Что такое мемпул и как он работает

Что такое мемпул и как он работает

Что такое мемпул и как он работает. Мемпул – это временное хранилище для всех неподтвержденных транзакций в блокчейне. Его также можно назвать “комнатой ожидания”, расположенной на узле блокчейна (нода). В этом виртуальном хранилище содержатся транзакции, которые были подтверждены, но еще не были обработаны. Этот термин происходит от английских слов “memory” (память) и “pool” (общий фонд).

Что такое мемпул Bitcoin?

Каждая транзакция, проведенная в сети биткоина, должна получить не менее 6 подтверждений. То есть транзакция должна быть включена в 6 блоков, после чего она считается подтвержденной. Время нахождения одного блока в сети Биткоин – около 10 минут. Таким образом, примерно через десять минут после отправки транзакция получит первое подтверждение. Но это в идеале. Так все работало разве что тогда, когда криптовалюта не была такой популярной, как сегодня. В наши дни на практике вы, скорее всего, столкнетесь с тем, что ваша транзакция может провисеть неподтвержденной несколько часов или даже дней. Основная причина, по которой вам, возможно, придется несколько часов подождать подтверждения транзакции, – это популярность криптовалюты биткоин. Рост числа людей, которые пользуются биткоином, привел к тому, что сеть начала перегружаться.

Пропускная способность сети ограничена стандартным размером блоков – 1 МБ. Если общий размер транзакций, проведенных за 10 минут, превышает 1 МБ – все транзакции в блок не поместятся. Оставшимся придется ждать следующего блока, а за это время может накопиться еще “пачка” новых транзакций. Так формируется очередь из неподтвержденных транзакций, что приводит нас к понятию мемпула.

Мемпул (mempool, сокращение от memorypool) – набор всех транзакций, которые пока не подтвердились и ожидают своей очереди.

Mempool – это своего рода комната ожидания для транзакций Bitcoin: у каждого полного узла есть такая комната для транзакций, которые проверены, но все еще ожидают подтверждения майнеров. Майнеры, когда им нужно создать блок Биткоина, выбирают из них наиболее удобные и включают их в блок, который собираются добыть.

Теперь, когда мы это знаем, рассмотрим подробнее, как происходит весь этот процесс, если вам интересно углубиться в эту концепцию.

Роль мемпула в блокчейн-транзакциях

Мемпулы играют важную роль в схеме работы нод блокчейна. Для записи транзакции в блокчейн нужно, чтобы ее сначала добавили в блок (составная часть блокчейна). Не все ноды блокчейна могут создавать блоки. Например, в блокчейн-системах, которые работают на базе алгоритма Proof-of-Work (PoW), таких как биткоин, только майнеры имеют право добавлять транзакции в блок. В блокчейн-системах на базе Proof-of-Stake (PoS), таких как Ethereum, добавлением транзакций в блок заняты валидаторы.

После создания транзакции пользователь вынужден ждать, пока валидатор или майнер одобрит ее для дальнейшего добавления в блок с последующей записью в блокчейн. Процесс не происходит мгновенно. Все то время, пока транзакция ждет проверки, включения в блок и записи в блокчейн, она находится в том самом мемпуле.

Как работает мемпул биткоина?

Мемпул функционирует по принципу “первым пришел, первым ушел” (First-In-First-Out, FIFO). Транзакции, поступившие в мемпул раньше, имеют более высокий приоритет при подтверждении, чем те, что поступили позже. Это означает, что майнеры обычно выбирают транзакции с более высокими комиссиями, чтобы включить их в следующий блок.

Таким образом, если вы хотите, чтобы ваша транзакция была обработана быстро, вы можете увеличить комиссию.

Стоит уточнить, что в одной блокчейн-сети может существовать множество мемпулов. У каждого узла сети есть собственное цифровое пространство, выделенное для хранения транзакций, которые ожидают проверки и включения в блокчейн. Все эти мемпулы блокчейна, разбросанные по разным узлам, объединяются в один общий коллективный мемпул.

Рассмотрим принцип работы мемпула на примере одной транзакции:

• Создание транзакции. Представим, что Алиса хочет отправить Стиву эфир. Она создает транзакцию, указывая адрес получателя (Стива) и сумму, которую хочет отправить. Затем Алиса оплачивает комиссию. После этого транзакция отправляется в сеть блокчейна.

• Попадание в мемпул. Транзакция Алисы сначала попадает в мемпул одной из нод сети. Транзакция ожидает в этом мемпуле своей очереди на обработку.

• Валидация. Сетевая нода, которой принадлежит мемпул, начинает валидацию транзакции. Она проверяет, достаточно ли средств на счете Алисы для совершения этой операции, и убеждается, что транзакция соответствует правилам блокчейна.

