Prediction Market Math
[ДОСЬЕ // НАУЧНО-РЕЦЕНЗИРУЕМАЯ ПУБЛИКАЦИЯ]

Межрыночный арбитраж и синтетические спрэды: квантовая механика безрисковых стратегий

ДАТА: АВТОР: PredictionMarketMath Quantitative Research Group ВРЕМЯ: 15 мин
[КРАТКОЕ РЕЗЮМЕ // СУТЬ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА]

Строгая математическая модель синтетического арбитража между биржами предсказаний. Вывод формул сайзинга двух плеч, расчет нелинейного проскальзывания в AMM и нейтрализация рисков расхождения оракулов.

Иллюстрация темы: Межрыночный арбитраж и синтетические спрэды: квантовая механика безрисковых стратегий
Концептуальная иллюстрация. Допущения и числовые примеры разобраны в тексте.
[КВАНТОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ // СИНТЕТИЧЕСКИЙ АРБИТРАЖНЫЙ СПРЭД]

Межрыночный арбитраж бинарных деривативов на события извлекает прибыль из временных ценовых дислокаций между фрагментированными пулами ликвидности. Когда независимые биржи предсказаний или традиционные букмекеры устанавливают расходящиеся котировки на идентичные исходы событий реального мира, алгоритмические трейдеры могут формировать рыночно-нейтральные портфели, которые фиксируют доходность при любом исходе, если обе площадки разрешат событие одинаково.

1. Закон единой цены в децентрализованных деривативах на события

В идеальном финансовом рынке без транзакционных издержек Закон единой цены постулирует, что два актива с абсолютно одинаковыми денежными потоками во всех возможных будущих состояниях мира обязаны торговаться по идентичной равновесной цене. Пусть E обозначает бинарное событие с моментом экспирации T, разрешающееся в состояние ω ∈ {0, 1}.

Рассмотрим две независимые торговые площадки: Площадку A и Площадку B. Предположим, что Площадка A предлагает контрактную акцию, выплачивающую $1.00 при ω = 1 по цене P_A(Yes), тогда как Площадка B предлагает комплементарный контракт, выплачивающий $1.00 при ω = 0 по цене P_B(No). В идеальном равновесии:

P_A(Yes) + P_B(No) = 1.000

Однако из-за фрагментации капитала, различий в задержках между ончейн-автоматическими маркет-мейкерами (AMM) и офчейн-книгами лимитных ордеров, а также регуляторных барьеров это равенство регулярно нарушается, формируя отрицательные синтетические спрэды:

P_A(Yes) + P_B(No) < 1.000 - γ_{total}

Где γ_{total} выражает суммарные транзакционные трения, включая биржевые комиссии, стоимость газа в блокчейне, комиссии за вывод средств и задержку межбанковского или кросс-чейн перевода капитала. При выполнении этого строгого неравенства арбитражер фиксирует прибыль, одновременно приобретая исход Yes на Площадке A и исход No на Площадке B, с учётом рисков исполнения и разрешения из раздела 6.

2. Аналитический вывод сайзинга капитала для двух плеч

Для достижения абсолютной рыночной нейтральности арбитражер обязан так откалибровать объемы капитала в обоих плечах, чтобы итоговая терминальная выплата была строго инвариантна относительно исхода события (Yes или No).

Пусть C обозначает совокупный объем ликвидного капитала, выделенный на арбитражную позицию. Пусть S_A — капитал, направленный на Площадку A для покупки акций Yes по цене P_A, а S_B — капитал, направленный на Площадку B для покупки акций No по цене P_B, причем:

S_A + S_B = C

Количество приобретенных контрактов на каждой соответствующей площадке равно:

N_A = S_A / P_A,   N_B = S_B / P_B

Поскольку каждый выигрышный контракт выплачивает ровно $1.00, условие нейтральности денежного потока требует:

