Mempool: ¿Qué es y cómo funciona?

El mempool, abreviatura de " grupo de memoria " o " grupo de transacciones ", sirve como puerta de entrada a la cadena de bloques y es un componente vital de su infraestructura, particularmente en el mundo de las criptomonedas como Bitcoin. Este concepto es similar a los entornos de 'Staging' en el desarrollo de software tradicional, donde se realizan pruebas y control de calidad antes del lanzamiento a producción. Sin embargo, a diferencia de los entornos de preparación centralizados, cada nodo en una red blockchain tiene su propio grupo de memoria para administrar.

Las transacciones en una cadena de bloques comienzan en el mempool, una lista de transacciones pendientes que esperan la validación de un nodo antes de comprometerse con un bloque en la cadena de bloques. A menudo se pasa por alto el papel del mempool, pero es crucial para comprender cómo se procesan y confirman las transacciones en la cadena. Al analizar el mempool, podemos obtener una visión más profunda del funcionamiento de las cadenas de bloques y el estado de las transacciones en vuelo.

¿Qué es un Mempool?

Un mempool, o grupo de memoria, es un mecanismo fundamental dentro de la tecnología blockchain, inicialmente popularizado por Bitcoin y posteriormente adoptado por Ethereum y otras redes blockchain. Actúa como un área de preparación dinámica o " sala de espera " para transacciones no confirmadas, desempeñando un papel crucial en la determinación de la secuencia y la inclusión de transacciones en el libro mayor de una cadena de bloques.

Cada nodo en una red blockchain mantiene su propio mempool, almacenando información relacionada con transacciones no confirmadas. Este enfoque descentralizado significa que hay tantos mempools como nodos, y cada nodo recibe y almacena transacciones en diferentes momentos y tiene diferentes capacidades según su hardware. En consecuencia, diferentes nodos pueden tener diferentes conjuntos de transacciones pendientes en un momento dado, lo que genera variaciones en los tamaños de mempool y en el recuento de transacciones en toda la red.

En la red Bitcoin, cuando un usuario envía una transacción, se transmite a la red y se almacena en los mempools de nodos individuales hasta que un minero la incluye en un bloque. Este proceso es parte integral del sistema de validación y procesamiento de transacciones de la red. De manera similar, en el ecosistema Ethereum, el mempool se refiere a estructuras de datos en memoria dentro de un nodo que almacenan transacciones candidatas antes de ser minadas. Los nodos de Ethereum, como Geth y Parity , se refieren a esto como "grupo de transacciones" o " cola de transacciones ", respectivamente.

El mempool no es solo una entidad singular, sino una colección de mempools individuales entre nodos, cada uno de los cuales se esfuerza por sincronizarse con otros a través de la red. Debido a la falta de confiabilidad y latencia inherentes a la comunicación de red, el mempool de cada nodo puede diferir, a veces significativamente. Los nodos también tienen diferentes criterios para aceptar transacciones, como el precio mínimo del gas y los límites de tamaño del mempool.

grupo de memoria

Las transacciones generalmente abandonan el mempool de un nodo cuando se incluyen en un bloque, pero también se pueden eliminar si se reemplazan, cancelan o eliminan debido a la configuración del mempool del nodo. Este sistema descentralizado y dinámico garantiza el orden de las transacciones, la priorización de tarifas y la construcción eficiente de bloques, esenciales para el funcionamiento sólido de redes blockchain como Bitcoin y Ethereum.

¿Cómo funciona Mempool?

Cada vez que se inicia una transacción, comienza su viaje transmitiéndose de un nodo a otros en la red. Los nodos evalúan estas transacciones según varios criterios, incluida la verificación de la firma, la garantía de que el gastador posee las monedas y la confirmación de que la salida no exceda la entrada. Una vez que una transacción pasa estos controles, se comparte en toda la red y eventualmente aterriza en el mempool, un área de retención hasta que un minero la selecciona para incluirla en un bloque.

