ZROZUMIENIE TRANSAKCJI MEMPOOL I BLOCKCHAIN

Termin „mempool” oznacza „pulę pamięci” i odnosi się do zbioru niepotwierdzonych transakcji, które zostały rozesłane do sieci blockchain, ale nie zostały jeszcze dodane do bloku. Można to sobie wyobrazić jako cyfrową kolejkę lub obszar oczekiwania, w którym transakcje oczekują na potwierdzenie. Każdy węzeł w sieci blockchain utrzymuje własną wersję puli pamięci, która jest stale aktualizowana w miarę otrzymywania lub potwierdzania nowych transakcji.

Gdy użytkownik inicjuje transakcję, taką jak wysłanie Bitcoina, transakcja ta jest weryfikowana przez oprogramowanie użytkownika, a następnie rozsyłana do sieci. Nie jest ona od razu uwzględniana w blockchainie. Zamiast tego trafia do puli pamięci, gdzie oczekuje na wybór przez górnika lub walidatora i zostanie włączony do kolejnego bloku.

Pula pamięci pełni kilka kluczowych funkcji:

• Zarządzanie transakcjami: Pomaga węzłom zarządzać transakcjami, które wymagają walidacji.
• Rynek opłat: Transakcje z wyższymi opłatami są często traktowane priorytetowo, aby szybciej uwzględniać je w blokach.
• Synchronizacja sieci: Na bieżąco informuje węzły o oczekujących transakcjach.

Rozmiar i stan puli pamięci mogą znacząco wpływać na czas potwierdzania transakcji i wysokość opłat. Gdy sieć jest obciążona, a pula pamięci jest przeciążona, użytkownicy mogą być zmuszeni do uiszczenia wyższych opłat, aby nadać priorytet swoim transakcjom. Z drugiej strony, w okresach niskiej aktywności opłaty mogą spadać, ponieważ konkurencja jest mniejsza.

Należy pamiętać, że pula pamięci nie jest uniwersalną, pojedynczą jednostką. Ponieważ każdy węzeł utrzymuje swoją wersję, różne węzły mogą mieć w danym momencie nieco inny widok na pulę pamięci. Jednak główna koncepcja pozostaje ta sama: jest to tymczasowy obszar przechowywania niepotwierdzonych transakcji w infrastrukturze blockchain.

Zrozumienie, w jaki sposób transakcja trafia do puli pamięci, rozpoczyna się od jej utworzenia i rozpowszechnienia za pośrednictwem portfela lub aplikacji użytkownika. Oto szczegółowy opis tego procesu:

1. Tworzenie transakcji: Użytkownik lub aplikacja konstruuje transakcję, określając nadawcę, odbiorcę i kwotę. Podpisy kryptograficzne zapewniają autentyczność i integralność transakcji.
2. Walidacja: Przed rozpowszechnieniem transakcja jest lokalnie weryfikowana pod kątem poprawności — upewniając się, że nadawca ma wystarczające środki, a format jest poprawny.
3. Rozpowszechnianie: Transakcja jest następnie rozgłaszana do węzłów połączonych z portfelem. Węzły te weryfikują ją w oparciu o swoją aktualną kopię blockchaina i, jeśli uznają ją za prawidłową, umieszczają ją w swojej puli pamięci.
4. Propagacja: Węzły te przekazują transakcję swoim węzłom, a ona nadal propaguje się w całej sieci. Węzły, które zaakceptują transakcję, dodadzą ją do swojej puli pamięci.

Większość węzłów blockchain stosuje reguły zarządzania swoją pulą pamięci. Transakcje muszą spełniać kryteria dotyczące rozmiaru, stawki opłaty i ważności. Jeśli transakcja nie spełnia tych progów — zazwyczaj w zakresie opłaty transakcyjnej — może zostać odrzucona lub opóźniona na czas nieokreślony.

Pula pamięci działa jako dynamiczny obszar, w którym transakcje są tymczasowo przechowywane. Węzły mogą wprowadzać limity rozmiaru w swoich pulach pamięci, aby oszczędzać zasoby pamięci. Jeśli liczba niepotwierdzonych transakcji przekroczy przepustowość węzła, transakcje o niższych opłatach mogą zostać usunięte, aby zrobić miejsce dla transakcji o wyższym priorytecie.