Выплата(Yes) = N_A * $1.00 = N_B * $1.00 = Выплата(No)

Приравнивая N_A = N_B, получаем фундаментальное соотношение капитала:

S_A / P_A = S_B / P_B  ==>  S_B = S_A * (P_B / P_A)

Подставляя S_B в бюджетное ограничение S_A + S_B = C, выводим точные формулы аналитического распределения капитала:

S_A = C * [ P_A / (P_A + P_B) ]
S_B = C * [ P_B / (P_A + P_B) ]

Гарантированная совокупная выплата G при наступлении любого из исходов составляет:

G = N_A = N_B = C / (P_A + P_B)

Следовательно, чистая доходность инвестиций (ROI_{gross}) выражается исключительно через обратную величину суммы цен входа за вычетом единицы:

ROI_{gross} = (G - C) / C = [ 1 / (P_A + P_B) ] - 1.000

3. Матрица распределения капитала и арбитражных спрэдов

В таблице ниже показаны распределение капитала, выплаты и доходность до комиссий для гипотетических пар цен на двух площадках (это не наблюдавшиеся котировки) и депозита $10 000:

Площадка A (Yes) Площадка B (No) Совокупная цена Капитал Плечо A Капитал Плечо B Гарантированная выплата ROI арбитража (до комиссий)
$0.450$0.480$0.930$4,838.71$5,161.29$10,752.69+7.53%
$0.520$0.430$0.950$5,473.68$4,526.32$10,526.32+5.26%
$0.600$0.360$0.960$6,250.00$3,750.00$10,416.67+4.17%
$0.300$0.670$0.970$3,092.78$6,907.22$10,309.28+3.09%
$0.750$0.230$0.980$7,653.06$2,346.94$10,204.08+2.04%
$0.400$0.590$0.990$4,040.40$5,959.60$10,101.01+1.01%
$0.500$0.500$1.000$5,000.00$5,000.00$10,000.000.00% (Паритет)

Комиссии меняют картину. При комиссии тейкера 0,07 × p × (1 − p) за контракт на обеих ногах (тариф Kalshi и тариф Polymarket на крипторынках) первая строка стоит 0,45 + 0,48 + 0,0348 = 0,9648 за пару, и доходность падает с 7,53% до 3,65%; при 0,04 на Площадке A (политика на Polymarket) и 0,07 на Площадке B она составляет 4,45%. При 0,07 на обеих ногах прибыльными остаются только первые три строки (+3,65%, +1,56%, +0,71%); строка с 3,09% даёт −0,02%, остальные убыточны. Kalshi к тому же округляет комиссию каждого ордера вверх до цента, что заметно на маленьких ордерах.

4. Интеграция проскальзывания в AMM: нелинейное влияние объема

В то время как классические биржевые стаканы исполняют ордера дискретными порциями по тикам до исчерпания выставленной глубины, автоматические маркет-мейкеры постоянного произведения (CPMM x * y = k) демонстрируют непрерывное проскальзывание. По мере вливания капитала в пул средневзвешенная цена исполнения возрастает.

Пусть пул AMM содержит резерв обеспечения x и резерв y токенов Yes с инвариантом k = x * y, так что спот-цена равна P_{spot} = x / y. Число полученных токенов равно интегралу от обратной маржинальной цены, а эффективная цена равна потраченному капиталу, делённому на число токенов:

N(S_A) = ∫_0^{S_A} dc / P_{spot}(c),   P_{effective}(S_A) = S_A / N(S_A)

Для пула CPMM средняя эффективная цена покупки Δy контрактов за Δc обеспечения выражается формулой:

P_{effective} = Δc / [ y - (k / (x + Δc)) ] = P_{spot} * [ 1 + (Δc / x) ]

Если капитал S_A вызывает заметное смещение цены, суммарная эффективная цена входа P_A^{effective} + P_B^{effective} поднимается вверх. Если эта сумма достигает 1.000, арбитражный спрэд полностью схлопывается. Поэтому квантовые алгоритмы обязаны аналитически находить критический объем C^*, максимизирующий абсолютную долларовую прибыль:

Π(C) = [ C / (P_A(C) + P_B(C)) ] - C - Комиссии(C)

Решение уравнения dΠ/dC = 0 точно определяет емкость сделки до того, как предельное проскальзывание уничтожит расчетную рентабельность арбитража.

