什麼是 Mempool?它如何運作?新手指南
重點摘要
mempool 是區塊鏈節點中的等待區,用來存放尚未挖礦、等待加入區塊鏈的交易
礦工和驗證者會優先處理手續費較高的交易,因此 mempool 內形成了競爭市場
當交易需求超過區塊空間容量時,就會發生 mempool 壅塞
了解 mempool 的運作方式,有助於使用者最佳化手續費並避免延遲
簡介
如果你曾執行過加密貨幣交易,例如將資金傳送至另一個錢包地址,可能會注意到交易有所延遲。這些延遲的交易通常會暫存在稱為 mempool 的地方。
本指南將詳細說明 mempool 是什麼、如何運作,以及為什麼它是加密貨幣交易的重要組成部分。
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什麼是 Mempool?
Mempool 是區塊鏈節點中的一種等待區,用來存放尚未挖礦的交易。Mempool 一詞由 memory(記憶體)和 pool(池)兩個字組成,指的是待處理交易排隊等候、準備加入區塊鏈的空間。
比特幣是第一個引入並使用交易記憶池(mempool)概念的區塊鏈。後來,以太坊等其他區塊鏈也採用了這個術語。所有區塊鏈都有某種形式的 mempool,儘管各自使用的名稱可能不同。例如,Parity 區塊鏈使用「交易佇列」(Transaction Queue)一詞來指稱其鏈上的 mempool。
| 術語 | 區塊鏈 |
|---|---|
| Mempool | 比特幣、以太坊 |
| 交易佇列 | Parity |
在區塊鏈交易中的作用
Mempool 在區塊鏈節點的運作中扮演重要角色。若要完成交易並將其記錄在區塊鏈上,交易必須先加入區塊。然而,區塊鏈網路中的節點並非都能建立新區塊。
| 共識機制 | 由誰加入交易 |
|---|---|
| 工作量證明(比特幣) | 礦工 |
| 權益證明(以太坊) | 驗證者或提議者 |
發起交易後,使用者必須依賴礦工或驗證者核准交易,並將交易加入區塊鏈。這個過程不會立即完成。從發起交易到交易完成之間會有一段延遲。在此期間,交易會儲存在 mempool 中,等待確認。
Mempool 如何運作?
首先要注意的是,區塊鏈並非只有一個 mempool。相反地,特定區塊鏈網路中的每個節點都有自己的交易記憶池。例如,比特幣區塊鏈中的每個節點都有自己的交易池,存放等待加入公開帳本的交易。各個節點的 mempool 合在一起,就構成了集體記憶池。
使用者發起交易時,交易會傳送至某個節點。接著,該節點會將交易加入自己的 mempool,並排入佇列等待驗證。交易通過驗證後,狀態會標記為待處理。礦工只能將標記為待處理的交易加入新區塊。
Mempool 動態與交易生命週期
為了說明 mempool 的動態和交易生命週期,假設你想傳送 0.01 BTC 給朋友。
操作步驟:
| 步驟 | 說明 |
|---|---|
| 1 | 輸入朋友的錢包地址,同意支付區塊鏈交易手續費,然後按下「傳送」 |
| 2 | 交易作為排隊中的交易加入最近的 mempool |
| 3 | 交易會廣播至其他節點,但尚未寫入區塊鏈 |
| 4 | 每個節點都會進行測試,確認交易是否有效 |
| 5 | 若交易獲准,狀態會從排隊中變更為待處理 |
| 6 | 礦工選取待處理的交易,並將其加入新區塊 |
| 7 | 礦工會將區塊廣播回所有節點 |
| 8 | 仍儲存該交易的節點會將其從各自的 mempool 中刪除 |
| 9 | 交易完成,收款人收到資金 |
Mempool 壅塞與積壓
當交易記憶池中的交易需求超過單一區塊可容納的交易數量時,就會發生壅塞。多種因素都可能造成 mempool 積壓。
Mempool 壅塞的原因:
| 因素 | 說明 |
|---|---|
| 網路壅塞 | 大量交易使可用區塊空間承受壓力 |
| 事件或新聞 | 代幣發行、空投或名人支持會導致需求突然激增 |
| 分叉或網路升級 | 節點更新變更可能造成短暫壅塞 |
