
Вступ
Зниження ефективності розрахунків, відсутність прозорості аудитів та запобігання шахрайству в сучасних системах торгівлі цінними паперами є серйозними проблемами, які спричинені централізованими посередниками та застарілою інфраструктурою. Революційні блокчейн-фреймворки допоможуть підвищити ефективність торгівлі цінними паперами.
Старі моделі торгівлі піддають учасників контрагентським ризикам через затримки розрахунків, неналежне ведення обліку та ручну перевірку відповідності вимогам. Ці вразливі проблеми вирішуються за допомогою новаторської системи на основі блокчейну, відомої як Provable Atomic Consensus for Trading.
Огляд системи PACT
PACT — це складна система на основі блокчейну, яка існує з конкретною метою в регульованих торгових зонах фінансових установ. Це комплексна система, заснована на поєднанні гібридних механізмів консенсусу з криптографічними рішеннями для збереження конфіденційності, що дозволяє створити безпечне та прозоре торгове середовище.
Структура складається з трьох основних елементів:
- •Гібридний механізм консенсусу для забезпечення ефективної остаточності транзакцій
- •Доказ нульового знання про атомні розрахунки при миттєвій доставці проти оплати
- •Зрозумілі для регулятора смарт-контракти
Ці аспекти поведінки доповнюють розвиток інфраструктури та показують, наскільки важливим є досвід користувачів для забезпечення прозорості та безпеки торгових систем в умовах коливань цін, розрахунків та нечіткого ведення обліку.
Хоча впровадження технологій підвищило ефективність торгових систем на фінансових ринках, проблеми волатильності фінансових ринків все ще впливають на операції з цінними паперами.
Передові криптографічні рішення
Удосконалений алгоритм криптографії, такий як Zero Knowledge Proofs, забезпечує чудовий баланс між прозорістю транзакцій та гарантією, що конфіденційна торгова інформація не буде розголошена.
Завдяки технології блокчейн існує можливість створення децентралізованої, незмінної, криптографічно захищеної архітектури, здатної змінити прозорість та безпеку інфраструктури ринку цінних паперів.
Децентралізований контроль та спільний реєстр у розподіленому реєстрі підвищують прозорість та довіру до торгових операцій і сприяють операціям з цінними паперами завдяки виявленню аномалій у режимі реального часу.
Прогресивні технології, які можуть революціонізувати фондові ринки, це:
- •Підвищення прозорості
- •Цінні папери в торгівлі
- •Фінансові націнки
- •Операційна ефективність інвестицій в акції
Трансформуйте свою торговельну інфраструктуру
Дізнайтеся, як технологія блокчейн може революціонізувати ваші операції з торгівлі цінними паперами.
Формулювання проблеми дослідження та обґрунтування
Довіра користувачів та обмін цінними паперами між покупцями та продавцями, процес перевірки та безпечна торгівля здійснюються за допомогою технології блокчейн, яка вирішує проблеми, що виникають у системах торгівлі цінними паперами відповідно до традиційних та сучасних торгових операцій.
Ці завдання включають:
- •Прозорість
- •Непрозорі торгові процеси
- •Повільні розрахунки
- •Схильність до шахрайства
Ці недоліки в існуючих моделях торгівлі цінними паперами стимулюють розробку більш досконалих засобів безпеки та відстежуваності операцій з цінними паперами за допомогою технології блокчейн в рамках PACT.
Цілі дослідження
Дослідження буде спрямовано на розробку та оцінку моделі торгівлі цінними паперами на основі блокчейну, яка дозволить поліпшити:
- •Безпека транзакцій
- •Ефективність розрахунків
- •Покращене дотримання нормативних вимог
- •Простежуваність транзакцій
- •Конфіденційність транзакцій при торгівлі цінними паперами
Гібридний метод консенсусу застосовує моделі візантійської відмовостійкості та направленого ациклічного графа.
Інноваційна структура PACT
PACT — це новий метод, що включає стратегію коміту з обмеженням за часом і є валідаторно-орієнтованою системою координат, спеціально розробленою для роботи в умовах регульованого ринку цінних паперів.
PACT забезпечує детерміновану остаточність в межах обмежень відповідності за допомогою:
- •Гачки регуляторного аудиту
- •Організовані вікна перевірки торгівлі
- •Обставини атомної доставки проти оплати
Дизайн забезпечує ефективний консенсус і плавне з'єднання з шарами, що базуються на конфіденційності, з нульовим розкриттям інформації та дотриманням смарт-контрактів, перевершуючи поточні гібридні рішення.
