CoW：Batch Auctionを導入した取引所

目次

1. はじめに
2. CoWの基本
   2.(1) CoWにおける取引の一連の流れ
   2.(2) Signed Message/ Signed Ordersとスマートコントラクトアーキテクチャ
3. Coincidence of Wants
4. SolverとBatch Auction
   4.(1) トレードの注文の定式化
   4.(1).a 売り指値注文
   4.(1).b 買い指値注文
   4.(1).c マーケットメイク（Liquidity Orders）
   4.(1).d 手数料
   4.(2) Batch Auctionの解と制約
   4.(3) Solverに支払われる報酬
   4.(3).a Per-Auction Rewards
   4.(4) Solverのビットと勝利期待値
5. おわりに
   参考文献

1. はじめに

本レポートでは、DeFi上の暗号資産の取引所もしくはDEXアグリゲーターとして機能するCoW Protocol（以下、CoW）[1]について紹介する。
NFT社が2023年11月までに取り上げてきたDEXアグリゲーターやDEX（以下、総称してDEXサービス）は、オンチェーンの処理で完結するものであった。オンチェーン処理のみを必要とするDEXサービスは長所として情報の透明性の高さや取引の頑健性などが挙げられるが、複雑な取引や処理を実行する場合、手数料（ガス代）の高さが問題となりやすい[2]。一方で、本レポートがテーマとするCoWをはじめ、Hydranet DAO[2]などにはオフチェーンの処理も存在する。オフチェーン処理を利用するDEXサービスの長所として、複雑な取引のコスト（手数料・ガス代）を抑えられるが、取引の情報が不透明となる[2]。CoWはオフチェーンを利用し、ユーザーの発注を即座にブロックチェーン上で執行せずに滞留させることで、同プロトコルである特徴のバッチ処理（バッチ・オークション）を実装している。

バッチ・オークションとは、既存金融の取引所におけるHFT対策として提示された取引所の取引メカニズムである[3]。NYSE、NASDAQやTSE等の既存金融の取引所はLimit Order Book（以下、LOB）の取引メカニズムを採用している。LOBの最大の特徴は、市場において取引が連続的に執行されることである。そのため、トレードを発注する市場参加者のコンピュータや通信機器の性能等によってトレードの結果がある程度左右され、死荷重（welfare-loss）が発生している[4]。また、DEXの多くが採用しているブロックチェーン上のAMMにおいても、取引は連続的に行われるため、取引の順番は重要となる。AMMにおいてトレーダーの注文の価格は、ブロックチェーンのマイナーが承認するまで確定しない。悪質なマイナーがいる場合、MEVといわれる、承認するブロック内の取引の順番を自らの利益のために並び替えることが考えられる。MEVは既存金融におけるフロントランニングと似ており、問題視されている。既存金融とDeFiにおいてフロントランニングの問題が生じているのは、取引が連続的に執行されるからである。そのため、バッチ・オークションは取引を断続的に発注された注文を執行（トレードの注文をバッチ執行）する制度である。また、あるバッチ内の複数注文が同じ銘柄を参照する場合、執行価格は一定となる。DeFiでバッチ・オークションが注目されている理由は、MEV問題[5]の解決になりそうだからだ。

CoWはバッチ・オークション（Batch Auction）を活用することで、任意のバッチ内に集められたトレーダーの注文の効用を最大化し、取引ボットによるMEV[2]の被害を減らすことを目的としている。また、CoWはDeFiのトレード執行を行うdAppsとしては珍しく、オフチェーンを利用するため、指値注文やTWAPなどの注文も可能となる。これらのことを念頭に、2章ではCoWにおける取引の一連の流れと経済主体について解説し、3章ではCoWで行われているバッチ・オークションについて解説する。本レポートは主にCoWの紹介が中心の内容となり、続くレポートでは同プロトコルの分析やBatch Auctionの理論を扱う。