실전 금융 머신러닝 완벽 분석

에이콘 금융 퀀트 머신러닝 융합 시리즈

마르코스 로페즈 데 프라도 저자(글) · 이병욱 , 이기홍 , 하석근 번역

에이콘출판 · 2019년 01월 02일

8.8 (4개의 리뷰)

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책 소개

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2019년 대한민국학술원 우수학술도서 선정도서

머신러닝을 금융에 적용하는 방법을 알려주며, 이론 연구를 넘어선 실전 경험을 바탕으로 어떠한 장점과 위험이 존재하는 것인지 빠짐없이 설명한다. 저자가 20년 간 금융에서 실제로 적용해 본 머신러닝 기법에 대해 각각의 장단점과 함께 개별 기법들을 상세히 설명한다. 또 금융에 맞는 데이터 구조, 모델링, 백테스팅, 유용한 금융적 특징, 고성능 컴퓨팅에 이르기까지 최고 전문가의 시각에서 전달해 주는 실전 지식을 빠짐없이 나열한다.
대부분의 금융 머신러닝 프로젝트가 실패하는 이유와 성공적인 금융 머신러닝 프로젝트를 위해서 어떠한 요소가 갖춰져야 하는지 설명하고 있다. 특히 대부분 프로젝트가 저지르는 백테스팅의 오류를 심도 있게 설명한다.
메타-전략 패러다임의 효용성과 중요성을 설명해 주며, 대부분 성공한 프로젝트가 활용하고 있는 메타-전략 패러다임을 예제와 함께 잘 설명한다. 이 책은 그 깊이로 인해 머신러닝과 금융에 대한 최소한의 지식을 갖춰야 이해할 수 있지만, 최소한의 지식이 바탕이 되고 나면 책에서 다루고 있는 깊이 있고 실용적인 내용으로부터 많은 도움을 받을 수 있다.

전체선택

작가정보

저자(글) 마르코스 로페즈 데 프라도

인물정보

금융전문가

머신러닝과 슈퍼컴퓨팅을 이용해 수십억 달러의 기금을 운용하고 있다. 구겐하임 파트너의 정량 금융 투자 전략(QIS, Quantitative Investment Strategies) 사업을 설립해 뛰어난 리스크-조정 수익률을 지속적으로 달성한 고용량 전략을 개발했다. 130억 달러의 자산을 운용한 후 QIS를 인수하고 2018년 구겐하임에서 스핀아웃(spin out)했다.
2010년부터 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory, 미국 에너지부, 과학국)의 연구원으로 일하고 있다. 금융에서 가장 많이 읽힌 10대 도서의 저자(SSRN 순위 기준)로, 머신러닝과 슈퍼컴퓨팅에 관련된 수십 편의 논문을 썼고, 알고리즘 거래에 대한 다수의 국제 특허를 갖고 있다.
1999년에 스페인 국립 학문상을 수상했고, 2003년에는 금융 경제학으로 박사학위를 받았으며, 2011년에는 마드리드 대학교에서 수학 금융으로 두 번째 박사학위를 받았다. 박사 후 과정을 하버드와 코넬 대학교에서 마쳤으며, 공학부에서 금융 머신러닝 과정을 가르쳤다. 미국 수학 학회에 따른 에르도스 #2Erdos #2와 아인슈타인 #4Einstein #4를 갖고 있다.

번역 이병욱

인물정보

금융전문가 소프트웨어공학자

(주)크라스랩 대표 이사이자 서울과학종합대학원 디지털금융 MBA 주임교수를 맡고 있다. 한국과학기술원(KAIST) 전산학과 계산이론 연구실에서 학사 및 석사학위를 취득했다. 공학을 전공한 금융 전문가로 세계 최초의 핸드 헬드-PC(Handheld-PC) 개발에 참여해 한글 윈도우 CE 1.0과 2.0을 마이크로 소프트 사에서 공동 개발했다. 1999년에는 전 보험사 보험료 실시간 비교 서비스를 제공하는 핀테크 전문회사인 (주)보험넷을 창업해 업계에 큰 반향을 불러일으켰다. 이후 삼성생명을 비롯한 생명 및 손해 보험사에서 CMO(마케팅 총괄 상무), CSMO(영업 및 마케팅 총괄 전무) 등을 역임하면서 혁신적인 상품과 서비스를 개발 및 총괄했다. 세계 최초로 파생 상품 ELS를 기초 자산으로 한 변액 보험을 개발해 단일 보험 상품으로 5,000억 원 이상 판매되는 돌풍을 일으켰고, 매일 분산 투자하는 일 분산 투자(daily averaging) 변액 보험을 세계 최초로 개발해 상품 판매 독점권을 획득했다. 최근에는 머신러닝 기반의 금융 분석과 블록체인에 관심을 갖고 다양한 활동을 하고 있다. 저서로는 『블록체인 해설서』(에이콘, 2019)와 『비트코인과 블록체인, 가상자산의 실체 2/e』(에이콘, 2020)이 있다.

