Implementation of credit default swaps as smart contracts on the ethereum blockchain using decentralized prediction markets

Abstract

Η ανάπτυξη του Blockchain έχει αυξηθεί δραματικά τα τελευταία χρόνια, οδηγώντας στη δημιουργία των Έξυπνων Συμβολαίων (Smart Contracts). Τα Έξυπνα Συμβόλαια είναι προγράμματα που εκτελούνται σε ένα δίκτυο Blockchain, τα οποία υλοποιούν οικονομικές λειτουργίες. Τα συμβόλαια αυτά χαρακτηρίζονται από διαφάνεια, είναι ασφαλή και αμετάβλητα. Τα Έξυπνα Συμβόλαια επιτρέπουν τη δημιουργία αποκεντρωμένων χρηματοοικονομικών εφαρμογών που δεν βασίζονται σε τρίτους. Τέτοιες εφαρμογές, οι οποίες διαχειρίζονται σήμερα περισσότερα από 1 δισεκατομμύριο δολάρια, στοχεύουν να μετατρέψουν παραδοσιακά χρηματοοικονομικά προϊόντα σε αποκεντρωμένα και αυτόνομα πρωτόκολλα. Παρόλο που υπάρχει σήμερα ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών για την ανταλλαγή, τον δανεισμό και την ανταλλαγή με margin περιουσιακών στοιχείων, οι αποκεντρωμένες εφαρμογές που εστιάζουν στη διαχείριση και τον μετριασμό του πιστωτικού κινδύνου, είναι πολύ περιορισμένες. Τα πιστωτικά παράγωγα χρησιμοποιούνται για την διαχείριση του πιστωτικού κινδύνου στις χρηματοπιστωτικές αγορές. Αυτή η διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στις συμβάσεις ανταλλαγής κινδύνου αθέτησης (ΣΑΚΑ ή Credit Default Swaps), τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα πιστωτικά παράγωγα. Η ΣΑΚΑ είναι ένα συμβόλαιο σύμφωνα με το οποίο ο πωλητής του συμβολαίου αποζημιώνει τον αγοραστή εάν συμβεί πιστωτικό γεγονός. Οι ιδιώτες επενδυτές δεν μπόρεσαν ποτέ να απολαύσουν τα οφέλη αυτών των παράγωγων συμβολαίων για διάφορους οικονομικούς και πρακτικούς λόγους. Η περιορισμένη διαθεσιμότητα σε θεσμικούς επενδυτές, οι ιδιωτικές συναλλαγές εξωχρηματιστηριακά και η ανεπαρκής ρύθμιση ήταν παράγοντες που οδήγησαν τις ΣΑΚΑ να έχουν βασικό ρόλο στην οικονομική κρίση του 2008 στις ΗΠΑ, και εντέλει να συμβάλουν στην Ελληνική οικονομική κρίση. Αυτή η εργασία παρουσιάζει έναν εναλλακτικό τρόπο έκδοσης, διαχείρισης και επίλυσης των ΣΑΚΑ, με ταχύτερους χρόνους διακανονισμού, χαμηλότερο κόστος και χωρίς την εξάρτηση σε τρίτους, ενώ παράλληλα παρέχει στους αντισυμβαλλομένους πρόσβαση στην παγκόσμια αγορά. Η βασική ιδέα είναι να σχεδιαστεί και να υλοποιηθεί μια αποκεντρωμένη διαδικτυακή πλατφόρμα που δημιουργεί και διαχειρίζεται ΣΑΚΑ για τους χρήστες της ως Έξυπνα Συμβόλαια στο Blockchain του Ethereum, παρέχοντας έτσι έναν ευρύτερο ορισμό των ΣΑΚΑ. Η πλατφόρμα δεσμεύει, σε ένα συμβόλαιο, χρήστες που επιδιώκουν να ασφαλίσουν περιουσιακά στοιχεία ενάντια σε ένα πιστωτικό συμβάν, με αντισυμβαλλόμενους που δέχονται να δεσμεύσουν περιουσιακά στοιχεία σε Ether ως ασφάλιση για την λήψη ασφαλίστρων. Αυτή η εργασία βασίζεται στην έννοια των χρηματοδοτούμενων ΣΑΚΑ, με την οποία οι ασφαλιστές εγγυώνται πλήρως τη θέση τους, με αποτέλεσμα να εξαλείφεται ο κίνδυνος του αντισυμβαλλομένου. Τα συμβόλαια αυτά επιλύονται χρησιμοποιώντας αποτελέσματα ερωτήσεων από αποκεντρωμένες αγορές προβλέψεων, όπως το Augur. Το σύστημα που υλοποιήθηκε είναι κατάλληλο τόσο για την αντιστάθμιση κινδύνου όσο και για κερδοσκοπικούς σκοπούς. Η αποτελεσματικότητα και η χρηστικότητα του συστήματος που υλοποιήθηκε, αξιολογήθηκε από μια ομάδα ειδικών, οι οποίοι συμφώνησαν να αποτυπώσουν την γνώμη τους. Οι ειδικοί επιβεβαίωσαν ότι το σύστημα εξυπηρετεί τον προβλεπόμενο σκοπό του, ανέφεραν μικρά ζητήματα και έκαναν περαιτέρω συστάσεις. Μία από τις κύριες συστάσεις ήταν η επέκταση του συστήματος ώστε να επιτρέπεται η χρήση των Stable- coins, προκειμένου να αποφευχθεί η υποτίμηση των κεφαλαίων λόγω της ασταθούς φύσης του Ether. Επιπλέον, προτάθηκε η δυνατότητα πολλαπλών ασφαλιστών ως τρόπος μετριασμού του κινδύνου, για να καταστεί το προϊόν πιο ελκυστικό στους ασφαλιστές. Τυχών μελλοντικές βελτιώσεις μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν την περαιτέρω αυτοματοποίηση και αύξηση της ασφάλειας κατά την αλληλεπίδραση με το Augur, για την προστασία των χρηστών από διάφορες επιθέσεις. Έννοιες όπως η επανυποθήκευση θα μπορούσαν να εισαχθούν για να αυξήσουν τη ρευστότητα της πλατφόρμας. Η υλοποίηση δεν στοχεύει να αντικαταστήσει τρέχουσες θεσμικές λύσεις γύρω από τις ΣΑΚΑ. Αντιθέτως, αντιπροσωπεύει έναν εναλλακτικό τρόπο έκδοσης και επίλυσης ΣΑΚΑ σε δίκτυα Blockchain με την χρήση Έξυπνων Συμβολαίων. Το μέγεθος και η περίπλοκη δομή της υφιστάμενης αγοράς των CDS σε συνδυασμό με καθιερωμένες πρακτικές, καθιστούν τους θεσμικούς επενδυτές απρόθυμους να εφαρμόσουν Τεχνολογίες Κατανεμημένου Καθολικού (ΤΚΚ – Distributed Ledger Technologies) οι οποίες, εάν εφαρμοστούν, μπορούν να οδηγήσουν σε υψηλότερη ασφάλεια και ρευστότητα στην αγορά.

