Mempool: O que é e como funciona?

O mempool, abreviação de “ memory pool ” ou “ transaction pool ”, serve como porta de entrada para o blockchain e é um componente vital de sua infraestrutura, principalmente no mundo das criptomoedas como o Bitcoin. Este conceito é semelhante aos ambientes de 'staging' no desenvolvimento de software tradicional, onde os testes e o controle de qualidade são conduzidos antes do lançamento para produção. No entanto, ao contrário dos ambientes de teste centralizados, cada nó em uma rede blockchain tem seu próprio mempool para gerenciar.

As transações em uma blockchain começam no mempool, uma lista de transações pendentes que aguardam validação de um nó antes de serem confirmadas em um bloco na blockchain. O papel do mempool é muitas vezes esquecido, mas é crucial para a compreensão de como as transações são processadas e confirmadas na cadeia. Ao analisar o mempool, podemos obter uma visão mais profunda do funcionamento dos blockchains e do status das transações em andamento.

O que é um Mempool?

Um mempool, ou pool de memória, é um mecanismo fundamental dentro da tecnologia blockchain, inicialmente popularizado pelo Bitcoin e posteriormente adotado pelo Ethereum e outras redes blockchain. Ele atua como uma área dinâmica de preparação ou “ sala de espera ” para transações não confirmadas, desempenhando um papel crucial na determinação da sequência e inclusão de transações no livro-razão de um blockchain.

Cada nó em uma rede blockchain mantém seu próprio mempool, armazenando informações relacionadas a transações não confirmadas. Esta abordagem descentralizada significa que existem tantos mempools quanto nós, com cada nó recebendo e armazenando transações em momentos diferentes e tendo capacidades variadas com base em seu hardware. Conseqüentemente, diferentes nós podem ter diferentes conjuntos de transações pendentes a qualquer momento, levando a variações nos tamanhos do mempool e na contagem de transações em toda a rede.

Na rede Bitcoin, quando um usuário envia uma transação, ela é transmitida para a rede e armazenada nos mempools de nós individuais até que um minerador a inclua em um bloco. Este processo é parte integrante do sistema de processamento e validação de transações da rede. Da mesma forma, no ecossistema Ethereum, o mempool refere-se a estruturas de dados na memória dentro de um nó que armazenam transações candidatas antes de serem extraídas. Os nós Ethereum, como Geth e Parity , referem-se a isso como “pool de transações” ou “ fila de transações ”, respectivamente.

O mempool não é apenas uma entidade singular, mas uma coleção de mempools individuais entre nós, cada um se esforçando para sincronizar com outros na rede. Devido à falta de confiabilidade e latência inerentes à comunicação de rede, o mempool de cada nó pode diferir, às vezes significativamente. Os nós também têm critérios diferentes para aceitar transações, como preço mínimo do gás e limites de tamanho do mempool.

pool de membros

As transações normalmente deixam o mempool de um nó quando são incluídas em um bloco, mas também podem ser removidas se forem substituídas, canceladas ou descartadas devido à configuração do mempool do nó. Este sistema descentralizado e dinâmico garante ordenação de transações, priorização de taxas e construção eficiente de blocos, essencial para o funcionamento robusto de redes blockchain como Bitcoin e Ethereum.

Como funciona o Mempool?

Sempre que uma transação é iniciada, ela inicia sua jornada sendo transmitida de um nó para outros na rede. Os nós avaliam essas transações de acordo com vários critérios, incluindo a verificação da assinatura, a garantia de que o gastador possui as moedas e a confirmação de que a saída não excede a entrada. Depois que uma transação passa nessas verificações, ela é compartilhada pela rede, eventualmente chegando ao mempool, uma área de retenção até que um minerador a selecione para inclusão em um bloco.

Pontos-chave sobre Mempools

O conceito de um mempool universal e compartilhado é um equívoco. Na realidade, cada nó opera seu mempool exclusivo, recebendo e processando transações em momentos diferentes. A capacidade do mempool de um nó varia de acordo com seus recursos; nós com memória limitada alocam espaço menor para logs de transações, enquanto nós mais poderosos podem lidar com volumes maiores de dados de transações.

Os mineiros, movidos pelo lucro, tendem a priorizar transações com taxas mais elevadas. Essa dinâmica torna a estimativa de taxas um desafio, especialmente em tempos de alta demanda e espaço de bloco limitado. Os usuários podem avaliar as tendências das taxas observando a faixa de taxas no conjunto atual de transações não confirmadas, permitindo-lhes evitar pagar a mais durante baixa atividade da rede ou pagar a menos em transações urgentes.

Mempool Dynamics no processamento de transações

A jornada de uma transação através do mempool envolve várias etapas:

Uma transação é iniciada a partir de uma carteira, destinada a outra carteira ou contrato inteligente.
A carteira do usuário assina digitalmente a transação.
A transação assinada é enviada para um nó de gateway em uma rede blockchain (como Ethereum ou Bitcoin).
Este nó valida a transação e a adiciona ao seu mempool.
A transação é então transmitida para outros nós, que também a validam e adicionam aos seus mempools, propagando-a ainda mais pela rede.
Os mineradores pegam a transação do mempool e a incorporam em um novo bloco no blockchain.
Este bloco, contendo a transação, é transmitido e os nós receptores removem a transação de seus mempools.

