Οι πλούσιοι εξακολουθούν να γίνονται πλουσιότεροι: Εμπειρική σύγκριση της προτιμησιακής προσκόλλησης μέσω της σύνδεσης στατιστικών στοιχείων σε Bitcoin και Ethereum

Οι συναλλαγές Bitcoin και Ethereum παρουσιάζουν μερικά από τα μεγαλύτερα πολύπλοκα δίκτυα πραγματικού κόσμου που είναι διαθέσιμα στο κοινό για μελέτη, συμπεριλαμβανομένης μιας λεπτομερούς εικόνας της εξέλιξης του χρόνου τους.Ως εκ τούτου, έχουν λάβει σημαντική προσοχή από την κοινότητα της επιστήμης των δικτύων μαζί με αναλύσεις από οικονομικές και κρυπτογραφικές προοπτικές. Μεταξύ αυτών των μελετών, σε μια ανάλυση σχετικά με την πρώιμη παρουσία του δικτύου Bitcoin, δείξαμε τη σαφή παρουσία της προτιμησιακής προσκόλλησης ή του φαινομένου "πλούσιος-γίνε-πλούσιος". Τώρα, επανεξετάζουμε αυτήν την ερώτηση, χρησιμοποιώντας μια πρόσφατη έκδοση του δικτύου Bitcoin που έχει αυξηθεί σχεδόν 100 φορές από την αρχική μας ανάλυση. Επιπλέον, πραγματοποιούμε μια σύγκριση με το Ethereum, το δεύτερο σημαντικότερο κρυπτονόμισμα. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι η προτιμησιακή προσκόλληση εξακολουθεί να αποτελεί βασικό παράγοντα στην εξέλιξη τόσο των δικτύων συναλλαγών Bitcoin όσο και του Ethereum. Για να διευκολύνουμε την περαιτέρω ανάλυση, δημοσιεύουμε μια πρόσφατη έκδοση και των δύο δικτύων συναλλαγών και μια αποτελεσματική εφαρμογή λογισμικού που είναι σε θέση να αξιολογήσει τα στατιστικά στοιχεία σύνδεσης που είναι απαραίτητα για την εκμάθηση της προτιμησιακής προσάρτησης σε δίκτυα με αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια ακμές.

Εισαγωγή

Τα κρυπτονομίσματα έχουν παρουσιάσει μια αποδιοργανωτική αλλαγή τόσο για την οικονομία όσο και για την επιστήμη των υπολογιστών. Τα τελευταία χρόνια, το ενδιαφέρον για τα κρυπτονομίσματα οδήγησε σε ένα τεράστιο χρηματικό ποσό που επενδύθηκε σε αυτά (Baur et al., 2018, Begušić et al., 2018) και σε έναν αυξανόμενο όγκο έρευνας που διεξήχθη σχετικά με τις ποικίλες δυνατότητες εφαρμογής των υποκείμενων τεχνολογιών, π.χ. blockchain και αποκεντρωμένη εμπιστοσύνη (Bonneau et al., 2015, Yli-Huumo et al., 2016, Zheng et al., 2016, Seres et al., 2020, Liu et al., 2021). Ταυτόχρονα, τα κρυπτονομίσματα παρέχουν μια μοναδική ευκαιρία ως χρηματοπιστωτικά συστήματα όπου εκτίθεται ολόκληρος ο κατάλογος των συναλλαγών, καθιστώντας δυνατή τη μελέτη των δυναμικών αλληλεπιδράσεων που λαμβάνουν χώρα σε αυτά (Kondor et al., 2014a, Phetsouvanh et al., 2019, Oggier et al., 2020, Wu et al., 2020). Αυτό επιτρέπει τη μελέτη της πλήρους ιστορίας του τρόπου με τον οποίο τα νέα, εναλλακτικά χρηματοπιστωτικά συστήματα εξελίσσονται από την ίδρυσή τους (Seebacher and Maleshkova, 2018, Dixon et al., 2019).