Blockchain development has increased dramatically over the last couple of years, leading to the creation of smart contracts. Smart contracts are computer programs running in a blockchain network, that implement economic functions. These contracts are transparent, secure and immutable. Smart contracts enable the creation of decentralized financial applications that don’t rely on trusted third parties (TTP). Such applications, which currently manage more than $1B USD, aim to transform traditional financial products into decentralized and transparent protocols. While there is a wide variety of applications currently available for exchanging assets, lending, borrowing, and margin trading, decentralized applications focusing on credit risk management and mitigation, are currently very limited. Credit derivatives are used to offset credit risk in financial markets. This thesis is focusing on Credit Default Swaps, the most widely used credit derivative. A Credit Default Swap is a financial agreement whereby the seller of the contract compensates the buyer if a credit event occurs. Retail investors have never been able to enjoy the benefits of such derivatives for various economic and practical reasons. Restricted availability to institutional investors, private over-the-counter (OTC) trading, and insuf- ficient regulation were factors that led Credit Default Swaps to have a key role in the 2008 financial in the US, and eventually contribute to the Greek debt crisis. This thesis presents an alternative way to issue, manage and resolve Credit Default Swaps, with quicker settlement times, lower costs, and no need to rely on trusted third parties, while at the same time providing the counterparties with unrestricted access to the global market. The underlying idea is to design and implement a decentralized web-based platform that deploys and manages Credit Default Swaps for its users as smart contracts on the Ethereum blockchain, thus providing a wider, more inclusive definition of Credit Default Swaps. The platform is binding, in a contract, users who seek to insure assets against a default event, with counterparties that are willing to pledge assets in Ether as insurance for a premium. This thesis builds on the concept of funded Credit Default Swaps, whereby underwriters fully collateralize their position, effectively eliminating counterparty risk. The contracts are eventually resolved using the outcomes of questions from Decentralized Prediction Markets, such as Augur. The presented system is suitable both for hedging and speculative purposes. The effectiveness and usability of the implemented system was evaluated by a group of experts, who agreed to offer their feedback. They concluded that the system serves its intended purpose, mentioned minor issues and made further recommendations. One of the main recommendations was the extension of the system to allow for the use of Stablecoins, in order to avoid depreciation of funds due to Ether’s volatile nature. In addition, the possibility of multiple underwriting was suggested as a way to mitigate the risk and make the product more appealing to underwriters. Future improvements may also include further automation and increased security in interacting with Augur, to protect users from various attacks. Concepts such as rehypothecation could be introduced to increase liquidity in the platform. The implementation does not aim to replace current institutional solutions around Credit Default Swaps. It rather represents an alternative way to issue and settle Credit Default Swaps in Blockchain networks with smart contracts. The magnitude, and complex structure of the traditional CDS market combined with established practices, make institutional investors reluctant to implement Distributed Ledger Technology (DLT) solutions which, if adapted, can lead to higher security and market liquidity.