5. Вектор транзакционных издержек и барьеры доходности

В реальной торговле теоретическая прибыль сталкивается с многоуровневыми издержками исполнения. Арбитражная модель признается состоятельной только тогда, когда чистый спрэд остается положительным после вычета полного вектора трений:

ROI_{net} = ROI_{gross} - φ_{taker, A} - φ_{taker, B} - (Gas_{on-chain} / C) - φ_{вывод}

Структура издержек:

  • φ_{taker}: Биржевые комиссии за совершение сделки. Polymarket и Kalshi берут с тейкера тариф × p × (1 − p) за контракт (тариф до 0,07) и ничего не берут за выкуп выигрышного контракта, PredictIt оставляет себе 10% прибыли, а букмекеры закладывают маржу в коэффициенты.
  • Gas_{on-chain}: Сетевые комиссии блокчейна за аппрув токенов, исполнение свапов в пулах AMM и клейм средств при экспирации (например, транзакции в сети Polygon в токенах POL/MATIC). Газ за стандартные кошельки Polymarket платит сама площадка; владельцы собственных внешних кошельков платят его сами.
  • φ_{вывод}: Конверсионные потери и комиссии кросс-чейн мостов или банковских переводов при регулярном ребалансировании ликвидности между платформами.

6. Риски исполнения: задержка транзакций и несогласованность оракулов

Академическая модель арбитража предполагает мгновенное атомарное исполнение и полную идентичность правил разрешения рынков. На практике алгоритмические фонды вынуждены непрерывно контролировать два критических источника операционного риска:

A. Задержка исполнения и риск непарного плеча (Legging-In Risk)

Если алгоритм открывает Плечо A в ончейн-пуле AMM и сталкивается с задержкой включения транзакции в блок или конкуренцией в мемпуле до того, как Плечо B успеет исполниться в офчейн-стакане, рыночная динамика может резко изменить цену Плеча B. Такой сбой превращает дельта-нейтральный арбитраж в опасную направленную позицию. Алгоритмические системы парируют этот риск с помощью ордеров fill-or-kill (FOK) и смарт-контрактов атомарного исполнения.

B. Семантическая несогласованность критериев разрешения (Oracle Risk)

Самым катастрофическим системным риском арбитража контрактов на события является расхождение формулировок и методов разрешения споров. Например, Площадка A может использовать децентрализованный оракул (такой как оптимистичный оракул UMA), в то время как Площадка B (традиционный букмекер или централизованная биржа) опирается на внутренний комитет или официальные релизы новостных агентств (Associated Press или избирательные комиссии).

В спорной пограничной ситуации (судебный пересчёт голосов, техническая дисквалификация кандидата, неоднозначная формулировка вопроса) площадки могут вынести противоположные решения. Если Площадка A разрешит событие как No, а Площадка B как Yes, проиграют обе ноги: токены Yes на Площадке A и токены No на Площадке B сгорят, и арбитражер потеряет 100% вложенного капитала. (Обратное расхождение оплатит обе ноги, но стратегия не может на это рассчитывать.) Количественные команды должны убедиться, что условия разрешения обоих контрактов идентичны и обязательны, прежде чем входить в позицию на двух площадках.

7. Автоматизированное сканирование и боевой сканер арбитража

Для одновременного отслеживания сотен активных контрактов по всему миру кванты используют высокочастотные сканеры, непрерывно вычисляющие синтетические спрэды, оценивающие глубину пулов и сразу сигнализирующие о появлении ценовых расхождений.