Επιπλέον, η εμφάνιση των κρυπτονομισμάτων βοήθησε στην έρευνα που συνδέει τις πληροφορίες δικτύου με την οικονομική ανάλυση για να κερδίσει δυναμική λόγω της διαθεσιμότητας δεδομένων μεγάλου όγκου (Gurcan et al., 2018). Με αρκετές εκρήξεις και πτώσεις στη δυναμική των τιμών, υπήρξε σημαντικό ενδιαφέρον για την κατανόηση και την πρόβλεψη των διακυμάνσεων των τιμών (Kondor et al., 2014b, Akcora et al., 2018, Kurbucz, 2019) και για την προσπάθεια κατανόησης των αγορών κρυπτονομισμάτων με βάση τη σύγκριση με τα παραδοσιακά χρηματοπιστωτικά μέσα (Baur et al., 2018, Begušić et al., 2018).

Λαμβάνοντας υπόψη τον κατάλογο των συναλλαγών ως ένα εξελισσόμενο δίκτυο, τα κρυπτονομίσματα παρουσιάζουν ένα από τα μεγαλύτερα δίκτυα πραγματικού κόσμου που μπορεί να αναλυθεί από την επιστημονική κοινότητα, με αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια συνολικά άκρα. Αυτό μπορεί να είναι ενδιαφέρον από μόνο του, καθώς επιτρέπει τη δοκιμή θεωριών σχετικά με εξελισσόμενα και χρονικά μεταβαλλόμενα δίκτυα σε μεγάλες κλίμακες με καλύτερη στατιστική εμπιστοσύνη. Ενώ υπάρχει σημαντικό ενδιαφέρον για το πώς λειτουργούν τα κρυπτονομίσματα από την άποψη της επιστήμης των δικτύων (Di Francesco Maesa et al., 2018, Liang et al., 2018, Motamed and Bahrak, 2019, Wu et al., 2020, Fischer et al., 2021), εξακολουθούμε να μην έχουμε ολοκληρωμένη κατανόηση των σχετικών διαδικασιών που διαμορφώνουν τη δομή του δικτύου τους.

Στην παρούσα μελέτη, αξιολογούμε τα βασικά χαρακτηριστικά του δικτύου στα δίκτυα συναλλαγών του Bitcoin και του Ethereum, των δύο πιο δημοφιλών κρυπτονομισμάτων. Συγκεκριμένα, εξετάζουμε την εξέλιξη του δικτύου και τη δυναμική του τρόπου με τον οποίο οι κόμβοι αποκτούν νέους συνεργάτες συναλλαγών και κερδίζουν ή χάνουν ισορροπία. Βασιζόμαστε σε προηγούμενες εργασίες μας που επικεντρώθηκαν μόνο στην αρχική φάση του Bitcoin και διαπιστώσαμε ότι η προνομιακή προσκόλληση οδηγεί στην εξέλιξη του δικτύου συναλλαγών και στη συγκέντρωση του πλούτου (Kondor et al., 2014a). Λαμβάνοντας υπόψη την κλίμακα του Bitcoin και τους πολλούς παράγοντες που επηρεάζουν τη δυναμική των συναλλαγών, είναι αξιοσημείωτο το πόσο καλά περιγράφουν την εξέλιξή του οι κατανομές βαθμού του νόμου περί ισχύος και η προτιμησιακή προσκόλληση. Στην παρούσα εργασία, επεκτείνουμε την προηγούμενη ανάλυσή μας σε μια σημαντικά μεγαλύτερη περίοδο συναλλαγών με πολλαπλές ανοδικές και καθοδικές τάσεις στην αγορά τόσο για το Bitcoin όσο και για το Ethereum. Στην περίπτωση του Bitcoin, αυτό σημαίνει σχεδόν 100 φορές αύξηση του συνολικού μεγέθους του δικτύου. Αυτό μας επιτρέπει να ελέγξουμε εάν η κύρια δυναμική των συναλλαγών που διαπιστώθηκε προηγουμένως παραμένει σημαντική κατά τη διάρκεια ενός χρονικού πλαισίου, όταν τα κρυπτονομίσματα κέρδισαν αρκετές τάξεις μεγέθους στις συνολικές επενδύσεις και έγιναν ένα κύριο στοιχείο της αγοράς αντί απλώς μια θέση. Δείχνουμε ότι μια διαδικασία προτιμησιακής προσκόλλησης εξακολουθεί να είναι καθοριστική και για τα δύο κρυπτονομίσματα και είναι ισχυρή όσον αφορά τη χρονική περίοδο που αναλύθηκε και τη μέθοδο που χρησιμοποιήθηκε για την ανακατασκευή του δικτύου συναλλαγών.

