Titres Titres
Par Indra Rustandi, Nabil Benbada, Yao Ma
Définition de l’arbitrage
Dans la finance traditionnelle, un arbitrage est une opportunité de réaliser un gain positif sans pratiquement aucun risque en tirant parti des écarts de prix présents sur les marchés. Ces écarts de prix indiquent que certaines inefficacités sont présentes sur les marchés.
Les arbitres exploiteront ces opportunités pour réaliser un profit et supprimer ainsi les écarts de prix, ramenant les marchés à un état plus efficace.
Arbitrage triangulaire dans TradFi
Sur les marchés des changes, un commerce d’arbitrage typique est l’arbitrage triangulaire qui implique au moins 3 devises :
Cet arbitrage profiterait de tout écart de prix entre les trois paires ci-dessus.
Ici, dans un marché efficient, nous devrions toujours avoir :
Dans cet exemple :
Ici, tout écart par rapport à cet équilibre conduira à une opportunité d’arbitrage. Par exemple, si l’euro était moins cher par rapport à l’USD.
Arbitrage triangulaire DeFi : Uniswap
Uniswap est un lieu d’échange décentralisé qui permet deux types d’activités :
- Fournir la liquidité d’une paire donnée de jetons ERC-20
- Échangez un jeton ERC-20 contre un autre jeton ERC-20
Pour le reste de l’article, nous nous concentrerons sur la deuxième version d’Uniswap (Uniswap v2), déployée pour la première fois en mai 2020. Et puisque nous nous intéressons à l’arbitrage triangulaire, expliquons d’abord comment un swap est tarifé.
Uniswap appartient à la catégorie des « marchés à produits constants ». Dans cette catégorie, le produit des liquidités des deux jetons ERC-20 dans la paire d’intérêt est constant :
À des fins d’illustration, disons que le jeton A est WETH tandis que le jeton B est USDC, et nous avons dans le pool WETH-USDC 1 000 WETH et 3 000 000 USDC. Puis,
Supposons maintenant que nous voulions échanger 1 WETH contre USDC, combien d’USDC pouvons-nous obtenir ? Notre échange augmenterait la liquidité de WETH à 1 001 WETH. Afin de maintenir le produit constant, nous avons :
Ainsi, le montant d’USDC que nous recevons dans le swap est :
Ainsi, dans notre échange, nous recevons un taux effectif WETH/USDC de 2 997.
Quelques éléments à noter ici :
- Cet exemple n’inclut pas les frais pour se concentrer sur la tarification.
- Le taux effectif WETH/USDC peut changer lorsque nous échangeons une quantité différente de WETH. C’est ce qu’on appelle le glissement. Dans cet exemple, le prix effectif a « glissé » de 3 USDC ou 0,1 %.
- Notre taux WETH/USDC est uniquement déterminé par les liquidités disponibles sur le site et ne dépend pas de la façon dont WETH/USDC est coté sur d’autres sites. C’est encore une autre source possible d’arbitrage, bien qu’elle dépasse le cadre de cet article.
Opportunités d’arbitrage triangulaire dans Uniswap v2
Sur la base de la discussion jusqu’à présent sur l’arbitrage triangulaire et Uniswap, une question naturelle est de savoir dans quelle mesure les opportunités d’arbitrage triangulaire sont répandues dans Uniswap v2. Nous essayons de répondre indirectement à cette question en analysant les transactions de swap Uniswap v2 qui profitent des opportunités d’arbitrage triangulaire. Plus précisément, nous nous concentrons sur les caractéristiques suivantes :
- Toutes les transactions sont exécutées dans la même transaction afin de réduire le risque de mouvement des prix et d’affecter les opportunités d’arbitrage.
- Tous les échanges impliquent uniquement Uniswap v2. Avec cela, nous manquons les transactions d’arbitrage triangulaires qui impliquent plusieurs sites (par exemple, les échanges simultanés sur Uniswap et Sushiswap).
- Tous les tokens impliqués dans les trades se compensent à l’exception d’un token : le gagner un jetonpour lequel l’expéditeur gagnera plus à la fin de la série commerciale.