Puntos clave sobre Mempools

El concepto de un mempool universal y compartido es un concepto erróneo. En realidad, cada nodo opera su mempool único, recibiendo y procesando transacciones en diferentes momentos. La capacidad del mempool de un nodo varía según sus recursos; Los nodos con memoria limitada asignan menos espacio para los registros de transacciones, mientras que los nodos más potentes pueden manejar mayores volúmenes de datos de transacciones.

Los mineros, impulsados por las ganancias, tienden a priorizar las transacciones con tarifas más altas. Esta dinámica hace que la estimación de tarifas sea un desafío, particularmente en momentos de alta demanda y espacio de bloque limitado. Los usuarios pueden medir las tendencias de las tarifas observando el rango de tarifas en el conjunto actual de transacciones no confirmadas, lo que les permite evitar pagar de más durante una actividad de red baja o pagar de menos en transacciones urgentes.

Dinámica de Mempool en el procesamiento de transacciones

El recorrido de una transacción a través del mempool implica varios pasos:

Una transacción se inicia desde una billetera, dirigida a otra billetera o contrato inteligente.
La billetera del usuario firma digitalmente la transacción.
La transacción firmada se envía a un nodo de puerta de enlace en una red blockchain (como Ethereum o Bitcoin).
Este nodo valida la transacción y la agrega a su mempool.
Luego, la transacción se transmite a otros nodos, que también la validan y la agregan a sus mempools, propagándola aún más por la red.
Los mineros recogen la transacción del mempool y la incorporan a un nuevo bloque en la cadena de bloques.
Este bloque, que contiene la transacción, se transmite y los nodos receptores eliminan la transacción de sus mempools.

Impacto de Mempool en las tarifas de transacción

El tamaño del mempool influye significativamente en la velocidad de las transacciones y las tarifas en las redes blockchain. Los mineros dan prioridad a las transacciones con tarifas más altas, ya que estas tarifas forman parte de sus recompensas por extraer nuevos bloques. En consecuencia, un mempool abarrotado crea un entorno competitivo, lo que aumenta las tarifas de transacción y extiende los tiempos de confirmación. Por el contrario, durante los períodos de baja actividad de la red, cuando el mempool está menos congestionado, las tarifas de transacción disminuyen y los tiempos de confirmación son más cortos. Este flujo y reflujo en el nivel de actividad del mempool es un factor crítico en la dinámica operativa de la cadena de bloques.

Cómo monitorear el Mempool

Hay numerosas herramientas y servicios disponibles para realizar un seguimiento del mempool en varias criptomonedas como Bitcoin, que ofrecen información sobre la actividad de la red y la dinámica de las transacciones.

Exploradores de blockchain para monitoreo de Mempool

Los exploradores de blockchain como Blockstream , Blockchair o Blockchain sirven como recursos valiosos para observar el estado actual del mempool. Proporcionan datos como el número de transacciones no confirmadas, el tamaño total del mempool y la tarifa de transacción promedio vigente.

Servicios especializados de monitoreo de Mempool

Para obtener información más granular, son útiles servicios como mempool.observer o mempool.space. Profundizan en el análisis de mempool y ofrecen detalles sobre la distribución de transacciones por tasa, la duración de las transacciones más antiguas en el mempool y predicciones sobre los tiempos de confirmación para varias tasas.

API para acceso personalizado a datos de Mempool

Los proveedores de datos blockchain como Bitquery o Coinmetrics ofrecen API que permiten la recuperación programática de datos de mempool. Esta funcionalidad se puede integrar en aplicaciones o scripts personalizados, lo que permite un análisis y uso personalizados de la información de mempool.

El valor de monitorear el mempool radica en su capacidad para guiar la toma de decisiones con respecto al momento de las transacciones y las tarifas, optimizando para confirmaciones más rápidas. Además, ofrece una ventana al estado de la red en general, incluidos los niveles de congestión y la actividad general, lo que ayuda a los usuarios y desarrolladores a navegar por el panorama de las criptomonedas de manera más efectiva.

