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2025 iThome 鐵人賽

DAY 27
1

AI 驅動下的量化交易新時代


🪄 一、導論:從即時數據到智慧決策

在金融市場中,「即時性」 已成為核心競爭力。
從股價、外匯、加密貨幣到能源期貨,交易決策的速度往往決定了盈虧。

傳統投資依賴人類判斷與靜態分析,而現代交易則進入 量化交易(Quantitative Trading) 時代:
透過數據模型、AI 演算法與自動化執行系統,實現「用數學思考市場」。

另一方面,區塊鏈(Blockchain) 提供了即時透明的交易記錄,使資料驗證更可信;
Web 即時金融介面(WebSocket、REST API、TradingView、Dashboards)
則讓交易者能在瀏覽器上直接觀測與回測模型。

本專論將從「資料 → 模型 → 策略 → 驗證」的路徑,
探討如何建立一套融合 AI、金融統計與區塊鏈驗證的量化交易環境。


⚙️ 二、研究主軸與步驟

步驟 內容說明 對應技術 實務應用
1️⃣ 即時資料擷取 透過 API 擷取金融行情(如 Binance、Yahoo Finance、Polygon.io) Python、WebSocket、RESTful API 即時顯示價格、成交量、K 線
2️⃣ 資料清理與特徵化 處理缺漏值、平滑波動、轉換為技術指標 Pandas、TA-Lib、NumPy 建立 MA、RSI、MACD、布林帶等特徵
3️⃣ 建立交易策略 使用統計或 AI 模型決定買賣點 Logistic Regression、LSTM、Reinforcement Learning 自動化交易決策
4️⃣ 回測與模擬 對歷史資料進行策略驗證 Backtrader、Zipline、QuantConnect 評估報酬率、風險、夏普值
5️⃣ 區塊鏈驗證 使用智能合約記錄交易紀錄與回測結果 Solidity、Web3.py、Ethereum Testnet 實現可追溯與防竄改的交易紀錄
6️⃣ 視覺化與前端展示 即時顯示市場與策略績效 Streamlit、Dash、Vue.js、Plotly 互動式儀表板與回測介面

🤖 三、AI 與自動化工具生態

類別 工具名稱 功能與用途 適合階段
🧩 資料擷取與分析 Python Pandas、yfinance、ccxt 抓取即時或歷史市場資料 資料收集
📊 特徵工程 TA-Lib、Featuretools、Sklearn 建立技術指標與統計特徵 模型訓練前
🧠 模型訓練與預測 TensorFlow、PyTorch、AutoGluon、Google Colab 建立迴歸、分類或深度學習模型 模型建立
💸 策略回測與模擬 Backtrader、Zipline、QuantConnect、bt 檢驗策略績效與風險 模擬與評估
⛓️ 區塊鏈整合 Web3.py、Solidity、MetaMask、Alchemy API 實作智能合約與鏈上驗證 結果驗證
🌐 前端展示與互動 Streamlit、Dash、Vue.js、FastAPI 建立即時交易面板或模擬平台 系統展示
🧩 AI 輔助工具 ChatGPT / Gemini / Claude / NotebookLM 生成策略、撰寫程式、分析報告 輔助研究全流程

📈 四、從零開始的量化交易思維

量化交易的核心是「把市場變成數據模型」。
最初你只需三步驟:

  1. 取得資料:從 API 擷取即時或歷史行情(例:BTC/USD 價格)。
  2. 分析資料:計算技術指標、建立統計回歸或深度學習預測。
  3. 驗證策略:利用回測工具檢驗「若依此策略操作,會不會賺」。

範例(簡化版 Python 範例):
python
import yfinance as yf
data = yf.download("AAPL", period="6mo", interval="1d")
data["MA10"] = data["Close"].rolling(10).mean()
data["Signal"] = (data["Close"] > data["MA10"]).astype(int)
print(data.tail())

