ACM에 실린 고빈도매매 기술과 알고리즘

1.
삼국지를 보면 장비를 멋지게 묘사한 장판교(長坂橋)전투가 있습니다.

아두(阿斗; 유비의 아들)를 품에 안은 조자룡(趙子龍)이 조조(曹操)군의 포위를 필사적으로 뚫고 탈출구인 장판교(長坂橋)를 향하여 말을 달렸다. 이때 다리 입구에서 장비(張飛)가 장팔사모를 꼬나 잡고 조자룡에게 외쳤다. “자룡은 어서 가시오. 뒤는 내가 담당 하겠소”

결국 자룡은 안전하게 탈출하고 다리를 홀로 막고 있던 장비가 조조의 군대를 맞이하게 되었다. 잠시 후 조자룡을 뒤쫓아 달려온 조조의 군대는 다리위에서 유유자적하게 기다리고 있는 장비를 보고 순간 멈칫하였다.

글의 제목인 Barbarians at the Gateways은 장판교전투의 장비와 같습니다. 여기서 Gateway를 FEP, Barbarian를 HFT로 바꾸어 보면 제목이 의미하는 바를 이해할 수 있습니다. 위의 논문을 실은 곳은 ACM Queue입니다. ACM은 Association for Computing Machinery으로 컴퓨터와 관련한 학술연합회입니다. Queue는 ACM이 운영하는 잡지입니다.

Queue is the ACM’s magazine for practicing software engineers. Written by engineers for engineers, Queue focuses on the technical problems and challenges that loom ahead, helping readers to sharpen their own thinking and pursue innovative solutions.

Barbarians at the Gateways을 쓴 Jacob Loveless은 트레이더입니다. 또한 매매체결시스템 개발자입니다. 논문의 도입부를 장식하고 있는 개인의 역사는 HFT의 역사이기도 합니다. 글쓴이는 2005년부터 HFT와 관련한 일을 하였습니다.

At my shop, we had begun implementing functionality on the switches themselves (the Arista switch was Linux based, and we had root access). We must not have been alone in implementing custom code on the switch, because shortly after, Arista made a 24-port switch with a built-in FPGA (field-programmable gate array).1 FPGAs were becoming more common in trading—especially in dealing with the increasing onslaught of market-data processing.

시간이 흐르고 HFT와 관련한 시장이 커지면서 많은 기술들이 상품으로 나왔고 HFT를 위한 진입장벽은 점점더 낮아졌습니다. 경쟁은 커지고 수익은 줄어드는 상황을 묘사하고 있습니다.

2.
위 논문이 가지는 장점은 고빈도매매시스템을 개발,운영할 때 이슈가 되는 모든 항목을 세세하게 다루고 있다는 점입니다. 특히 읽는 이를 위하여 많은 그림을 제공하여 이해를 돕습니다. 그렇지만 한국과 다른 미국시장을 대상으로 하는 시스템이라 시스템의 구성이 많이 다릅니다. 예를 들면 Feed Handler입니다.
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HFT를 소개하는 많은 자료를 보면 항상 등장하는 두가지 개념이 있습니다. Orderbook과 Queue입니다. 논문도 두가지를 설명하고 있습니다. 물론 자세한 알고리즘을 소개하지 않습니다. 다만 고빈도매매전략에서 중요한 Queue Position을 다루긴 합니다.

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마지막으로 매매체결시스템을 소개합니다.Queue Management System이라는 말로 매매체결을 설명합니다. 길지 않은 글입니다. 직접 읽어보시길 바랍니다. 저는 본론 보다는 서론이 재미있었습니다. 고빈도매매를 한 기술자가 초창기부터 최근까지 어떤 일을 했는지를 보여주었습니다. 그래서 재미있었습니다.

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3.
글쓴이는 트레이더이고 기술자라고 했습니다. HFT와 관련한 시스템만 소개하고 끝내지 않았습니다. 또다른 논문도 기고하였습니다. Online Algorithms in High-frequency Trading입니다.

논문은 고빈도매매전략이 해결해야할 두가지 과제를 제시합니다.

Although the look of the venue and its participants has dramatically changed, the goal of all traders, whether electronic or human, remains the same: to buy an asset from one location/trader and sell it to another location/trader for a higher price. The defining difference between a human trader and an HFT is that the latter can react faster, more frequently, and has very short portfolio holding periods. A typical HFT algorithm operates at the sub-millisecond time scale, where human traders cannot compete, as the blink of a human eye takes approximately 300 milliseconds. As HFT algorithms compete with each other, they face two challenges:

• They receive large amounts of data every microsecond.
• They must be able to act extremely fast on the received data, as the profitability of the signals they are observing decays very quickly.

초당 수십만건의 데이타를 받아서 의사결정을 하여야 합니다. 그것이 HFT전략입니다. 글쓴이는 의사결정을 하여야 할 세가지 범주를 제시하고 one-pass algorithm으로 방법을 소개합니다.

• Online mean algorithm. Illustrated by constructing a factor that predicts the available liquidity, defined as the sum of the sizes at the best bid and the best ask, at a fixed horizon in the future. This quantity may be useful in estimating what order size is likely to execute at the best quotes at a given latency.

• Online variance algorithm. Illustrated by constructing a factor that predicts the realized volatility over a fixed horizon in the future. This quantity may be useful in estimating the short-term risk of holding inventory.

• Online regression algorithm. Illustrated by constructing a factor that predicts the expected PNL (profit and loss) of a long-short position in two related assets. This may be useful in constructing a signal indicating when a long-short position is likely to be profitable.

흔히 연구자들이 쓰는 논문과 다른 글쓰기입니다. 금융공학논문들이 사용하는 알고리즘과 다릅니다. 글쓴이의 경험을 토대로 해결하는 전산적인 실마리를 제시합니다. Online Algorithm도 그런 맥락입니다. 직접 매매를 하는 분들은 어떤 평가를 내릴지 모르지만 저는 좋았습니다. 비록 매매는 하지 않지만 피부와 와 닿는 글쓰기입니다. 한국도 이런 분들이 있었으면 합니다.(^^)

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