Transacciones de Mempool: cómo revertir

Supongamos que ha iniciado una transacción de Bitcoin con una tarifa de aproximadamente 10 satoshis por byte virtual (sat/vb). Después de transmitirlo a la red Bitcoin, lo encuentras estancado, sin confirmar debido a un aumento en las tarifas requeridas para las confirmaciones de bloques actuales. Normalmente, te enfrentas a dos opciones:

Espere pacientemente a que bajen las tarifas: una opción es esperar, con la esperanza de que bajen las tarifas. Este período puede variar desde días hasta semanas, o incluso meses, durante los cuales su transacción permanece sin procesar en el mempool.

Opte por la mejora de tarifas con RBF: alternativamente, puede optar por aumentar su tarifa de transacción utilizando métodos como Reemplazar por tarifa ( RBF ) u otras estrategias de aumento de tarifas, mejorando sus posibilidades de inclusión en un bloque.

Pero, ¿qué sucede si desea un enfoque diferente, como extraer completamente su transacción del mempool? En teoría, las transacciones con tarifas bajas deberían ser expulsadas de los mempools con el tiempo a medida que se purgan.

Sin embargo, este resultado no es un hecho debido a la naturaleza descentralizada de la red de Bitcoin. Cada nodo en todo el mundo opera de forma independiente y mantiene su propio mempool. Su nodo podría abandonar la transacción después de un período determinado, pero otros podrían conservarla, dejándola a la deriva en sus mempools. En períodos de bajo volumen de transacciones, dicha transacción podría incluso confirmarse inesperadamente.

Es fundamental aceptar que es posible que una transacción nunca se elimine por completo de todos los mempools. Siempre existe la posibilidad de que alguien pueda archivarlo y reintroducirlo en la red más tarde. Si encuentra su transacción en el limbo, las soluciones más viables son ajustar la tarifa hacia arriba para acelerar su procesamiento o crear una nueva transacción que le envíe a usted mismo los mismos resultados de transacciones no gastadas (UTXO). Este último método invalida efectivamente la transacción original, resolviendo el punto muerto. Además, comprender la dinámica de la gestión de mempool en diferentes nodos es crucial para tomar decisiones informadas sobre dichas transacciones.

Mempool y Bitcoin: desafíos de escalabilidad y estrategias futuras

La continua evolución de Mempool y la escalabilidad de Bitcoin es un punto focal de investigación e innovación dentro del sector de las criptomonedas. Abordar los desafíos de escalabilidad es crucial para una mayor aceptación y usabilidad de Bitcoin y otras criptomonedas.

Las estrategias clave incluyen una mayor adopción de Segregated Witness ( SegWit ) y el despliegue de Lightning Network. SegWit mejora el procesamiento de transacciones al desacoplar los datos de la firma de los datos de la transacción, lo que permite que quepan más transacciones dentro de cada bloque. Lightning Network , como solución de segunda capa, facilita las transacciones fuera de la cadena de bloques principal, aliviando así la congestión en el mempool.

También se está explorando la integración de firmas Schnorr. Se prevé que estas firmas compactarán significativamente el tamaño de los datos de las transacciones, lo que contribuirá a mejorar la escalabilidad. Las firmas Schnorr permiten la combinación de varias firmas en una, lo que reduce de manera efectiva la huella de la transacción.

Además, se están debatiendo propuestas para ampliar el límite de tamaño de bloque. Esto podría potencialmente acelerar el procesamiento de transacciones y mejorar la eficiencia. Sin embargo, este enfoque genera controversia dentro de la comunidad debido a la preocupación de que un tamaño de bloque mayor pueda generar mayores riesgos de centralización y potencialmente comprometer la seguridad de la red.

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