👉 這段程式代表「當股價高於10日均線就買入」,
接著可在 Backtrader 中回測,觀察報酬率與最大回撤。

1️⃣ 取得資料:
想像你在看股市遊戲。
電腦會去抓「股票的價格」或「比特幣的價錢」,就像你每天去查今天的氣溫一樣。
它是從一個叫 API 的網站管道拿資料,就像跟資料的超商要東西一樣。

2️⃣ 分析資料:
拿到這些價錢後,電腦開始算「平均值」或「趨勢」。
比如說,它會算「過去 10 天的平均價格」,看看今天是不是比較高。
如果今天的價錢比平均高,電腦就猜可能會繼續漲;
如果低於平均,就猜可能要跌。

3️⃣ 驗證策略:
這一步叫「回測」,意思是「假裝回到過去,看看如果照這個方法買股票會不會賺錢」。
就像你玩遊戲前先用模擬器測試,看看會不會輸錢。

4️⃣ 整段意思:
整個過程就是:
「電腦先去拿資料 → 用數學算出規則 → 假裝操作看看會不會賺 → 再改進規則。」
這樣電腦就學會什麼時候該買、什麼時候該賣。

5️⃣ 舉例說明:
假設這個遊戲的規則是:「如果今天的股價比過去十天的平均價高,就買股票。」
這樣代表「看起來漲勢不錯,趕快進場!」
如果明天變低了,那就代表要小心了。


一句話總結:
👉 電腦就是一個會「抓資料、算平均、試試看能不能賺錢」的聰明理財機器人!


🎯 結論:從技術實驗到策略創新

從資料探勘到 AI 預測,再結合區塊鏈驗證,
量化交易不只是程式,更是一種「用數據理解世界」的思維。

這條路線的目標,不僅是建立自動化系統,
而是打造一個能夠學習、驗證、並回饋市場的智慧金融生態。

未來的交易員,不再盯盤,而是訓練模型。
未來的報表,不只是績效,而是信任的證據。

💹 AI + 區塊鏈 = 未來金融的三重進化

——即時金融數據分析與計量交易模擬的智慧新架構


一、導論:從資料混亂到智慧信任

在金融市場中,投資決策不再只是靠經驗與直覺。
每天都有海量資料從全球交易所湧入——股價、期貨、外匯、加密貨幣、利率指數……
但問題是:資料太多、信任太少、決策太慢。

傳統的人工分析方式,無法即時反應市場波動;
而過度自動化的系統,又常被質疑「不透明」與「黑箱決策」。
因此,如何讓金融系統同時具備即時性、智慧性與可信性
成為當代量化金融(Quantitative Finance)的核心挑戰。

這正是 AI(人工智慧)與區塊鏈(Blockchain)聯手的時代意義:
AI 帶來「分析與預測」,區塊鏈提供「驗證與信任」。
兩者結合後,形成金融科技的「三重進化架構」。


二、三層概念模型:從數據到信任的價值鏈

層級 名稱 功能描述 對應技術 實務應用
🧩 Data Layer(資料層) 收集、處理與清理即時市場資料 WebSocket、REST API、Pandas、TA-Lib 取得價格、成交量、技術指標
🧠 Intelligence Layer(智慧層) AI 模型學習市場規律,生成自動交易策略 TensorFlow、Scikit-learn、Reinforcement Learning 預測趨勢、產生交易訊號
⛓️ Trust Layer(信任層) 區塊鏈記錄交易與策略回測結果,確保透明性與防竄改 Solidity、Web3.py、Ethereum Testnet 建立可驗證的策略績效報告

這三層形成一個連貫循環:

資料層提供「即時性」 → 智慧層創造「準確性」 → 信任層保障「透明性」。


三、技術運作邏輯

1️⃣ 資料層(Data Layer)

在資料層階段,系統會從交易所 API(例如 Binance 或 Yahoo Finance)即時擷取價格、成交量等市場資料。
接著使用資料分析工具(如 Pandas、NumPy)進行清理與特徵化,
再轉換成技術指標,例如移動平均(MA)、相對強弱指標(RSI)或布林通道(Bollinger Bands)。
最後透過 WebSocket 保持資料串流更新,確保 AI 模型隨時能取得最新市場資訊。