Серед найважливіших інновацій, запропонованих у рамках цієї структури, можна виділити створення всеосяжної моделі торгівлі цінними паперами на основі блокчейну, яка підвищить рівень безпеки та прозорості торгових операцій.
Аналіз літературних джерел
Останні дослідження показали, як можна розробити механізм фінансової безпеки на основі блокчейну з гібридною моделлю консенсусу, що поєднує візантійську відмовостійкість та направлений ациклічний граф, щоб забезпечити остаточність торгів та створити атомарні розрахунки з нульовим розкриттям інформації, які гарантують їх виконання в режимі реального часу без оприлюднення балансів активів.
Альтернативні системи дизайну
Була розроблена система відповідності, заснована на смарт-контрактах, для перевірки детекторів аномалій у режимі реального часу, яка забезпечує як безпеку, так і конфіденційність покупців і продавців.
В одному звіті було запропоновано модель смарт-контрактів на основі глибокого навчання для гарантування безпеки фінансових транзакцій за допомогою динамічних мереж глибокого часового контексту з кращими алгоритмами оптимізації в базах даних приватних консорціумів.
Дослідження продуктивності
У дослідженнях з аналізу ефективності використовувалося моделювання для визначення впливу технології блокчейн на процедури торгівлі акціями, зокрема:
- •Торгівля
- •Очищення
- •Розрахунок
За допомогою наборів даних про показники процесів, тип і обсяг транзакцій було виявлено, що ефективність процесів і час транзакцій значно покращилися, особливо в разі більших сум.
Доказовий атомарний консенсус на основі блокчейну
Збір та обробка даних
Доказовий атомарний консенсус Збір та обробка торгових даних надають інформацію про:
- •Скасування замовлень
- •Затримки у виконанні
- •Торговельна поведінка як на централізованих, так і на регульованих ринках з використанням низькопродуктивного обладнання
З метою посилення та підвищення загальної застосовності запропонованої структури, особливо щодо забезпечення дотримання вимог, виявлення шахрайства та атомарних розрахунків «поставка проти оплати», вільно доступні набори даних були модифіковані для проведення тестування в умовах модельованого регульованого ринку.
Попередня обробка даних
Сирі дані мали пройти ретельну попередню обробку, оскільки ринки криптовалют працюють цілодобово, навіть у вихідні та святкові дні, і мають величезні регуляторні та структурні відмінності від стандартних фондових ринків.
Дані були скориговані з урахуванням:
- •Традиційні години торгівлі на фондовому ринку
- •Записи часових рядів спотової та ф'ючерсної торгівлі
- •Торги з високою частотою
- •Записи свічкових графіків з індикаторами відкриття, максимуму, мінімуму та закриття
- •Об'єднані томи
- •Прапорці «Taker/maker», що містять індикатори напрямку торгівлі
- •Точні мілісекундні або мікросекундні часові мітки
Впровадження гібридного механізму консенсусу
Гібридний механізм консенсусу є швидким і стійким до помилок, з часом перевірки доказів і запитами регуляторного аудиту при різних ринкових навантаженнях.
Основні структури
Для формалізації торгових пропозицій використовуються базові структури, які складаються з:
- •Ідентифікатори замовлення
- •Ціни
- •Обсяг активів
- •Часові мітки
Це необхідно для унікальної ідентифікації кожної операції в блокчейні та для забезпечення необхідної основи для перевірки та зв'язування операцій в інфраструктурі консенсусу.
Архітектура транзакцій
Транзакції утворюють направлений ациклічний граф, в якому кожна транзакція посилається на дійсні транзакції, що відбуваються в межах визначених часових вікон. Така конструкція гарантує, що та чи інша операція пов'язана з попередніми дійсними операціями, що запобігає розгалуженню і забезпечує узгодженість історії операцій.
Інтеграція візантійської відмовостійкості
Система Byzantine Fault Tolerance — це механізм гібридного голосування, який може гарантувати консенсус за короткий проміжок часу, але при цьому залишається стійким до помилок. Byzantine Fault Tolerance може витримувати відмову деяких вузлів і при цьому гарантувати цілісність процесу досягнення консенсусу.
Параметри механізму консенсусу
| Параметр | Значення | Мета |
|---|---|---|
| Час остаточного затвердження | <2 секунди | Швидке підтвердження транзакції |
| Відмовостійкість | 33% зловмисних вузлів | Безпека мережі |
| Валидаторні вузли | Дозволено | Дотримання нормативних вимог |
Атомні розрахунки з нульовим розкриттям інформації
Атомні розрахунки з нульовим розкриттям інформації — це атомні доставки проти оплати з розширеними криптографічними доказами та конфіденційністю. Умови торгівлі гарантують, що сторони мають збалансовані активи в тій мірі, в якій вони можуть брати участь у запропонованих транзакціях.