Transakcje zazwyczaj obejmują opłatę transakcyjną, znaną jako opłata górnika lub opłata priorytetowa. Opłaty te motywują górników lub walidatorów do uwzględnienia transakcji w kolejnym bloku. W okresach dużego obciążenia sieci wzrasta konkurencja o miejsce na bloki, co podnosi średnie opłaty w puli pamięci.

Czas pozostawania transakcji w puli pamięci zależy od aktywności sieci, dołączonej opłaty oraz szybkości wydobywania nowych bloków. Jeśli transakcja pozostaje niepotwierdzona przez dłuższy czas, portfel rozgłoszeniowy lub aplikacja może zezwolić użytkownikowi na „zastąpienie za opłatą” (RBF), zwiększając opłatę w celu przyspieszenia uwzględnienia transakcji, lub ostatecznie anulować transakcję.

Gdy transakcje znajdą się w puli pamięci, kolejnym krokiem jest włączenie ich do bloku — tutaj w grę wchodzą mechanizmy konsensusu blockchain. W sieciach działających w oparciu o proof-of-work (np. Bitcoin), górnicy są odpowiedzialni za zbieranie transakcji z puli pamięci i pakowanie ich do nowo wydobytych bloków. Oto jak wygląda ten proces:

1. Tworzenie szablonu bloku: Górnik kompiluje szablon bloku, wybierając z puli pamięci grupę prawidłowych transakcji o wysokich opłatach. Wybór jest często motywowany względami ekonomicznymi, koncentrując się na maksymalizacji uzyskanych opłat.
2. Obliczanie nonce'ów: Górnik rozpoczyna obliczanie zagadki kryptograficznej znanej jako proof-of-work. Proces ten polega na modyfikowaniu zmiennych, takich jak nonce'y, aż uzyskany hash bloku spełni określone kryteria trudności.
3. Rozgłaszanie bloku: Gdy górnik pomyślnie rozwiąże zagadkę, nowy blok jest rozgłaszany do sieci. Inne węzły weryfikują transakcje w bloku i rozwiązanie zagadki kryptograficznej.
4. Potwierdzenie bloku: Jeśli blok zostanie zaakceptowany, jego transakcje są usuwane z puli pamięci, ponieważ nie są już oczekujące i stanowią część niezmiennego rekordu blockchaina.

W przypadku proof-of-stake lub innych typów konsensusu, walidatory pełnią podobną rolę jak górnicy, wybierając transakcje na podstawie opłat, ważności i priorytetu. Wybrane transakcje stają się częścią kolejnego bloku dodanego do łańcucha poprzez uzgodniony mechanizm konsensusu.

Nie każda transakcja w puli pamięci trafia do następnego bloku. Bloki mają limity rozmiaru (np. Bitcoin wymusza rozmiar bloku ~1 MB), co oznacza, że ​​wybrana zostanie tylko część puli pamięci — zazwyczaj te z najwyższymi opłatami. Wprowadza to dynamikę rynku opłat, zachęcając użytkowników do pobierania konkurencyjnych opłat, jeśli chcą szybko otrzymywać potwierdzenia.

Na uwzględnienie mogą mieć również wpływ szczególne okoliczności:

• Transakcje ograniczone czasowo: Niektóre portfele oznaczają transakcje jako pilne na podstawie terminów lub okien realizacji.
• Dziecko płaci za rodzica (CPFP): Użytkownicy mogą „podbić” starsze, zablokowane transakcje, dodając transakcje o wyższych opłatach.
• Zależności transakcji: Transakcje, które zależą od wcześniejszego potwierdzenia innych, będą grupowane w kolejności, gdy będzie to możliwe.

Podsumowując, droga transakcji od rozgłoszenia do bloku obejmuje wiele etapów – walidację, agregację puli pamięci, wybór górnika lub walidatora oraz ostateczne potwierdzenie. Mechanizmy te współpracują ze sobą, aby zapewnić integralność, wydajność i niezawodność sieci blockchain.