2️⃣ 智慧層(Intelligence Layer)

在智慧層中,AI 模型會以歷史資料作為訓練樣本,
學習市場的波動規律與價值變化模式。
常見的方法包含:

  • 使用深度學習模型(如 LSTM)來預測價格走勢;
  • 使用強化學習(Reinforcement Learning)進行策略優化;
  • 使用迴歸與分類模型預測市場方向(漲或跌)。

之後,研究者會透過回測(Backtesting)工具檢驗這些策略的績效,
觀察收益率、最大虧損(Drawdown)與風險指標(Sharpe Ratio)等。

3️⃣ 信任層(Trust Layer)

在信任層階段,所有交易紀錄、模型結果與回測數據
都會被轉換成區塊鏈的交易紀錄,寫入智能合約中。
這代表任何人都可以透過鏈上查詢驗證,
確保交易結果無法被竄改,並建立可追溯的透明紀錄。

整體流程中,AI 模型提供智慧決策,區塊鏈提供信任基礎。
這讓量化交易不只是「快」,而是「可靠」。


四、實作流程說明

1️⃣ AI 生成策略階段
假設研究者建立一個「移動平均交叉策略」:
當短期均線(例如 10 日)高於長期均線(例如 30 日)時,系統發出買進信號;
反之,短期均線低於長期均線時,則觸發賣出信號。
AI 模型會根據歷史資料自動調整這些參數,
以達到最佳化的獲利與風險平衡。

2️⃣ 回測與績效評估階段
在模擬環境中,AI 會以歷史市場數據進行虛擬交易,
統計平均報酬率、最大回撤與風險值。
若策略表現良好,便可輸出為可執行模型。

3️⃣ 鏈上驗證階段
每次模擬交易的結果都會被紀錄在區塊鏈上,
包含交易時間、策略名稱與報酬金額。
這些紀錄會經由智能合約自動寫入,
形成可公開查驗的「鏈上報告」。


五、理論延伸:智慧金融的三重演化

階段 核心轉變 代表技術 成果
第一層:資料驅動(Data-driven Finance) 從人工判斷轉為數據依據 WebSocket、TA-Lib 即時行情分析與技術指標運算
第二層:智慧驅動(AI-driven Finance) 模型能預測並自我學習 TensorFlow、強化學習 自動化策略決策與風險控制
第三層:信任驅動(Blockchain-driven Finance) 交易紀錄上鏈可驗證 Solidity、Web3 防竄改績效存證與開放透明性

這三個層次不是替代關係,而是遞進的融合。
AI 讓系統更「聰明」,區塊鏈讓系統更「可信」。
兩者結合後,金融市場將朝向「智慧化 × 去中心化 × 永續化」的新格局發展。


六、應用案例說明

領域 應用情境 具體說明
💱 加密貨幣交易 AI 模型預測幣價波動,自動觸發買賣指令 結合交易所 API 與 AI 模型,執行即時下單
💹 股票量化回測 建立多策略組合(均線、動能、情緒分析) 生成視覺化績效報表與策略比較
💰 區塊鏈金融 智能合約記錄報酬與風險 投資績效上鏈,形成可驗證投資組合
🏦 ESG 金融監理 鏈上保存企業碳排與永續指標 AI 自動分析永續報告,區塊鏈確保真實性

七、結論:AI 創造智慧,區塊鏈建立信任

AI 是市場的「大腦」,區塊鏈是市場的「誠實日記」。
AI 負責分析與預測,區塊鏈負責驗證與保存。
當兩者結合,金融不再只是追求獲利,
而是建立「智慧 × 信任 × 透明」的價值體系。

未來的量化交易員,
將不再只是寫程式與回測報酬,
而是設計一個「會學習、會驗證、會自我演化」的智慧金融生態。

💬 AI 分析的是趨勢,區塊鏈保存的是信任。
這正是未來智慧金融的核心精神。


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