Механізми захисту конфіденційності
Система відображає баланси продавців і покупців необхідних обсягів торгівлі відповідними активами, де кожна сума активу прихована за допомогою генераторів і випадкових факторів засліплення.
Схема фіксує значення активів у приватному порядку і може генерувати докази без розкриття фактичних балансів у ланцюжку.
Перевірка розрахунків
Умови, що гарантують наявність достатніх активів для розрахунку торгових обсягів та коштів для розрахунку за узгодженими цінами, називаються перевіркою балансу. Ця перевірка гарантує, що обидві сторони можуть здійснювати операції відповідно до домовленостей, не розкриваючи своїх фактичних балансів.
Такі докази дозволяють перевірити збереження конфіденційності, тобто перевірити, що операції можуть здійснюватися без розкриття конфіденційних фінансових даних третім особам та учасникам блокчейну.
Система дотримання вимог на основі смарт-контрактів
Автоматизована відповідність нормативним вимогам
Автоматизована відповідність нормативним вимогам — це підхід, який використовує смарт-контракти для забезпечення відповідності запитів на доступ до інформації нормативним вимогам та дозволяє здійснювати вибіркове розкриття інформації та моніторинг торгів у режимі реального часу.
Процес перевірки користувачів
Перевірка окремих учасників також здійснюється за допомогою функцій контролю, які перевіряють, що тільки зареєстровані користувачі можуть здійснювати торговельні операції і що угоди повинні мати положення про перевірку, включаючи вимоги «знай свого клієнта».
Це правило забезпечує дотримання вимог, гарантуючи, що тільки законні та перевірені учасники можуть торгувати активами, а ті, хто не дотримується цього правила, не отримують доступу до торгових систем відповідно до законів про боротьбу з відмиванням грошей та принципів зменшення ризиків.
Моніторинг відповідності обсягу
Дотримання обсягів гарантує, що сукупні обсяги користувача не перевищуватимуть щоденні або щомісячні регуляторні ліміти торгівлі, залежно від сукупних обсягів торгівлі. Щоб уникнути маніпулювання ринком, регуляторні органи зазвичай встановлюють ліміти обсягів.
Виявлення аномалій у реальному часі
Виявлення аномалій визначає показники аномалій у реальному часі, які визначаються вагою чутливості:
- •Обсяг
- •Варіації цін
- •Час між операціями
Це дозволяє виявляти підозрілі операції, які виходять за межі історичних норм, у режимі реального часу, щоб проводити аудити або надсилати попередження регуляторних органів з метою запобігання зловживанням або маніпуляціям на ринку.
Показники ефективності та аналіз результатів
Функції запитів та оцінка блокчейну
Функції запиту надають неконфіденційні торгові метадані, які можуть бути перевірені регуляторними органами, а також були оцінені вразливості на основі блокчейну в сервісах, що сприяють роботі систем торгівлі цінними паперами.
Було проведено порівняльний аналіз декількох параметрів продуктивності:
- •Остаточність транзакції
- •Перевірка коректури
- •Дотримання умов смарт-контрактів
- •Виявлення аномалій
- •Можливість аудиту
Тестове середовище
Експерименти проводилися на модифікованих наборах даних, які були симуляцією класичної поведінки фондового ринку з використанням повних торгових даних з роздільною здатністю в мілісекундах і мікросекундах.
Розгортання блокчейну передбачало використання вузлів валідаторів у мережах з дозволом на доступ із будь-якими конкретними критеріями консенсусу. Для забезпечення ефективних і відмовостійких транзакцій було прийнято гібридні механізми консенсусу з візантійською відмовостійкістю та направленими ациклічними графами.
Ключові показники ефективності
Результати показників ефективності
| Метрика | Традиційна система | Структура PACT | Поліпшення |
|---|---|---|---|
| Час остаточного узгодження | 5-10 секунд | <2 секунди | 75% скорочення |
| Час перевірки коректури | Не застосовується | 50 мс | Перевірка в режимі реального часу |
| Пропускна здатність | 1000 TPS | 10 000+ TPS | 10-кратне поліпшення |
| Рівень вразливості | Високий | Значно скорочено | Істотне поліпшення |
Аналіз прозорості та поліпшення аудиту
Наявність перевірених метаданих у вигляді часових міток, хеш-кодів перевірки та криптографічних доказів сприяє поліпшенню значень індексу аудиторської перевірюваності.