Вы можете самостоятельно рассчитать точное распределение капитала по двум плечам, смоделировать влияние нелинейного проскальзывания и рассчитать итоговую доходность с помощью нашего интерактивного клиентского калькулятора:

Запустить сканер межрыночного арбитража →

Межрыночный арбитраж превращает ценовое расхождение в зафиксированную маржу, только если комиссии, проскальзывание и правила разрешения сходятся. Рассчитайте обе ноги по формулам выше, вычтите комиссии обеих площадок, смоделируйте проскальзывание и прочитайте правила разрешения обеих площадок до входа в сделку.

ТРАЕКТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ // СВЯЗАННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Связанные исследовательские досье

Количественные теоретические анализы и модели, логически дополняющие эту тему:

#01 14 мин

Межбиржевой арбитраж: математика исполнения между Polymarket, Kalshi и стаканами

Эмпирическая и теоретическая модель межрыночного арбитража на рынках предсказаний. Расчет синтетических спредов между децентрализованными смарт-контрактами и биржевыми стаканами.

ИЗУЧИТЬ ДОСЬЕ →
#02 14 мин

Синтетическая репликация бинарных исходов: линии букмекеров и стрэддлы опционов

Математическая репликация бинарных контрактов предсказаний через финансовые опционы и азиатские форы. Построение дельта-нейтрального хеджирования политических и макроэкономических рисков.

ИЗУЧИТЬ ДОСЬЕ →
#03 13 мин

Задержка расчета, износ заморозки капитала и аннуализированная доходность (IRR)

Количественная оценка альтернативной стоимости замороженного капитала на рынках предсказаний с длительным сроком экспирации. Расчет приведенной стоимости PV, годового IRR и сравнение с безрисковой ставкой SOFR.

ИЗУЧИТЬ ДОСЬЕ →

Проверьте условия рынка

Партнёрская ссылка

1win Markets: проверьте коэффициент, встроенную маржу и правила расчёта

Сравнить цены и комиссии → Перейти в 1win Markets 18+ · Условия на сайте

1win Markets использует букмекерские коэффициенты. Такой продукт отличается от покупки и продажи биржевых контрактов. Перед открытием позиции проверьте вопрос, правила расчёта, цену и доступность в своей стране.

[FAQ // МЕТОДОЛОГИЯ И ОТВЕТЫ]

Часто задаваемые вопросы

#01 Какое математическое условие создает возможность для арбитража? +

Когда сумма цен покупки исхода Yes на Площадке A и исхода No на Площадке B строго меньше единицы (P_A(Yes) + P_B(No) < 1.00 - Издержки), одновременная покупка обоих исходов фиксирует прибыль, если обе площадки разрешат вопрос одинаково.

#02 Как распределить капитал по двум площадкам для сохранения рыночной нейтральности? +

Капитал распределяется строго пропорционально ценам: S_A = C * [P_A / (P_A + P_B)] и S_B = C * [P_B / (P_A + P_B)]. Это гарантирует равное число акций N_A = N_B и одинаковую выплату независимо от исхода.

#03 В чем заключается главный риск межрыночного арбитража контрактов на события? +

Расхождение в правилах разрешения (Oracle Risk). Площадка A может использовать ончейн-оракул (например, UMA), а Площадка B внутреннюю комиссию. Если спорный исход Площадка A разрешит как No, а Площадка B как Yes, проиграют обе ноги и весь капитал будет потерян.

PredictionMarketMath Quantitative Research Group

Группа прикладной теории вероятностей и калибровки рынков предсказаний

Исследовательская группа, специализирующаяся на микроструктуре рынков предсказаний, извлечении подразумеваемых вероятностей, правилах скоринга и критерии Келли.

Анализ микроструктуры рынков предсказаний Правила скоринга и калибровка оценок Брайера Реконструкция плотности непрерывных вероятностей