Après avoir analysé plus de 68 millions de swaps Uniswap v2 depuis le déploiement d’Uniswap v2 jusqu’à fin 2021, nous avons trouvé 1 371 122 swaps regroupés en 429 315 transactions profitant des opportunités d’arbitrage triangulaire dans Uniswap v2.
Sur une base mensuelle, nous constatons un pic prononcé en octobre 2020, tandis que le nombre de transactions profitant des opportunités d’arbitrage triangulaire a diminué depuis. De nombreux facteurs ont pu être à l’origine de cela (montée en puissance des DEX concurrents, opportunités d’arbitrage diminuant mécaniquement en raison de l’efficacité du marché…). Nous explorons actuellement ces pistes pour tenter d’expliquer ce comportement.
Ensuite, nous voyons quels jetons sont le plus souvent utilisés comme jetons de gain. WETH est clairement le favori ici avec 417 229 transactions. La 2ème à la 4ème place sont occupées par des stablecoins : USDC, USDT, DAI. Au total, nous avons identifié 123 jetons distincts utilisés comme jetons de gain, mais les quatre premiers jetons représentent plus de 99 % des échanges.
Combien de jambes étaient généralement utilisées pour échanger ces opportunités ? La majorité de ces métiers ont été effectués à l’aide de trois jambes. Un nombre assez important impliquait également jusqu’à 6 pattes.
Quelle est la rentabilité de ces métiers ? Pour WETH, une forte proportion des 417 229 échanges impliquant WETH sont rentables (environ 94 % si l’on tient compte du gaz). Le commerce le plus rentable a gagné environ 280 WETHmais les gains moyens et médians ajustés au gaz sont beaucoup plus faibles (moyenne : 0,08 WETH, médiane : 0,012 WETH).
Pour l’USDC, le commerce avec le plus de gain a accumulé plus de 14 000 USDC, mais en moyenne, le gain était d’environ 97 USDC, tandis que le gain médian était de près de 28 USDC.
Considérons maintenant les adresses individuelles (sans en révéler aucune) derrière ces métiers. Nous avons constaté que ces échanges ont été initiés par 4 784 adresses uniques, dont les plus actives ont initié plus de 16 000 échanges. Au total, 94 adresses uniques ont initié plus de 1 000 transactions chacune. Lors de l’utilisation de WETH comme jeton de gain, l’adresse la plus rentable a réussi à accumuler plus de 1 100 WETH à la suite de ses transactions ; dans le cas de l’USDC en tant que jeton de gain, l’adresse la plus rentable a accumulé près de 35 000 dans l’USDC.
Exécution d’opérations d’arbitrage
Enfin et surtout, discutons maintenant à un niveau élevé de la manière dont ces opportunités d’arbitrage triangulaires sont détectées et de la manière dont les transactions correspondantes sont exécutées.
Nous devons surveiller les prix, probablement à l’aide d’un processus automatisé, dans les pools Uniswap v2. Compte tenu des prix de différentes paires, un algorithme peut exécuter une recherche pour voir quelles combinaisons de paires donnent lieu à des opportunités d’arbitrage triangulaire, incorporant potentiellement également des opportunités identifiées à partir de transactions en attente dans le mempool.
Une fois les opportunités identifiées, nous passons à l’aspect exécution. Une considération clé est de minimiser le glissement, et cela conduit naturellement à ce que les swaps soient exécutés dans une seule transaction. Une autre considération consiste à éviter les attaques frontales ou en sandwich, pour lesquelles Flashbots Auction peut être bénéfique.
Directions futures
Ici, nous n’avons fait qu’effleurer la surface en termes de compréhension et de maximisation du potentiel de la finance décentralisée. En tant que membre de l’équipe de recherche quantitative en science des données, nous visons à obtenir une bonne compréhension holistique de cet espace d’un point de vue quantitatif pouvant être utilisé pour piloter de nouveaux produits Coinbase. Nous recherchons des personnes passionnées par cet effort, donc si vous êtes intéressé par la science des données et en particulier la recherche quantitative en crypto, Venez nous rejoindre.
L’analyse utilise le sous-graphe Uniswap v2 mis à disposition via le protocole graphique. Merci à Luke Youngblood et Xavier Lu pour leur contribution et leurs commentaires.
