Mempool: cos'è e come funziona?

Il mempool, abbreviazione di " pool di memoria " o " pool di transazione ", funge da gateway per la blockchain ed è una componente vitale della sua infrastruttura, in particolare nel mondo delle criptovalute come Bitcoin. Questo concetto è simile agli ambienti di "staging" nello sviluppo software tradizionale, dove i test e il controllo qualità vengono condotti prima del rilascio in produzione. Tuttavia, a differenza degli ambienti di staging centralizzati, ogni nodo in una rete blockchain ha il proprio mempool da gestire.

Le transazioni in una blockchain iniziano nel mempool, un elenco di transazioni in sospeso in attesa di convalida da un nodo prima di essere impegnate in un blocco sulla blockchain. Il ruolo di mempool viene spesso trascurato, ma è fondamentale per comprendere come le transazioni vengono elaborate e confermate sulla catena. Analizzando il mempool, possiamo ottenere una visione più approfondita del funzionamento delle blockchain e dello stato delle transazioni in volo.

Cos'è un Mempool?

Un mempool, o pool di memoria, è un meccanismo fondamentale all'interno della tecnologia blockchain, inizialmente reso popolare da Bitcoin e successivamente adottato da Ethereum e altre reti blockchain. Funziona come un'area di sosta dinamica o " sala d'attesa " per transazioni non confermate, svolgendo un ruolo cruciale nel determinare la sequenza e l'inclusione delle transazioni nel registro di una blockchain.

Ogni nodo in una rete blockchain mantiene il proprio mempool, memorizzando le informazioni relative alle transazioni non confermate. Questo approccio decentralizzato significa che ci sono tanti mempool quanti sono i nodi, con ciascun nodo che riceve e archivia le transazioni in momenti diversi e ha capacità variabili in base al suo hardware. Di conseguenza, nodi diversi possono avere insiemi diversi di transazioni in sospeso in un dato momento, portando a variazioni nelle dimensioni del mempool e nel conteggio delle transazioni attraverso la rete.

Nella rete Bitcoin, quando un utente invia una transazione, questa viene trasmessa alla rete e archiviata nei mempool dei singoli nodi finché un minatore non la include in un blocco. Questo processo è parte integrante del sistema di elaborazione e convalida delle transazioni della rete. Allo stesso modo, nell’ecosistema Ethereum, il mempool si riferisce a strutture di dati in memoria all’interno di un nodo che memorizzano le transazioni candidate prima che vengano estratte. I nodi Ethereum, come Geth e Parity , si riferiscono a questo rispettivamente come “pool di transazioni” o “ coda di transazioni ”.

Il mempool non è solo un'entità singolare, ma una raccolta di singoli mempool tra i nodi, ciascuno dei quali cerca di sincronizzarsi con gli altri sulla rete. A causa dell'inaffidabilità e della latenza intrinseche nella comunicazione di rete, il mempool di ciascun nodo può differire, a volte in modo significativo. I nodi hanno anche criteri diversi per accettare le transazioni, come il prezzo minimo del gas e i limiti di dimensione della mempool.

mempool

Le transazioni in genere lasciano il mempool di un nodo quando vengono incluse in un blocco, ma possono anche essere rimosse se vengono sostituite, annullate o eliminate a causa della configurazione del mempool del nodo. Questo sistema decentralizzato e dinamico garantisce l'ordinamento delle transazioni, la definizione delle priorità delle commissioni e un'efficiente costruzione dei blocchi, essenziali per il robusto funzionamento delle reti blockchain come Bitcoin ed Ethereum.

Come funziona Mempool?

Ogni volta che viene avviata una transazione, inizia il suo viaggio venendo trasmessa da un nodo agli altri nella rete. I nodi valutano queste transazioni in base a diversi criteri, tra cui la verifica della firma, la garanzia che chi spende possiede le monete e la conferma che l'output non supera l'input. Una volta che una transazione supera questi controlli, viene condivisa attraverso la rete, per poi finire nel mempool, un'area di attesa finché un minatore non la seleziona per l'inclusione in un blocco.