Κατεβάζουμε και επεξεργαζόμαστε το ιστορικό συναλλαγών τόσο του Bitcoin όσο και του Ethereum και ανακατασκευάζουμε το χρονικά εξελισσόμενο δίκτυο συναλλαγών. Δεδομένου ότι τα κύρια συστατικά του δικτύου είναι οι συναλλαγές που είναι στιγμιαία γεγονότα, υπάρχουν πολλές πιθανές επιλογές για τον ορισμό ενός δικτύου μεταξύ των διευθύνσεων (Kiffer et al., 2018, Motamed and Bahrak, 2019, Phetsouvanh et al., 2019, Wu et al., 2020). Δείχνουμε ότι η δραστηριότητα των διευθύνσεων χαρακτηρίζεται από κατανομές με χοντρή ουρά τόσο όσον αφορά τη χρονική έκταση, τον αριθμό των συναλλαγών στις οποίες συμμετέχουν όσο και τις διευθύνσεις με τις οποίες έρχονται σε επαφή. Οι περισσότερες διευθύνσεις είναι βραχύβιες σύμφωνα με την πρακτική των χρηστών να δημιουργούν συχνά νέες διευθύνσεις για να αποκτήσουν αυξημένη προστασία της ιδιωτικής ζωής, ενώ ορισμένες διευθύνσεις συμμετέχουν σε έναν ιδιαίτερα μεγάλο αριθμό συναλλαγών σε ένα εκτεταμένο χρονικό διάστημα, οδηγώντας σε κατανομές βαθμού νόμου εξουσίας στο συγκεντρωτικό δίκτυο (Di Francesco Maesa et al., 2018, Fischer et al., 2021).

Πραγματοποιούμε μια πιο εμπεριστατωμένη ανάλυση της δυναμικής των συναλλαγών, ελέγχοντας τον τρόπο με τον οποίο η προτιμησιακή προσκόλληση μπορεί να εξηγήσει τις κατανομές ευρέος βαθμού που παρατηρούνται στα δίκτυα συγκεντρωτικών συναλλαγών. Αξιολογούμε τα στατιστικά στοιχεία του σχηματισμού νέων άκρων χρησιμοποιώντας τη μεθοδολογία της συνάρτησης κατάταξης που αναπτύχθηκε στην προηγούμενη εργασία μας (Kondor et al., 2014a) χρησιμοποιώντας διαφορετικά επίπεδα χρονικής συνάθροισης, ελέγχοντας επίσης την ευρωστία των αποτελεσμάτων. Κατά τη διάρκεια της ανάλυσής μας, πραγματοποιούμε μια εις βάθος σύγκριση μεταξύ του Bitcoin και του Ethereum, εστιάζοντας στη σύγκριση της δυναμικής των συναλλαγών των κανονικών διευθύνσεων στα δύο συστήματα και μεταξύ των διευθύνσεων και των έξυπνων συμβάσεων στο Ethereum.