• Ожидание в мемпуле. После успешной валидации транзакция переходит в режим ожидания в мемпуле ноды. Теперь она готова к включению в следующий блок, который будет добавлен в блокчейн.

• Выбор майнером. Майнеры отбирают транзакции из мемпула для включения в новый блок. Обычно они выбирают транзакции с более высокими комиссиями, поскольку для них это выгоднее.

• Включение в блок. Транзакция Алисы выбрана майнером и включена в новый блок. Затем этот блок добавляется в цепочку блоков. Транзакция Алисы становится видимой всем участникам сети.

• Распространение информации. Информация о новом блоке и транзакции Алисы распространяется по всей сети блокчейна.

Менеджер MEMPOOL

Проблема механизма хранения отложенных транзакций заключается в том, что определенные узлы содержат все неподтвержденные транзакции, в том числе те, которые так и не подтвердятся и останутся в подвешенном состоянии. Это приводит к возникновению ошибок из-за количества ресурсов, необходимых для его работы.

Для устранения этой проблемы необходимо простое решение, которое заключается в том, чтобы mempool имел механизм удаления одних транзакций и сохранения других.

Таким образом, он работает со списком приоритетов, где устанавливает минимальную плату за транзакции, а затем отсеивает остальные.

Любая транзакция с платой ниже установленной узлом удаляется, если она уже была в мемпуле, или вообще не добавляется в мемпул. Любая операция, превышающая этот нижний порог, добавляется в список вместе с остальными.

Перегрузка мемпула

Перегрузка мемпула возникает в периоды, когда объем запрошенных операций превышает количество транзакций, которые могут поместиться в один блок. Вот несколько факторов, которые могут стать причиной замедления работы мемпула:

• Перегрузка сети. Рост числа транзакций приводит к нехватке места в блоках, что становится причиной перегрузки мемпула. Например, среднее количество транзакций в одном блоке блокчейна биткоина составляет около 3150. Если количество ожидающих транзакций в течение нескольких часов значительно превысит это число, перегрузится сеть, а вслед за ней и мемпулы.

                                                                       Среднее количество транзакций в блоке блокчейна биткоина.

• События или новости. События и новости, которые напрямую влияют на блокчейн-индустрию, такие как запуск токенов, аирдропы или поддержка криптоиндустрии знаменитостями, могут вызывать внезапные всплески спроса на транзакции. Скачки активности способны приводить к перегрузкам мемпула.
• Форки или обновления сети. Изменения сети, такие как форки или обновления блокчейна, могут вызвать мгновенную перегрузку мемпула. Причина в том, что ноды будут заняты обновлениями. Зная о причинах перегрузок мемпула, разработчики могут вносить в проекты необходимые коррективы, чтобы минимизировать последствия.

Как можно ускорить обработку транзакций

Небольшой размер блоков – одно из проблемных мест сети биткоина. Если раньше это не было проблемой, то сейчас, когда биткоин активно используют миллионы пользователей по всему миру, порой это доставляет серьезные неудобства.

Одна из особенностей биткоин-транзакций заключается в том, что в каждой транзакции пользователь должен указать размер комиссии (вознаграждения для майнера). А поскольку каких-то определенных требований к ее размеру нет, пользователи могут устанавливать минимальную комиссию, вплоть до нескольких сатоши.

Для пользователей это хорошо, поскольку не нужно платить фиксированный сбор и можно сэкономить. Но для майнеров такое положение дел не очень выгодно. Поэтому вполне логично, что из заполненного мемпула майнеры в первую очередь выбирают для подтверждения транзакции, у которых размер комиссии больше. Напрашивается не менее логичный вывод, что можно ускорить обработку своих транзакций, устанавливая больший размер вознаграждения. Так ваши транзакции получат более высокий приоритет у майнеров и будут быстрее обрабатываться.

Больший размер комиссии – транзакция будет подтверждена быстрее. Поэтому ответ на вопрос о том, сколько ждать подтверждения транзакции биткоина, зависит от уровня загруженности мемпула и щедрости комиссий. Чем ниже загруженность и выше плата – тем быстрее пройдет операция. Перегрузка мемпула и низкая комиссия, наоборот, могут стать причиной замедления подтверждения транзакции биткоина или любой другой криптовалюты.

Итог

Как видим, мемпул – это очень важная часть экосистемы Bitcoin, и по этой причине его необходимо понимать. Теперь мы знаем, что происходит, когда сеть Биткоин становится перегруженной, вследствие чего транзакции занимают больше времени, чем обычно, и нам приходится платить больше комиссионных.

Мемпул  –  важнейшая часть инфраструктуры блокчейна, которая обеспечивает работу сети и обработку транзакций. Понимание того, как он функционирует и как комиссии влияют на его работу, помогает пользователям принимать грамотные решения о том, как выгодно совершать транзакции.

Интересуют основы криптовалюты? Напишите нам, и мы Вам поможем в этом разобраться.