Мемпул: что это такое и как он работает?

Мемпул, сокращение от « пул памяти » или « пул транзакций », служит шлюзом к блокчейну и является жизненно важным компонентом его инфраструктуры, особенно в мире криптовалют, таких как Биткойн. Эта концепция аналогична «промежуточной» среде в традиционной разработке программного обеспечения, где тестирование и контроль качества проводятся перед выпуском в производство. Однако, в отличие от централизованных промежуточных сред, каждый узел в сети блокчейна имеет собственный мемпул для управления.

Транзакции в блокчейне начинаются в мемпуле — списке ожидающих транзакции, ожидающих проверки от узла, прежде чем они будут зафиксированы в блоке блокчейна. Роль мемпула часто упускают из виду, однако она имеет решающее значение для понимания того, как транзакции обрабатываются и подтверждаются в цепочке. Анализируя мемпул, мы можем получить более глубокое представление о работе блокчейнов и состоянии текущих транзакций.

Что такое мемпул?

Мемпул, или пул памяти, — это фундаментальный механизм в технологии блокчейна, первоначально популяризированный Биткойном, а затем принятый Ethereum и другими сетями блокчейнов. Он действует как динамическая промежуточная зона или « зал ожидания » для неподтвержденных транзакций, играя решающую роль в определении последовательности и включении транзакций в реестр блокчейна.

Каждый узел в сети блокчейна поддерживает свой собственный мемпул, в котором хранится информация, связанная с неподтвержденными транзакциями. Этот децентрализованный подход означает, что мемпулов столько же, сколько узлов, при этом каждый узел принимает и хранит транзакции в разное время и имеет различную емкость в зависимости от своего оборудования. Следовательно, разные узлы могут иметь разные наборы ожидающих транзакций в любой момент времени, что приводит к различиям в размерах мемпулов и количестве транзакций в сети.

В сети Биткойн, когда пользователь отправляет транзакцию, она передается в сеть и сохраняется в мемпулах отдельных узлов до тех пор, пока майнер не включит ее в блок. Этот процесс является неотъемлемой частью сетевой системы обработки и проверки транзакций. Аналогичным образом, в экосистеме Ethereum мемпул относится к структурам данных в памяти внутри узла, которые хранят транзакции-кандидаты до их майнинга. Узлы Ethereum, такие как Geth и Parity , называют это «пулом транзакций» или « очередью транзакций » соответственно.

Мемпул — это не просто отдельная сущность, а совокупность отдельных мемпулов на узлах, каждый из которых стремится синхронизироваться с другими по сети. Из-за присущей сетевой связи ненадежности и задержек мемпул каждого узла может отличаться, иногда значительно. Узлы также имеют разные критерии для принятия транзакций, такие как минимальная цена на газ и ограничения на размер мемпула.

мемпул

Транзакции обычно покидают мемпул узла, когда они включены в блок, но их также можно удалить, если они заменены, отменены или удалены из-за конфигурации мемпула узла. Эта децентрализованная и динамичная система обеспечивает упорядочивание транзакций, определение приоритетов комиссий и эффективное построение блоков, что необходимо для надежного функционирования сетей блокчейнов, таких как Биткойн и Эфириум.

Как работает мемпул?

Всякий раз, когда инициируется транзакция, она начинает свое путешествие с трансляции от одного узла к другим узлам сети. Узлы оценивают эти транзакции по нескольким критериям, включая проверку подписи, подтверждение того, что монеты принадлежат отправителю, и подтверждение того, что выходные данные не превышают входные. Как только транзакция проходит эти проверки, она распространяется по сети и в конечном итоге попадает в мемпул — область хранения, пока майнер не выберет ее для включения в блок.

Ключевые моменты о мемпулах

Концепция универсального общего мемпула является заблуждением. На самом деле каждый узел управляет своим уникальным мемпулом, получая и обрабатывая транзакции в разное время. Емкость мемпула узла зависит от его ресурсов; узлы с ограниченной памятью выделяют меньше места для журналов транзакций, в то время как более мощные узлы могут обрабатывать большие объемы данных транзакций.

Майнеры, движимые прибылью, склонны отдавать приоритет транзакциям с более высокими комиссиями. Эта динамика усложняет оценку комиссии, особенно в периоды высокого спроса и ограниченного пространства блоков. Пользователи могут оценивать тенденции комиссий, наблюдая за диапазоном комиссий в текущем пуле неподтвержденных транзакций, что позволяет им избежать переплаты во время низкой активности сети или недоплаты за срочные транзакции.

Динамика мемпула при обработке транзакций

Путь транзакции через мемпул включает в себя несколько этапов:

Транзакция инициируется из кошелька, направленного на другой кошелек или смарт-контракт.
Кошелек пользователя подписывает транзакцию цифровой подписью.
Подписанная транзакция отправляется на шлюзовой узел в сети блокчейна (например, Ethereum или Bitcoin).
Этот узел проверяет транзакцию и добавляет ее в свой мемпул.
Затем транзакция передается другим узлам, которые также проверяют и добавляют ее в свои мемпулы, распространяя ее по сети.
Майнеры получают транзакцию из мемпула и включают ее в новый блок блокчейна.
Этот блок, содержащий транзакцию, передается широковещательно, и принимающие узлы затем удаляют транзакцию из своих мемпулов.