번역 이기홍

번역 하석근

작가의 말

[지은이의 말] 독자들이 머신러닝을 금융에 적용할 때 백테스트 과적합(backtest overfitting Financial)과 같은 난관을 어떻게 해결할 것인지 학습하길 바란다. 금융 머신러닝은 표준 머신러닝과 연계돼 있기는 하지만, 그 자체로 엄연히 분리된 하나의 영역이다. 이 책은 이런 점을 잘 설명해 줄 것이다. [옮긴이의 말] 이 책은 금융에 있어서의 머신러닝을 심도 있게 설명해 준다. 특히 통계적 요행에 빠지기 쉬운 금융에서 ‘과거 데이터에 의존했을 때의 위험’을 알려 준다. 저자는 20년간 금융에 종사하면서 자신이 작업해 왔던 머신러닝 기법 중 과학적으로 증명된 것을 자세히 설명하고 있다. 금융과 관련된 머신러닝 책이 시중에 많이 나와 있지만, 실전을 바탕으로 저술한 책은 극히 드물다. 20여 년간 본인이 직접 체득한 실제 지식을 바탕으로 집필됐다는 점에서 다른 책보다 실용적이며, 사실에 가까운 지식을 전달해 준다. 이 책을 통해 머신러닝을 금융에 적용할 때 어떤 어려움과 함정이 존재하는지, 백테스트로 인한 과적합이 얼마나 위험한지 등을 이해하게 될 것이다.

1장. 독립된 주제로서의 금융 머신러닝
1.1 동기
1.2 금융 머신러닝 프로젝트가 실패하는 주요 원인
1.2.1 시지프스 패러다임
1.2.2 메타 전략 패러다임
1.3 책의 구조
1.3.1 생산 체인 형태로 구조 짜기
1.3.3 흔한 함정에 따른 구성
1.4 대상 독자들
1.5 필요 지식
1.6 자주 받는 질문들
1.7 감사의 글
__연습 문제
__참고 자료
__참고 문헌

1부. 데이터 분석

2장. 금융 데이터 구조
2.1 동기
2.2 금융 데이터의 근본적 형태
2.2.1 기본 데이터
2.2.2 시장 데이터
2.2.3 분석
2.2.4 대체 데이터
2.3 바
2.3.1 표준 바
2.4 복수 상품 계열 다루기
2.4.1 ETF 트릭
2.4.2 PCA 가중값
2.4.3 단일 선물 롤 오버
2.5 특성 샘플 추출
2.5.1 축소를 위한 표본 추출
2.5.2 이벤트 기반의 표본 추출
__연습 문제
__참고 자료

3장. 레이블링
3.1 동기
3.2 고정 기간 기법
3.3 동적 임계값 계산
3.4 삼중 배리어 기법
3.5 방향과 크기 파악
3.6 메타 레이블링
3.7 메타 레이블링을 이용하는 방법
3.8 퀀터멘털 방법
3.9 불필요한 레이블 제거
__연습 문제
__참고 문헌

4장. 표본 가중값
4.1 동기
4.2 중첩된 결과
4.3 공존 레이블의 개수
4.4 레이블의 평균 고유도
4.5 배깅 분류기와 고유도
4.5.1 순차적 부트스트랩
4.5.2 순차적 부트스트랩의 구현
4.5.3 수치적 예제
4.5.4 몬테카를로 실험
4.6 수익률 기여도
4.7 시간 감쇠
4.8 클래스 가중값
__연습 문제
__참고 자료
__참고 문헌

5장. 분수 미분의 특징
5.1 동기
5.2 정상성 대 기억 딜레마
5.3 문헌 리뷰
5.4 방법
5.4.1 장기 기억
5.4.2 반복 추정
5.4.3 수렴
5.5 구현
5.5.1 확장 윈도우
5.5.2 고정 너비 윈도우 분수 미분
5.6 최대 기억 유지 정상성
5.7 결론
__연습 문제
__참고 자료
__참고 문헌