Функції регулятивного доступу
Безпека перевіряється за допомогою вичерпної інформації про часові мітки та докази за допомогою функцій запиту в торгових службах, що дозволяє регуляторному органу отримувати доступ в режимі реального часу до неконфіденційних даних, які можна перевірити, але не розкривати конфіденційні баланси та особисті дані.
Система забезпечує значне підвищення індексу аудиту, що свідчить про те, що блокчейн-системи забезпечують прозорість торгівлі, яка відповідає вимогам, і яка доступна для регуляторних органів.
Аналіз пропускної здатності
Аналіз пропускної здатності відображає зростання швидкості обробки транзакцій із збільшенням кількості вузлів валідаторів. Направлені ациклічні графи паралельного консенсусу можуть використовуватися для виконання неблокуючої обробки транзакцій.
Криптографічна перевірка доказів є дуже оптимізованою і не потребує повного відтворення вузла, що збільшує швидкість обробки транзакцій.
Порівняння продуктивності системи та затримки
Кількість валідаторів порівнюється з пропускною здатністю системи, оскільки було відзначено, що вона підтримує масштабовані системи торгівлі з високою частотою та затримкою.
Оптимізація продуктивності
Система використовує гібридний консенсус, що дозволяє:
- •Паралельне поширення блоків
- •Остаточність у встановлені терміни
- •Нижча вартість перевірки
- •Маршрутизація транзакцій по графіку без глобальних вузьких місць
При більшому обсязі транзакцій, що імітують попит користувачів або торговий трафік, перевантаження затримки під навантаженням може призвести до пропущених угод або цінового ковзання при торгівлі цінними паперами.
Результати досліджень показують, що затримка при використанні декількох валідаторів є значно меншою, а продуктивність затримки під навантаженням є значно кращою, ніж у сучасних дослідницьких моделях.
Майбутні дослідження та впровадження
Реальні міркування щодо впровадження
Реальні невеликі проекти з торгівлі цінними паперами на основі блокчейну, що регулюються в дозволених середовищах, повинні бути сумісними з фінансовою інфраструктурою. Ця структура може розкривати сумісні інтерфейси, рівні перекладу повідомлень, які можна інтегрувати в традиційні фінансові системи.
Обмеження фреймворку та подальша робота
Ця структура також має ряд недоліків:
- •Неможливість масштабування до великих обсягів з існуючими реалізаціями
- •Валідаторні вузли, які можуть мати труднощі з обробкою ринків з дуже великим обсягом
- •Генерація та перевірка криптографічних доказів, що вимагають значних обчислень під час періодів високого навантаження
Напрямки майбутнього розвитку
Майбутні дослідження розширять рамки, щоб дозволити:
- •Міжланцюгове врегулювання
- •Обчислення складних фінансових моделей
- •Міжбіржова торгівля
- •Рекурсивна реалізація доказу з нульовим розкриттям інформації
- •Розширені алгоритми виявлення аномалій
- •Розширені функції конфіденційності
Розумні контракти та майбутні революції — висновки
Запропонована структура є важливим кроком у розвитку торгівлі цінними паперами на основі блокчейну, враховуючи значні недоліки існуючих моделей.
Дослідження показують, що завдяки гібридному консенсусу, доказу з нульовим розкриттям інформації та відповідності, що включає смарт-контракти, система значно покращує автоматизовані процеси відповідності, завдяки чому ринки торгівлі цінними паперами дотримуються вимог у режимі реального часу, а регуляторні органи отримують необхідні можливості нагляду.
Підсумок результатів дослідження
Результати дослідження підтверджують, що технологія блокчейн має потенціал для революційних змін в інфраструктурі цінних паперів, забезпечуючи кількісно вимірюване підвищення безпеки та прозорості без порушення регуляторних зобов'язань.
Фреймворк демонструє значні поліпшення:
- •Скорочення часу остаточного узгодження
- •Вдосконалення процесів перевірки коректури
- •Втрати вразливості в порівнянні з існуючими дослідницькими моделями
- •Індекс аудиту значно зростає
- •Пропускна здатність декількох валідаторів демонструє значні поліпшення
- •Затримка при великих обсягах транзакцій забезпечує значне поліпшення
Дослідження демонструє значні можливості технології блокчейн для трансформації інфраструктури цінних паперів таким чином, щоб зберегти відповідність нормативним вимогам та рівень безпеки.


