Что такое мемпул биткоина и как он работает?

Мемпул транзакций Bitcoin — это временная область хранения неподтвержденных транзакций, ожидающих, пока майнер добавит их в новый блок.

Каждый узел Bitcoin запускает мемпул и проверяет транзакции на корректность, достаточность средств и отсутствие двойных расходов для обеспечения эффективности мемпула. Обработка транзакций Bitcoin .

Биткоин комиссии за транзакции в мемпуле играют ключевую роль в определении приоритетности транзакций, которые майнеры выбирают для подтверждения в следующем блоке.

Мемпул  биткоина помогает создать более эффективный, масштабируемый и безопасный блокчейн с помощью своего подхода к к ожидаемым транзакциям в биткоин мемпуле, снижению перегрузки биткоин мемпула и вероятности спам-атаки.

Вы нервничаете из-за того, как долго проходит ваша транзакция Bitcoin ? Или задаетесь вопросом, почему комиссии за транзакции меняются так часто? Все дело в Bitcoin mempool . Это может показаться сложным, но на самом деле объяснить эту концепцию довольно просто.

Ниже вы найдете простое и понятное объяснение мемпула биткоина, как он работает и почему он так важен для сети. Как только вы это узнаете, это поможет вам совершать транзакции с использованием Bitcoin быстрее, эффективнее и дешевле.

Мемпул биткоина — это сокращение от «memory pool». Каждый узел Bitcoin имеет свой собственный mempool ,  поэтому  может  быть несколько мемпулов, а не один

Итак, что же такое мемпул ?

Мемпулдействует как временное хранилище в сети, где данные транзакций хранятся узлами до тех пор , пока они не будут включены в блок. Это гарантирует, что транзакции поставлены в очередь и готовы к обработке майнерами, подразумевая, что в конечном итоге в следующий блок будут добавлены данные транзакций, а не узлы.

Это зона хранения и очередь транзакций сети Bitcoin для неподтвержденных транзакций, которые были переданы в сеть. После того, как вы подписываете и отправляете транзакцию, она отправляется в пулы памяти узлов , пока ее не подберет и не включит в блок майнер.

Это немного похоже на зал ожидания в кабинете врача. Вы сообщаете регистратору, что готовы к приему у врача, затем занимаете место в зале ожидания, пока не подойдет ваша очередь.

Когда вы подписываете биткойн-транзакцию и транслируете ее в сеть, она отправляется от узла к узлу по всей сети.

Каждый узел в сети добавляет эту транзакцию в свой собственный мемпул. Затем узлы проверяют, является ли транзакция действительной и соответствует ли она правилам консенсуса — например, что биткоин еще не был потрачен. Если транзакция не проходит проверки консенсуса, она отклоняется сетью.

Майнеры также запускают свои собственные полные узлы, чтобы увидеть, какие транзакции доступны для выбора и включения в новый блок. Затем майнеры выбирают транзакции из мемпула, чтобы добавить их в следующий блок.

Обычно это делается на основе самых высоких комиссий за транзакцию, которые предлагаются. Когда майнер включает транзакцию в новый блок, она считается подтвержденной. На этом этапе транзакция завершена, и средства поступят в биткоин-кошелек получателя.

Когда транзакция включается в новый блок, она удаляется из мемпула каждого узла.

Как упоминалось ранее, узлы Bitcoin проверяют и подтверждают транзакции, чтобы убедиться в их действительности.

Проверка состоит из:

• Правильность подписи: Узлы проверяют, что транзакция подписана правильно, используя правильные закрытые ключи для входов открытого ключа.
• Достаточность средств: гарантирует, что сумма ввода равна сумме вывода, включая любые транзакционные сборы.
• Предотвращение двойных трат: неизрасходованные выходные данные транзакции (UTXO) проверяются, чтобы убедиться, что те же входные данные транзакции не использовались в другой транзакции.
• Структура транзакции: Длина полей и форматы сериализации должны соответствовать формату протокола Bitcoin.
• Проверка скрипта: узлы запускают скрипт блокировки (ScriptPubKey) и скрипт разблокировки (ScriptSig) для проверки того, что скрипт соответствует стандартным форматам и не является вредоносным.
• Размер транзакции: размер транзакции не должен превышать максимальный размер 1 МБ или 4 МБ, если используется SegWit.
• Калькулятор комиссий: для рассмотрения возможности включения транзакции в блок с использованием ставки «комиссия за байт» необходимо внести минимальные комиссии.
• Временная метка: время блокировки транзакции проверяется, поэтому будущее время за пределами текущей высоты блока не может быть использовано. Это обеспечивает правильное число секвенирования для блокировки включения.

Если транслируемая транзакция не проходит проверки на валидность узла, то она отклоняется сетевыми пулами памяти. Это означает, что она не может быть подтверждена, завершена и добавлена в блокчейн.

После прохождения указанных проверок, транзакция отправляется в мемпул. На этом этапе транзакции не обрабатываются и не подтверждаются мгновенно. Они все равно должны ждать, пока майнер выберет и включит их в предстоящий блок. Транзакции с низкими настройками комиссии могут ждать некоторое время или даже быть очищены и отменены узлами в некоторых случаях.

На заметку: Первая в истории транзакция Bitcoin была отправлена Сатоши Накамото Хэлу Финни 12 января 2009 года. Она содержала 10 BTC, которые 15 лет спустя стоили более полумиллиона долларов.

Мемпул биткоина важен для безопасной работы и работоспособности блокчейна . Как временная зона хранения неподтвержденных транзакций Bitcoin , он позволяет сети оставаться эффективной, масштабируемой и безопасной благодаря структурированным потокам транзакций.