2부. 모델링

6장. 앙상블 기법
6.1 동기
6.2 오류의 세 가지 원인
6.3 배깅
6.3.1 분산 축소
6.3.2 개선된 정확도
6.3.3 관측 중복
6.4 랜덤 포레스트
6.5 부스팅
6.6 금융에 있어서의 배깅 대 부스팅
6.7 배깅의 확장성
__연습 문제
__참고 자료
__참고 문헌

7장. 금융에서의 교차 검증
7.1 동기
7.2 교차 검증의 목표
7.3 금융에서 K겹 교차 검증이 실패하는 이유
7.4 해법: 제거 K겹 교차 검증
7.4.1 훈련셋에서의 제거
7.4.2 엠바고
7.4.3 제거된 K겹 클래스
7.5 sklearn의 교차 검증 버그
__연습 문제
__참고 문헌

8장. 특성 중요도
8.1 동기
8.2 특성 중요도의 중요성
8.3 대체 효과가 있는 특성 중요도
8.3.1 평균 감소 불순도
8.3.2 평균 감소 정확도
8.4 대체 효과가 없는 특성 중요도
8.4.1 단일 특성 중요도
8.4.2 직교 특성
8.5 병렬 대 스태킹 특성 중요도
8.6 합성 데이터를 사용한 실험
__연습 문제
__참고 자료

9장. 교차 검증을 통한 하이퍼 파라미터 튜닝
9.1 동기
9.2 그리드 검색 교차 검증
9.3 랜덤 검색 교차 검증
9.3.1 로그 균등 분포
9.4 점수 함수 및 하이퍼 파라미터 튜닝
__연습 문제
__참고 자료
__참고 문헌

3부. 백테스트

10장. 베팅 크기
10.1 동기
10.2 전략 독립 베팅 크기 방식
10.3 예측된 확률로부터 베팅 크기 조절
10.4 실행 중인 베팅의 평균화
10.5 베팅 크기 이산화
10.6 동적 베팅 크기와 지정가
__연습 문제
__참고 자료
__참고 문헌

11장. 백테스트의 위험
11.1 동기
11.2 미션 임파서블: 결함 없는 백테스트
11.3 비록 백테스트 결과가 나무랄 데 없어도 아마 잘못됐을 것이다
11.4 백테스트는 연구 도구가 아니다
11.5 몇 가지 일반적인 추천
11.6 전략 선택
__연습 문제
__참고 자료
__참고 문헌

12장. 교차 검증을 통한 백테스트
12.1 동기
12.2 전방 진행 기법
12.2.1 전방 진행 방법의 위험
12.3 교차 검증 기법
12.4 조합적 제거 교차 검증 기법
12.4.1 조합적 분할
12.4.2 조합적 제거 교차 검증 백테스트 알고리즘
12.4.3 몇 가지 예제
12.5 조합적 제거 교차 검증이 백테스트 과적합을 해결하는 법
__연습 문제
__참고 자료

13장. 합성 데이터에 대한 백테스트
13.1 동기
13.2 거래 규칙
13.3 문제
13.4 프레임워크
13.5 최적 거래 규칙의 수치적 결정
13.5.1 알고리즘
13.5.2 구현
13.6 실험 결과
13.6.1 제로 장기 균형의 경우
13.6.2 양의 장기 균형의 경우
13.6.3 음의 장기 균형의 경우
13.7 결론
__연습 문제
__참고 자료

14장. 백테스트 통계량
14.1 동기
14.2 백테스트 통계량의 종류
14.3 일반적인 특성
14.4 성과
14.4.1 수익률의 시간 가중 비율
14.5 런
14.5.1 수익률 집중
14.5.2 손실폭과 수면하 시간
14.5.3 성과 평가를 위한 런 통계량
14.6 거래 구축 비용
14.7 효율성
14.7.1 샤프 비율
14.7.2 확률적 샤프 비율
14.7.3 축소 샤프 비율
14.7.4 효율성 통계량
14.8 분류 점수
14.9 기여도 분석
__연습 문제
__참고 자료
__참고 문헌

15장. 전략 리스크 이해
15.1 동기
15.2 대칭 투자 이익
15.3 비대칭 투자 이익
15.4 전략 실패의 확률
15.4.1 알고리즘
15.4.2 구현
__연습 문제
__참고 자료