Impacto do Mempool nas taxas de transação

O tamanho do mempool influencia significativamente as velocidades e taxas de transação em redes blockchain. Os mineradores priorizam transações com taxas mais altas, pois essas taxas fazem parte de suas recompensas pela mineração de novos blocos. Consequentemente, um mempool lotado cria um ambiente competitivo, aumentando as taxas de transação e estendendo os tempos de confirmação. Por outro lado, durante períodos de baixa atividade da rede, quando o mempool está menos congestionado, as taxas de transação diminuem e os tempos de confirmação são mais curtos. Esse fluxo e refluxo no nível de atividade do mempool é um fator crítico na dinâmica operacional do blockchain.

Como monitorar o Mempool

Inúmeras ferramentas e serviços estão disponíveis para acompanhar o mempool em várias criptomoedas como Bitcoin, oferecendo insights sobre a atividade da rede e a dinâmica das transações.

Exploradores Blockchain para monitoramento de Mempool

Exploradores de Blockchain como Blockstream , Blockchair ou Blockchain servem como recursos valiosos para observar o status atual do mempool. Eles fornecem dados como o número de transações não confirmadas, o tamanho total do mempool e a taxa média de transação vigente.

Serviços especializados de monitoramento de Mempool

Para obter informações mais granulares, serviços como mempool.observer ou mempool.space são úteis. Eles se aprofundam na análise do mempool, oferecendo detalhes sobre a distribuição de transações por taxa, a duração das transações mais antigas no mempool e previsões sobre os tempos de confirmação para diversas taxas.

APIs para acesso personalizado a dados do Mempool

Provedores de dados Blockchain, como Bitquery ou Coinmetrics, oferecem APIs que permitem a recuperação programática de dados de mempool. Essa funcionalidade pode ser integrada a aplicativos ou scripts personalizados, permitindo análise e uso personalizados de informações do mempool.

O valor do monitoramento do mempool reside na sua capacidade de orientar a tomada de decisões em relação ao tempo das transações e às taxas de taxas, otimizando para confirmações mais rápidas. Além disso, oferece uma janela para a condição mais ampla da rede, incluindo níveis de congestionamento e atividade geral, ajudando usuários e desenvolvedores a navegar de forma mais eficaz no cenário das criptomoedas.

Transações Mempool: como reverter

Suponha que você iniciou uma transação Bitcoin com uma taxa de cerca de 10 satoshis por byte virtual (sat/vb). Depois de transmiti-lo para a rede Bitcoin, você o encontra paralisado, não confirmado devido a um aumento nas taxas exigidas para as confirmações de bloco atuais. Normalmente, você se depara com duas opções:

Espere pacientemente pela redução das taxas: Uma opção é esperar, esperando que as taxas caiam. Este período pode variar de dias a semanas, ou até meses, durante os quais sua transação permanece sem processamento no mempool.

Opte pelo aumento de taxas com RBF: Alternativamente, você pode optar por aumentar sua taxa de transação usando métodos como Substituir por Taxa ( RBF ) ou outras estratégias de redução de taxas, aumentando suas chances de inclusão em um bloco.

Mas e se você quiser uma abordagem diferente, como extrair inteiramente sua transação do mempool? Teoricamente, as transações com taxas baixas deveriam ser expulsas dos mempools ao longo do tempo, à medida que são eliminadas.

No entanto, este resultado não é garantido, devido à natureza descentralizada da rede Bitcoin. Cada nó em todo o mundo opera de forma independente, mantendo seu próprio mempool. Seu nó pode abandonar a transação após um determinado período, mas outros podem mantê-la, deixando-a à deriva em seus mempools. Em períodos de baixo volume de transações, tal transação pode até ser confirmada inesperadamente.

É fundamental aceitar que uma transação pode nunca ser totalmente eliminada de todos os mempools. Sempre existe a possibilidade de alguém arquivá-lo e reintroduzi-lo na rede posteriormente. Se você encontrar sua transação no limbo, as soluções mais viáveis são ajustar a taxa para cima para agilizar seu processamento ou criar uma nova transação enviando os mesmos Unspent Transaction Outputs (UTXOs) para você mesmo. Este último método invalida efetivamente a transação original, resolvendo o impasse. Além disso, compreender a dinâmica do gerenciamento do mempool em diferentes nós é crucial para a tomada de decisões informadas sobre tais transações.

O Mempool e o Bitcoin: desafios de escalabilidade e estratégias futuras

A evolução contínua do Mempool e a escalabilidade do Bitcoin são um ponto focal de pesquisa e inovação no setor de criptomoedas. Enfrentar os desafios de escalabilidade é crucial para a aceitação e usabilidade mais amplas do Bitcoin e de outras criptomoedas.

As principais estratégias incluem a adoção adicional do Segregated Witness ( SegWit ) e a implantação da Lightning Network. O SegWit aprimora o processamento de transações desacoplando os dados de assinatura dos dados de transação, permitindo que mais transações caibam em cada bloco. A Lightning Network , como solução de segunda camada, facilita as transações fora do blockchain principal, aliviando assim o congestionamento no mempool.

A integração das assinaturas de Schnorr também está sendo explorada. Prevê-se que essas assinaturas compactem significativamente o tamanho dos dados de transação, contribuindo para melhorias de escalabilidade. As assinaturas Schnorr permitem a combinação de múltiplas assinaturas em uma, reduzindo efetivamente o volume da transação.

Além disso, estão em discussão propostas para ampliar o limite de tamanho dos blocos. Isso poderia potencialmente acelerar o processamento de transações e aumentar a eficiência. No entanto, esta abordagem suscita contenção na comunidade devido a preocupações de que um tamanho de bloco maior possa levar a maiores riscos de centralização e potencialmente comprometer a segurança da rede.

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