Συζήτηση

Τα αποτελέσματά μας επιβεβαιώνουν ότι η προτιμησιακή προσκόλληση είναι ένα βασικό στοιχείο που διαμορφώνει την εξέλιξη των δικτύων συναλλαγών κρυπτονομισμάτων, συμβάλλοντας στις κατανομές βαθμών βαριάς ουράς που προκύπτουν. Αυτό ισχύει ανεξάρτητα από τη χρονική κλίμακα που εξετάζεται, καθώς η εστίαση μόνο στα υποδίκτυα των πρόσφατων συνεργατών συναλλαγών έχει ως αποτέλεσμα πολύ παρόμοια στατιστικά στοιχεία για τη δημιουργία άκρων και τη δραστηριότητα. Ενώ τα προηγούμενα αποτελέσματά μας έδειξαν την παρουσία προτιμησιακής προσκόλλησης στο πρώιμο δίκτυο Bitcoin, είναι αξιοσημείωτο ότι η ίδια δυναμική είναι παρούσα για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα που περιελάμβανε σχεδόν 100 φορές ανάπτυξη όσον αφορά το μέγεθος του δικτύου και αρκετές ανοδικές και καθοδικές τάσεις στην αγορά.

Τα ευρήματα της προτιμησιακής προσκόλλησης και των κατανομών βαθμού βαριάς ουράς ταιριάζουν καλά με άλλα ευρήματα σχετικά με τα δίκτυα που περιγράφουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ σύνθετων και αυτο-οργανούμενων κοινωνικών, τεχνολογικών ή οικονομικών φαινομένων (Kullmann και Kertész, 2001, Albert και Barabási, 2002). Είναι επίσης συνεπής με την εικόνα των δικτύων κρυπτονομισμάτων που αποτελούνται από λίγους πολύ μεγάλους παίκτες που αλληλεπιδρούν με τακτικούς χρήστες που έχουν περιορισμένη δραστηριότητα, ειδικά όταν εξετάζονται σε επίπεδο μεμονωμένων διευθύνσεων (Di Francesco Maesa et al., 2018, Fischer et al., 2021, Liu et al., 2021).

Σημειώνουμε ότι υπάρχουν αρκετοί περιορισμοί στην τρέχουσα μελέτη μας. Πρώτον, πραγματοποιήσαμε την ανάλυσή μας στο επίπεδο των μεμονωμένων διευθύνσεων και δεν επιχειρήσαμε να συμπεράνουμε την αντιστοιχία μεταξύ διευθύνσεων και χρηστών ή άλλων οντοτήτων. Ενώ οι ιδιαιτερότητες του Bitcoin, όπως το μοντέλο δικτύου UTXO, παρουσιάζουν πολλαπλές ευρετικές για αυτό (Fischer et al., 2021), η κατάσταση με το Ethereum είναι πιο περίπλοκη. Επίσης, η παρουσία υπηρεσιών ανάμειξης είναι ένας περίπλοκος παράγοντας και για το Bitcoin (Bonneau et al., 2015, Heilman et al., 2017, Phetsouvanh et al., 2019, Fischer et al., 2021). Λαμβάνοντας υπόψη αυτόν τον περιορισμό, βρίσκουμε τη δομική πολυπλοκότητα που αναδύεται στη μελέτη μας ιδιαίτερα αξιοσημείωτη.

Επιπλέον, ενώ στην παρούσα εργασία καθιερώσαμε μια σχέση μεταξύ των ανεξάρτητων και της πιθανότητας προσέλκυσης νέων συνδέσεων, η κατάσταση στην πραγματικότητα μπορεί να είναι πιο περίπλοκη. Παρόλο που η ανεξαρτησία μιας διεύθυνσης είναι μια ιδιότητα που μπορεί να υπολογιστεί από οποιονδήποτε με βάση δημόσια διαθέσιμα δεδομένα, δεν υποθέτουμε ότι οι χρήστες βασίζουν πραγματικά τις αποφάσεις απευθείας σε αυτήν. Ταυτόχρονα, από στατιστική άποψη, το indegree φαίνεται να είναι ένας αποτελεσματικός πληρεξούσιος για μια σειρά λανθανουσών ιδιοτήτων των κόμβων δικτύου που καθορίζουν την ελκυστικότητά τους για νέους συνεργάτες συναλλαγών. Ενώ στις πρώτες εργασίες σχετικά με την προτιμησιακή προσκόλληση, οι βαθμοί κόμβων θεωρήθηκαν τυπικά ως άμεσο μέτρο του μεγέθους των κόμβων και επομένως καθοριστικός παράγοντας της «δημοτικότητας» (Barabási and Albert, 1999, Barabási et al., 1999, Krapivsky et al., 2000, Dorogovtsev and Mendes, 2000a), πρόσφατες εργασίες εξέτασαν μοντέλα όπου μια πιο σύνθετη ιδιότητα καθορίζει την ελκυστικότητα των κόμβων (Pham et al., 2015, Pham et al., 2016, Topirceanu et al., 2018, Nsour and Sayama, 2021). Το έργο μας θα μπορούσε εύκολα να επεκταθεί για να εξετάσει άλλες ιδιότητες των διευθύνσεων που μπορούν να εξαχθούν από δεδομένα blockchain για να αποκαλύψει μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση της υποκείμενης δυναμικής των συναλλαγών.