16장. 머신러닝 자산 배분
16.1 동기
16.2 볼록 포트폴리오 최적화 문제
16.3 마코위츠의 저주
16.4 기하적 관계에서 계층적 관계까지
16.4.1 트리 군집화
16.4.2 준대각화
16.4.3 재귀적 이분법
16.5 수치 예제
16.6 샘플 외 몬테카를로 시뮬레이션
16.7 향후 연구 과제
16.8 결론
__부록
__연습 문제
__참고 자료

4부. 유용한 금융의 특징

17장. 구조적 변화
17.1 동기
17.2 구조적 변화 테스트 유형
17.3 CUSUM 테스트
17.3.1 재귀적 잔차에 브라운 - 더빈 - 에반스 CUSUM 테스트
17.3.2 수준에 대한 추 - 스틴치콤 - 화이트 CUSUM 테스트
17.4 폭발성 테스트
17.4.1 초 - 유형의 딕키 - 풀러 테스트
17.4.2 상한 증강 딕키 - 풀러
17.4.3 서브 또는 슈퍼 - 마팅게일 테스트
__연습 문제
__참고 자료

18장. 엔트로피 특성들
18.1 동기
18.2 샤논의 엔트로피
18.3 플러그인(또는 최대 우도) 추정량
18.4 렘펠 - 지브 추정기
18.5 인코딩 체계
18.5.1 이진 인코딩
18.5.2 분위수 인코딩
18.5.3 시그마 인코딩
18.6 가우시안 프로세스의 엔트로피
18.7 엔트로피와 일반화된 평균
18.8 엔트로피의 몇 가지 금융 응용
18.8.1 시장 효율성
18.8.2 최대 엔트로피 생성
18.8.3 포트폴리오 집중화
18.8.4 시장 미시 구조
__연습 문제
__참고 자료
__참고 문헌

19장. 미시 구조적 특성
19.1 동기
19.2 문헌 리뷰
19.3 1세대: 가격 시퀀스
19.3.1 틱 규칙
19.3.2 롤 모델
19.3.3 고가 - 저가 변동성 추정량
19.3.4 코윈과 슐츠
19.4 2세대: 전략적 거래 모델
19.4.1 카일의 람다
19.4.2 아미후드의 람다
19.4.3 하스브룩의 람다
19.5 제3세대: 순차적 거래 모델
19.5.1 정보 기반 거래의 확률
19.5.2 정보 기반 거래의 거래량 동기화 확률
19.6 미시 구조적 데이터셋으로부터의 추가 특성
19.6.1 주문 크기의 분포
19.6.2 취소율, 지정가 주문, 시장가 주문
19.6.3 시간 가중 평균 가격 실행 알고리즘
19.6.4 옵션 시장
19.6.5 부호가 있는 주문 흐름의 계열 상관관계
19.7 미시 구조적 정보란 무엇인가?
__연습 문제
__참고 자료

5부. 고성능 컴퓨팅 비법

20장. 다중 처리와 벡터화
20.1 동기
20.2 벡터화 예제
20.3 단일 스레드 대 다중 스레딩 대 다중 처리
20.4 원자와 분자
20.4.1 선형 분할
20.4.2 이중 루프 분할
20.5 다중 처리 엔진
20.5.1 작업 준비
20.5.2 비동기 호출
20.5.3 콜백 언래핑
20.5.4 피클/언피클 객체
20.5.5 출력 축소
20.6 다중 처리 예제
__연습 문제
__참고 자료
__참고 문헌

21장. 무차별 대입과 양자 컴퓨터
21.1 동기
21.2 조합적 최적화
21.3 목적 함수
21.4 문제
21.5 정수 최적화 방법
21.5.1 비둘기집 분할
21.5.2 가능한 정적 해
21.5.3 궤적 평가
21.6 수치 예제
21.6.1 랜덤 행렬
21.6.2 정태적 해
21.6.3 동태적 해
__연습 문제
__참고 자료

