntos de dados modificados que eram uma simulação do comportamento clássico do mercado de ações usando dados comerciais completos com resolução de milissegundos e microssegundos.
A implementação da blockchain envolveu nós validadores em redes autorizadas com critérios de consenso específicos. Os mecanismos de consenso híbridos com tolerância a falhas bizantinas e grafos acíclicos direcionados foram adotados para dar suporte a transações eficientes e tolerantes a falhas.
Indicadores-chave de desempenho
Resultados das métricas de desempenho
| Métrica | Sistema Tradicional | Estrutura PACT | Melhoria |
|---|---|---|---|
| Tempo de finalização do consenso | 5-10 segundos | <2 segundos | Redução de 75% |
| Tempo de verificação da prova | N/A | 50 ms | Verificação em tempo real |
| Rendimento | 1.000 TPS | Mais de 10.000 TPS | Melhoria de 10 vezes |
| Taxa de vulnerabilidade | Alto | Reduzido significativamente | Melhoria significativa |
Melhorias na análise de transparência e auditabilidade
A disponibilidade de metadados verificáveis na forma de carimbos de data/hora, hashes de verificação e provas criptográficas contribui para a melhoria dos valores do índice de auditabilidade.
Recursos de acesso regulatório
A segurança é verificada através de informações detalhadas sobre carimbos de data/hora e provas por meio de funções de consulta em serviços comerciais, permitindo o acesso em tempo real de um regulador a dados não confidenciais que podem ser verificados, mas sem revelar saldos e identidades confidenciais.
O sistema oferece ganhos significativos no índice de auditabilidade, o que indica que os sistemas blockchain permitem visibilidade comercial em conformidade, disponível para os reguladores.
Análise de rendimento
A análise de rendimento representa o aumento nas taxas de processamento de transações com o número de nós validadores. Gráficos acíclicos direcionados de consenso paralelo podem ser usados para realizar o processamento de transações sem bloqueio.
A verificação da prova criptográfica é super otimizada e não precisa de repetir todo o nó, aumentando assim as taxas de processamento das transações.
Comparação de desempenho e latência do sistema
O número de validadores é comparado com o rendimento do sistema, uma vez que se verificou que suporta sistemas de negociação escaláveis e de alta frequência com latência.
Otimização de desempenho
O sistema utiliza um consenso híbrido que permite:
- •Propagação de blocos paralelos
- •Finalidade com prazo determinado
- •Menor custo de validação
- •Encaminhamento de transações através de um gráfico sem gargalos globais
Com um volume maior de transações simulando a demanda dos usuários ou o tráfego comercial, a sobrecarga de latência sob carga pode causar perdas comerciais ou variação de preços na negociação de títulos.
Os resultados da pesquisa indicam que a latência em vários validadores é muito menor e que o desempenho da latência sob carga é substancialmente melhor do que o dos modelos de pesquisa atuais.
Pesquisa futura e implementação
Considerações sobre a implementação no mundo real
As transações de títulos baseadas em blockchain no mundo real, regulamentadas por implementações em pequena escala em ambientes autorizados, devem ser interoperáveis com a infraestrutura financeira. A estrutura pode revelar interfaces compatíveis, camadas de tradução de mensagens que podem ser integradas aos sistemas financeiros convencionais.
Limitações da estrutura e trabalhos futuros
A estrutura também tem várias deficiências:
- •Incapacidade de escalar para grandes volumes com as implementações existentes
- •Nós validadores que podem ter dificuldade em lidar com mercados de volume muito alto
- •Geração e verificação de provas criptográficas que exigem cálculos pesados durante períodos de alto volume
Áreas de desenvolvimento futuro
Estudos futuros vão ampliar a estrutura para permitir:
- •Liquidação entre cadeias
- •Cálculo de modelos financeiros complexos
- •Comércio entre bolsas
- •Implementação recursiva de prova de conhecimento zero
- •Algoritmos avançados de deteção de anomalias
- •Recursos de privacidade aprimorados
Contratos inteligentes e revoluções futuras - Conclusões
A estrutura proposta representa um desenvolvimento importante na negociação de títulos baseada em blockchain, levando em consideração as principais fraquezas dos modelos atuais.
Estudos mostram que, com consenso híbrido, prova de conhecimento zero e conformidade que inclui contratos inteligentes, o sistema melhora significativamente os processos de conformidade automatizados, pelo que os mercados de negociação de títulos são cumpridos em tempo real e os reguladores recebem as capacidades de supervisão necessárias.
Resumo dos resultados da pesquisa
As conclusões confirmam que a tecnologia blockchain tem o potencial de revolucionar as infraestruturas de títulos com ganhos quantificáveis em termos de segurança e transparência, sem comprometer as obrigações regulatórias.
A estrutura apresenta melhorias consideráveis:
- •Reduções no tempo final do consenso
- •Melhorias nos processos de verificação de provas
- •Perdas de vulnerabilidade em comparação com modelos de pesquisa existentes
- •O índice de auditabilidade aumenta significativamente
- •O rendimento em vários validadores mostra melhorias significativas
- •A latência em grandes volumes de transações oferece melhorias consideráveis
O estudo mostra oportunidades significativas da tecnologia blockchain para transformar a infraestrutura de valores mobiliários de uma forma que preserve a conformidade regulatória e o nível de segurança.