Понимание его важности полезно как для пользователей Bitcoin, желающих эффективно совершать транзакции, так и для разработчиков, желающих создавать решения Web3 на основе Bitcoin.

Mempool работает как «буферная зона», когда майнерам приходится обрабатывать слишком много транзакций, что является постоянным требованием.

При более чем 500 000 транзакций в день это теперь постоянное требование. Это помогает предотвратить перегрузку сети. Узлы также распределяют ресурсы более эффективно.

Биткоин и мемпул неразрывно связаны. Механизмы очередей позволяют блокчейну биткоина обрабатывать большее количество транзакций. Очередь транзакций делает их доступными для включения в более поздние блоки, что имеет решающее значение для управления периодами высокого спроса.

Отсутствие необходимости обрабатывать каждую транзакцию немедленно является ключом к масштабируемости сети. Динамическая корректировка в периоды перегрузки также позволяет масштабировать сеть с помощью приоритизации. Более высокие комиссии за транзакции могут быть установлены для более быстрого включения.

Кроме того, безопасность повышается с помощью мемпулов. Как уже обсуждалось, транзакции проверяются и подтверждаются перед добавлением в мемпул. Это означает, что у майнеров есть выбор безопасных транзакций при создании новых блоков.

Распространение транзакций через мемпулы помогает поддерживать консенсус в сети относительно того, какие транзакции следует включать в блокчейн.

На заметку: Lightning Network — это решение, разработанное для снижения перегрузки сети Bitcoin и замедления времени транзакций. Оно использует каналы микроплатежей между участвующими узлами для быстрой и дешевой отправки и получения Bitcoin.

При отправке транзакции Bitcoin вы можете выбрать предпочтительную комиссию за транзакцию. Большинство кошельков Bitcoin предлагают рекомендации по настройкам комиссии с низким, средним и высоким приоритетом, или вы можете ввести свой собственный выбор.

Мемпулы оказывают прямое влияние на комиссионные за транзакции, обычно в зависимости от того, насколько загружена сеть. Это просто спрос и предложение. Чем больше транзакций транслируется, тем выше будут расти комиссии за транзакции, и наоборот. Это простой механизм приоритизации.

Когда майнеры выбирают транзакцию в мемпуле для включения в новый блок, они отдают приоритет транзакциям с самой высокой прикрепленной комиссией за транзакцию. Майнеры зарабатывают не только на вознаграждениях за майнинг блоков, но и на комиссиях за транзакции. Поэтому в их интересах выбрать самые высокие комиссии для собственной прибыльности. Это отлично для майнеров, но может стать проблемой для пользователей.

Чем быстрее вы хотите, чтобы ваша транзакция была обработана, тем выше комиссия, которую вам нужно заплатить. Это создает проблемы в периоды перегрузки сети, поскольку комиссии могут резко возрасти — даже до 50 долларов и более за одну транзакцию.

Что в итоге?

Использование BTC для небольших транзакций становится экономически невыгодным. Те, кто совершает транзакции в Bitcoin, но не хочет платить высокие комиссии, в конечном итоге долго ждут подтверждения. Или транзакция может быть удалена из мемпула при достижении лимитов хранения. Это помогает сократить задержку транзакций Bitcoin.

Как мемпул биткоина управляет неподтвержденными транзакциями

В среднем размер мемпула составляет 300 МБ. Когда общий размер транзакций в мемпул превышает лимит хранилища, широковещательные транзакции начинают обрезаться.

Транзакции, которые не подтверждены в течение длительного периода времени, могут быть удалены из мемпул. Опять же, приоритет назначается с использованием комиссий за транзакции. Транзакция с самой низкой комиссией удаляется из мемпул.

Если вы не можете позволить себе или отказываетесь платить минимальную комиссию за транзакцию для включения в мемпул, ваша транзакция не будет выполнена, а средства будут возвращены на ваш кошелек.

Как SegWit повышает эффективность мемпула ?

Segregated Witness был представлен в 2017 году для улучшения масштабируемости Bitcoin.

Вот как SegWit помогает мемпулу:

• Уменьшенный размер транзакции: Разделяя данные свидетеля (подписи) от данных транзакции, SegWit эффективно уменьшает размер транзакции. Это означает, что больше транзакций могут поместиться в один и тот же блок, уменьшая перегрузку в mempool.
• Более низкие комиссии за транзакции SegWit: транзакции SegWit занимают меньше места в блоке, что приводит к более низким комиссиям. В результате пользователи могут платить меньше, при этом их транзакции по-прежнему будут приоритетными, особенно  при перегрузке мемпула.
• Улучшенная емкость блока (виртуальный размер блока): SegWit позволяет использовать виртуальный размер блока до 4 МБ, что позволяет включать больше транзакций в каждый блок. Это помогает быстрее очищать транзакции из mempool, особенно в периоды высокого трафика.

На заметку:20 апреля 2024 года транзакционные сборы Bitcoin взлетели до самого высокого уровня, достигнув $128. В тот день майнеры в общей сложности заработали $78 миллионов на комиссиях, что является еще одним историческим максимумом.

Мемпул биткоина — это ключевая часть инфраструктуры в жизненном цикле транзакции Bitcoin , от первоначальной трансляции до подтверждения. Хорошо функционирующий мемпул способствует эффективности и безопасности сети блокчейна.

Если вы совершаете транзакции в Bitcoin , полезно понимать, как работают мемпул и майнинг биткоина. Например, вы можете нервничать из-за того, сколько времени требуется для подтверждения транзакции, или вас могут раздражать высокие комиссии за транзакцию.