Влияние Mempool на комиссии за транзакции

Размер мемпула существенно влияет на скорость транзакций и комиссию в сетях блокчейнов. Майнеры отдают приоритет транзакциям с более высокими комиссиями, поскольку эти комиссии составляют часть их вознаграждения за добычу новых блоков. Следовательно, переполненный мемпул создает конкурентную среду, увеличивая комиссию за транзакции и увеличивая время подтверждения. И наоборот, в периоды низкой сетевой активности, когда мемпул менее перегружен, комиссии за транзакции снижаются, а время подтверждения сокращается. Этот прилив и отлив уровня активности мемпула является критическим фактором в операционной динамике блокчейна.

Как контролировать мемпул

Доступны многочисленные инструменты и сервисы для отслеживания мемпула различных криптовалют, таких как Биткойн, что позволяет получить представление о сетевой активности и динамике транзакций.

Обозреватели блокчейна для мониторинга мемпулов

Исследователи блокчейна, такие как Blockstream , Blockchair или Blockchain, служат ценными ресурсами для наблюдения за текущим статусом мемпула. Они предоставляют такие данные, как количество неподтвержденных транзакций, общий размер мемпула и преобладающую среднюю комиссию за транзакцию.

Специализированные службы мониторинга мемпулов

Для получения более подробной информации полезны такие сервисы, как mempool.observer или mempool.space. Они углубляются в аналитику мемпула, предлагая подробную информацию о распределении транзакций по ставкам комиссий, продолжительности самых старых транзакций в мемпуле и прогнозах времени подтверждения для различных ставок комиссий.

API для доступа к пользовательским данным мемпула

Поставщики данных блокчейна, такие как Bitquery или Coinmetrics, предлагают API, которые позволяют программно извлекать данные мемпула. Эту функциональность можно интегрировать в пользовательские приложения или сценарии, обеспечивая индивидуальный анализ и использование информации мемпула.

Ценность мониторинга мемпула заключается в его способности принимать решения относительно времени транзакций и ставок комиссий, оптимизируя их для более быстрого подтверждения. Кроме того, он дает представление о состоянии сети в целом, включая уровни перегрузки и общую активность, помогая пользователям и разработчикам более эффективно ориентироваться в мире криптовалют.

Транзакции мемпула: как откатиться

Предположим, вы инициировали биткойн-транзакцию с комиссией около 10 сатоши за виртуальный байт (sat/vb). После передачи его в сеть Биткойн вы обнаруживаете, что он завис, неподтвержденный из-за резкого роста комиссий, необходимых для текущих подтверждений блоков. Обычно вы сталкиваетесь с двумя вариантами:

Терпеливо ждите снижения комиссионных: один из вариантов — переждать, надеясь, что комиссионные снизятся. Этот период может варьироваться от дней до недель или даже месяцев, в течение которых ваша транзакция остается необработанной в мемпуле.

Выберите повышение комиссии с помощью RBF. Альтернативно вы можете увеличить комиссию за транзакцию, используя такие методы, как «Заменить комиссию» ( RBF ) или другие стратегии увеличения комиссии, повышая шансы на включение в блок.

Но что, если вам нужен другой подход, например, полное извлечение транзакции из мемпула? Теоретически транзакции с низкими комиссиями должны со временем исключаться из мемпулов по мере их очистки.

Однако этот результат не является данностью из-за децентрализованного характера сети Биткойн. Каждый узел по всему миру работает независимо, поддерживая собственный мемпул. Ваш узел может отменить транзакцию по истечении заданного периода времени, но другие могут удержать ее, оставив ее дрейфовать в своих мемпулах. В периоды низкого объема транзакций такая транзакция может даже быть неожиданно подтверждена.

Крайне важно принять тот факт, что транзакция никогда не может быть полностью удалена из всех мемпулов. Всегда существует вероятность того, что кто-то сможет заархивировать его и позже повторно представить в сети. Если вы обнаружите, что ваша транзакция находится в подвешенном состоянии, наиболее жизнеспособным решением будет либо увеличить комиссию, чтобы ускорить ее обработку, либо создать новую транзакцию, отправляющую вам те же выходные неизрасходованные транзакции (UTXO). Этот последний метод фактически аннулирует исходную транзакцию, разрешая тупиковую ситуацию. Кроме того, понимание динамики управления мемпулом на разных узлах имеет решающее значение для принятия обоснованных решений о таких транзакциях.

Мемпул и Биткойн: проблемы масштабируемости и будущие стратегии

Продолжающаяся эволюция Mempool и масштабируемость Биткойна являются центром исследований и инноваций в секторе криптовалют. Решение проблем масштабируемости имеет решающее значение для более широкого принятия и удобства использования Биткойна и других криптовалют.

Ключевые стратегии включают дальнейшее внедрение Segregated Witness ( SegWit ) и развертывание сети Lightning. SegWit улучшает обработку транзакций, отделяя данные подписи от данных транзакций, позволяя большему количеству транзакций поместиться в каждый блок. Lightning Network , как решение второго уровня, облегчает транзакции за пределами основного блокчейна, тем самым уменьшая перегрузку мемпула.

Также рассматривается возможность интеграции подписей Шнорра. Ожидается, что эти подписи значительно уменьшат размеры транзакционных данных, способствуя улучшению масштабируемости. Подписи Шнорра позволяют объединять несколько подписей в одну, эффективно сокращая объем транзакции.

Более того, обсуждаются предложения по расширению лимита размера блока. Это потенциально может ускорить обработку транзакций и повысить эффективность. Однако этот подход вызывает разногласия в сообществе из-за опасений, что больший размер блока может привести к увеличению рисков централизации и потенциально поставить под угрозу безопасность сети.

Обратите внимание, что Plisio также предлагает вам:

Создавайте крипто-счета в 2 клика and Принимать криптовалютные пожертвования

12 интеграции

6 библиотеки для самых популярных языков программирования

19 криптовалют и 12 блокчейн