Punti chiave sui Mempool

Il concetto di mempool universale e condiviso è un malinteso. In realtà, ogni nodo gestisce il proprio mempool unico, ricevendo ed elaborando transazioni in momenti diversi. La capacità del mempool di un nodo varia in base alle sue risorse; i nodi con memoria limitata allocano spazio minore per i log delle transazioni, mentre i nodi più potenti possono gestire volumi maggiori di dati sulle transazioni.

I minatori, spinti dal profitto, tendono a dare priorità alle transazioni con commissioni più elevate. Questa dinamica rende difficile la stima delle commissioni, in particolare durante i periodi di domanda elevata e spazio limitato. Gli utenti possono valutare l’andamento delle commissioni osservando la gamma di commissioni nell’attuale pool di transazioni non confermate, consentendo loro di evitare di pagare più del dovuto durante una bassa attività di rete o di pagare meno per transazioni urgenti.

Dinamiche di Mempool nell'elaborazione delle transazioni

Il viaggio di una transazione attraverso mempool prevede diversi passaggi:

Una transazione viene avviata da un portafoglio, destinata a un altro portafoglio o contratto intelligente.
Il portafoglio dell'utente firma digitalmente la transazione.
La transazione firmata viene inviata a un nodo gateway su una rete blockchain (come Ethereum o Bitcoin).
Questo nodo convalida la transazione e la aggiunge al suo mempool.
La transazione viene quindi trasmessa ad altri nodi, che la convalidano e la aggiungono ai loro mempool, propagandola ulteriormente attraverso la rete.
I minatori prelevano la transazione dal mempool e la incorporano in un nuovo blocco sulla blockchain.
Questo blocco, contenente la transazione, viene trasmesso e i nodi riceventi rimuovono quindi la transazione dai loro mempool.

Impatto di Mempool sulle commissioni di transazione

La dimensione del mempool influenza in modo significativo la velocità e le tariffe delle transazioni nelle reti blockchain. I minatori danno priorità alle transazioni con commissioni più elevate, poiché queste commissioni fanno parte dei loro premi per l’estrazione di nuovi blocchi. Di conseguenza, un mempool affollato crea un ambiente competitivo, facendo aumentare le commissioni di transazione e prolungando i tempi di conferma. Al contrario, durante i periodi di bassa attività di rete, quando il mempool è meno congestionato, le commissioni di transazione diminuiscono e i tempi di conferma sono più brevi. Questo flusso e riflusso nel livello di attività del mempool è un fattore critico nelle dinamiche operative della blockchain.

Come monitorare Mempool

Sono disponibili numerosi strumenti e servizi per tenere traccia del mempool in varie criptovalute come Bitcoin, offrendo approfondimenti sull'attività di rete e sulle dinamiche delle transazioni.

Esploratori Blockchain per il monitoraggio di Mempool

Gli esploratori Blockchain come Blockstream , Blockchair o Blockchain rappresentano risorse preziose per osservare lo stato attuale del mempool. Forniscono dati come il numero di transazioni non confermate, la dimensione totale del mempool e la commissione media di transazione prevalente.

Servizi specializzati di monitoraggio di Mempool

Per informazioni più granulari, sono utili servizi come mempool.observer o mempool.space. Approfondiscono l'analisi di mempool, offrendo dettagli sulla distribuzione delle transazioni in base alla tariffa, la durata delle transazioni più vecchie nel mempool e previsioni sui tempi di conferma per varie tariffe.

API per l'accesso personalizzato ai dati Mempool

I fornitori di dati blockchain come Bitquery o Coinmetrics offrono API che consentono il recupero programmatico dei dati mempool. Questa funzionalità può essere integrata in applicazioni o script personalizzati, consentendo l'analisi e l'utilizzo su misura delle informazioni di mempool.

Il valore del monitoraggio del mempool risiede nella sua capacità di guidare il processo decisionale in merito ai tempi delle transazioni e alle tariffe, ottimizzando conferme più rapide. Inoltre, offre una finestra sulle condizioni più ampie della rete, compresi i livelli di congestione e l'attività complessiva, aiutando gli utenti e gli sviluppatori a navigare nel panorama delle criptovalute in modo più efficace.