22장. 고성능 계산 지능과 예측 기술
22.1 동기
22.2 2010년 플래시 크래시에 대한 감독 당국의 반응
22.3 배경
22.4 HPC 하드웨어
22.5 HPC 소프트웨어
22.5.1 MPI
22.5.2 계층적 데이터 형식 5
22.5.3 제자리 처리
22.5.4 수렴
22.6 실제 사례
22.6.1 초신성 사냥
22.6.2 융합 플라스마의 덩어리
22.6.3 일간 전기 사용 최대값
22.6.4 2010년의 플래시 크래시
22.6.5 정보 기반 거래 거래량 동기화 확률의 추정
22.6.6 비균등 고속 푸리에 변환으로 고빈도 이벤트 발견
22.7 요약 및 참여 요청
22.8 감사의 글
__참고 자료

출판사 서평

★ 이 책의 대상 독자 ★

특히 금융 관련 데이터에 연계된 문제들을 해결하기 위해 설계된 고급 머신러닝 기법을 다루고 있다. ‘고급’이라는 의미는 이해하기가 극도로 힘들다거나 딥러닝이나 순환신경망 또는 합성곱망 등 최근에 되살아나고 있는 기법들을 설명한다는 의미는 아니다. 그보다 이 책은 금융 문제에 머신러닝 알고리즘을 적용한 경험이 있는 상급 연구원들이 중요하게 생각하는 여러 의문에 해답을 주고자 쓰여졌다. 만약 머신러닝이 처음이고, 복잡한 알고리즘에 대한 경험이 없다면 이 책은 (아직은) 맞지 않을 것이다. 이 책에서 다루고 있는 문제에 대해 현업에서의 경험이 없다면 이 책을 이용해 문제를 해결하기가 쉽지 않을 것이다. 이 책을 읽기 전에 머신러닝에 관한 여러 훌륭한 책을 읽길 권한다.
이 책의 핵심 독자들은 머신러닝 경험이 풍부한 전문 투자가들이다. 저자의 목표는 여러분이 이 책에서 배운 것을 통해 수익을 증대하기를 바라는 것이고, 금융을 현대화하는 데 일조하고 투자가들에게 실질적인 가치를 전달해 주기를 바라는 것이다.
이 책은 금융 이외의 여러 분야에 머신러닝 알고리즘을 성공적으로 구현한 경험이 있는 데이터 과학자들에게도 적합하다. 만약 여러분이 구글에서 일하면서 얼굴 인식 분야를 성공적으로 구현한 적이 있지만, 금융 쪽에 제대로 적용해 본 적이 없다면 이 책이 많은 도움이 될 것이다. 가끔 특정 구조(예를 들어, 메타 레이블링, 삼중 배리어 기법, 프랙디프)의 금융 논리에 대해 잘 이해되지 않을 때도 있을 수 있지만, 끈기를 갖길 바란다. 투자 포트폴리오를 일정 수준 이상 운용하다 보면 게임의 법칙이 점점 뚜렷하게 보이고, 1장에 설명된 내용들이 이해가 될 것이다.

★ 이 책의 구성 ★

이 책은 서로 얽혀 있는 주제들을 각각 구분해 정돈된 형태로 설명한다. 각 장은 그 이전 장을 읽었다고 가정하고 설명한다. 1부는 금융 데이터를 머신러닝 알고리즘에서 잘 적용할 수 있도록 데이터를 구조화하는 방법을 알아보고, 2부에서는 해당 데이터에 기반해 머신러닝 알고리즘을 활용해 리서치하는 방법을 알아본다. 여기서 중요한 것은 실질적인 발견은 연구나 과학적 프로세스를 통해 이뤄지며, 이는 우연히 어떤 (잘못될 가능성이 많은) 결과가 나타날 때까지 의미 없이 반복하는 연구 기법과는 구분된다. 3부에서는 연구에 대한 백테스트 방법을 설명하고, 결과가 잘못될 확률을 평가해 본다.
1~3부를 통해 데이터 분석으로부터 모델을 연구하고, 결과를 평가하는 전체 프로세스를 개괄할 수 있다. 이러한 지식을 바탕으로 4부에서는 데이터로 되돌아가 의미 있는 특성을 추출하는 혁신적인 방법을 설명한다. 이러한 작업들은 대부분 상당한 양의 자원을 소모하는데 5부에서는 유용한 HPC 비법을 알아본다.

기본정보

상품정보
ISBN	9791161752334 ( 1161752331 )
발행(출시)일자	2019년 01월 02일
쪽수	520쪽
크기	151 * 227 * 36 mm / 756 g
총권수	1권
시리즈명	에이콘 금융 퀀트 머신러닝 융합 시리즈
원서명/저자명	Advances in Financial Machine Learning/Marcos Lopez de Prado

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