Η εργασία μας προτείνει αρκετές μελλοντικές κατευθύνσεις για έρευνα. Πρώτον, ενώ διαπιστώνουμε ότι η προτιμησιακή προσκόλληση είναι σταθερά παρούσα σε όλα τα δίκτυα που μελετήθηκαν κατά τη διάρκεια της ζωής τους, τα αποτελέσματά μας υποδηλώνουν ότι η λεπτομερής δυναμική της διαδικασίας (όπως αντιπροσωπεύεται από τον καλύτερο εκθέτη, καθώς και το σχήμα της κατανομής των μετασχηματισμένων τάξεων) αλλάζει με την πάροδο του χρόνου (βλ. Σχήματα 9–11). Μια πιο εμπεριστατωμένη διερεύνηση αυτών των αλλαγών θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέες γνώσεις σχετικά με τις διαφορετικές φάσεις της χρήσης κρυπτονομισμάτων και τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται με τις δομικές ιδιότητες του δικτύου συναλλαγών.

Δεύτερον, ενώ η συνολική τάση της προτιμησιακής προσκόλλησης είναι αρκετά σαφής, υπάρχουν συστηματικές αποκλίσεις από την τέλεια προσαρμογή στην υποτιθέμενη μορφή (Εξ. 2). Είναι ένα ερώτημα αν αυτά θα μπορούσαν να εξηγηθούν με την τροποποίηση της λειτουργικής μορφής ή την επέκτασή της ώστε να συμπεριλάβει άμεσα διαθέσιμες ιδιότητες των κόμβων. Η έρευνα προς αυτή την κατεύθυνση θα μπορούσε να αποκαλύψει πιο λεπτομερείς κινητήριες δυνάμεις της εξέλιξης του δικτύου συναλλαγών και να παράσχει νέα, γενικευμένα μοντέλα ανάπτυξης του δικτύου (Naglić and Šubelj, 2019).

Τέλος, ανάλογα με τη διαθεσιμότητα των συνόλων δεδομένων, μια σύγκριση μεταξύ των κρυπτονομισμάτων και άλλων τύπων οικονομικών ή χρηματοοικονομικών δικτύων συναλλαγών θα μπορούσε να μας δώσει πληροφορίες σχετικά με τη γενίκευση των ευρημάτων μας και επίσης να βοηθήσει στην καλύτερη κατανόηση του ρόλου που διαδραματίζουν τα κρυπτονομίσματα στην παγκόσμια οικονομία (Alabi, 2017, Begušić et al., 2018, Seebacher and Maleshkova, 2018), ένα ακόμα ευρέως συζητημένο θέμα. Για να διευκολύνουμε την περαιτέρω έρευνα, δημοσιεύουμε τα δεδομένα και τον κώδικα που χρησιμοποιούνται στην τρέχουσα εργασία (Kondor et al., 2020, Kondor, 2020a, Kondor, 2020b, Kondor et al., 2021).

Αυτό το άρθρο προέρχεται από μετάφραση του άρθρου: The Rich Still Get Richer: Empirical Comparison of Preferential Attachment via Linking Statistics in Bitcoin and Ethereum από τα αγγλικά, και δημοσιεύεται με βάση την άδεια CC BY 4.0 Attribution 4.0 International Creative Commons