Transazioni Mempool: come eseguire il rollback

Supponiamo che tu abbia avviato una transazione Bitcoin con una commissione di circa 10 satoshi per byte virtuale (sat/vb). Dopo averlo trasmesso alla rete Bitcoin, lo trovi bloccato, non confermato a causa dell'aumento delle commissioni richieste per le attuali conferme dei blocchi. In genere, ti trovi di fronte a due scelte:

Attendere pazientemente la diminuzione delle tariffe: un'opzione è aspettare, sperando che le tariffe scendano. Questo periodo può variare da giorni a settimane, o addirittura mesi, durante i quali la transazione rimane non elaborata nel mempool.

Optare per l'aumento delle commissioni con RBF: in alternativa, puoi scegliere di aumentare la commissione di transazione utilizzando metodi come Sostituisci con commissione ( RBF ) o altre strategie di aumento delle commissioni, aumentando le possibilità di inclusione in un blocco.

Ma cosa succede se desideri un approccio diverso, come estrarre completamente la transazione dal mempool? In teoria, le transazioni con commissioni basse dovrebbero essere espulse dai mempool nel tempo man mano che vengono eliminate.

Tuttavia, questo risultato non è scontato, a causa della natura decentralizzata della rete Bitcoin. Ogni nodo in tutto il mondo opera in modo indipendente, mantenendo il proprio mempool. Il tuo nodo potrebbe abbandonare la transazione dopo un determinato periodo, ma altri potrebbero trattenerla, lasciandola alla deriva nei loro mempool. Nei periodi di basso volume di transazioni, tale transazione potrebbe persino essere confermata inaspettatamente.

È fondamentale accettare che una transazione potrebbe non essere mai completamente eliminata da tutti i mempool. C'è sempre la possibilità che qualcuno possa archiviarlo e reintrodurlo nella rete in seguito. Se trovi la tua transazione in un limbo, le soluzioni più praticabili sono aumentare la commissione per accelerarne l'elaborazione o creare una nuova transazione inviando a te stesso gli stessi output di transazione non spesi (UTXO). Quest’ultimo metodo invalida di fatto la transazione originale, risolvendo la situazione di stallo. Inoltre, comprendere le dinamiche della gestione del mempool tra diversi nodi è fondamentale per prendere decisioni informate su tali transazioni.

Mempool e Bitcoin: sfide di scalabilità e strategie future

La continua evoluzione di Mempool e la scalabilità di Bitcoin sono un punto focale di ricerca e innovazione nel settore delle criptovalute. Affrontare le sfide della scalabilità è fondamentale per una più ampia accettazione e usabilità di Bitcoin e di altre criptovalute.

Le strategie chiave includono l’ulteriore adozione di Segregated Witness ( SegWit ) e l’implementazione di Lightning Network. SegWit migliora l'elaborazione delle transazioni disaccoppiando i dati della firma dai dati delle transazioni, consentendo di inserire più transazioni in ciascun blocco. Il Lightning Network , come soluzione di secondo livello, facilita le transazioni al di fuori della blockchain principale, alleviando così la congestione nel mempool.

È in fase di studio anche l'integrazione delle firme Schnorr. Si prevede che queste firme ridurranno significativamente le dimensioni dei dati delle transazioni, contribuendo a miglioramenti della scalabilità. Le firme Schnorr consentono la combinazione di più firme in una, riducendo efficacemente l'ingombro delle transazioni.

Inoltre, sono in discussione proposte per espandere il limite della dimensione dei blocchi. Ciò potrebbe potenzialmente accelerare l’elaborazione delle transazioni e migliorare l’efficienza. Tuttavia, questo approccio suscita controversie all’interno della comunità a causa delle preoccupazioni che una dimensione di blocco maggiore potrebbe portare a maggiori rischi di centralizzazione e potenzialmente compromettere la sicurezza della rete.

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