比特幣區塊鏈目前每個區塊平均約有 2800 筆交易。如果待處理交易數量連續數小時大幅超過這個數字,網路就會壅塞,mempool 也會隨之壅塞。
了解這些因素及其對 mempool 壅塞的影響,對使用者和開發者都很重要。這能讓他們預先掌握可能出現的延遲,並採取必要措施節省Gas 費及避免延遲。
管理交易優先級與手續費
多筆交易同時發生時,有幾項因素會決定哪些交易在 mempool 中獲得優先處理。
手續費估算與交易納入區塊:
決定 mempool 中交易執行順序的主要因素之一,是每筆交易所附帶的手續費。礦工和驗證者以獲利為考量,並可自行選擇要將哪些交易加入新區塊。毫不意外地,他們會優先處理手續費較高的交易,因為這代表更高的報酬。
因此,交易的手續費會大幅影響該筆交易被納入區塊的機會。礦工通常會依照每單位交易資料的手續費,將 mempool 中的交易排序,常見的計量方式是每位元組多少聰。接著,他們會優先處理手續費率最高的交易,直到區塊填滿為止。
這種依手續費決定優先順序的方式,讓 mempool 形成競爭市場。使用者必須在支付較高手續費、加快交易完成速度,以及支付較低手續費、接受較長等待時間之間做出選擇。
網路壅塞的影響:
| 影響 | 說明 |
|---|---|
| 確認時間延長 | 礦工會優先處理手續費較高的交易;手續費最低的交易可能需要數小時或數天 |
| 手續費競爭 | 使用者透過支付較高手續費來競爭,以加快確認速度 |
記憶池同步與區塊空間
記憶池不必維護一份完全相同的清單,列出所有等待加入區塊的交易。不過,它們必須知道哪些交易已經加入區塊鏈,才能在這些交易仍儲存在自己的記憶池時將其移除。當礦工向節點廣播新區塊時,節點可以檢查相關資訊,藉此達成記憶池同步。這可確保記憶池中只保留尚未挖出的交易。
區塊空間是新區塊可用來納入交易的容量。由於空間有限,礦工或驗證者會優先處理 gas 手續費較高的交易,其餘交易則會送入記憶池等待確認。
記憶池大小與移除機制
加入記憶池的每筆交易都是一段資料,大小不超過幾 KB。組成交易的所有位元組總和,就是記憶池的大小。記憶池越大,代表等待確認的交易越多,也可能表示網路流量突然增加。
記憶池沒有預先設定的最大容量,但節點可以為自己的記憶池設定大小上限。Bitcoin 的上限通常設為 300MB。當記憶池達到此門檻時,節點可能會要求交易支付最低手續費。手續費率低於此上限的交易會從記憶池中移除。如此一來,節點便可避免因待處理交易過多而當機。
了解記憶池大小如何影響交易手續費與時間相當重要,因為這能協助使用者選擇最適合進行交易的時機。多個網站會追蹤 Bitcoin 網路的全球記憶池大小,例如 mempool.space 和 BitcoinTicker.co。
Bitcoin 與 Ethereum 網路中的記憶池
Bitcoin 記憶池:
透過 Bitcoin 網路傳送的所有有效交易,不會立即加入區塊鏈,而必須先在 Bitcoin 記憶池中等待。
最初,Bitcoin 的交易手續費是以每筆交易位元組的 satoshi 數量計算。不過,在 SegWit 升級後,這項計算方式有所改變。現在,Bitcoin 記憶池中的交易以權重單位衡量。升級後,Bitcoin 區塊現在最多可容納多達四倍的交易。
Ethereum 記憶池:
和 Bitcoin 一樣,Ethereum 區塊鏈最初使用 Ethereum 記憶池,作為交易的暫存空間,讓交易等待礦工將其加入區塊。不過,在 Ethereum 從工作量證明共識機制轉為權益證明後,網路引入了區塊建構者的概念。
區塊建構者是專門的第三方實體,負責彙整交易,建立經過最佳化、可組成區塊的交易組合。它們會從交易記憶池中重新排序或挑選特定交易,加入組合。最後,區塊建構者會向提議者和驗證者提供這些組合,並收取費用,讓其納入區塊。
區塊的價值取決於其中包含的交易。這會促使區塊建構者打造利潤最高的區塊,因為驗證者很可能優先處理並更快確認這些區塊。
| 網路 | 記憶池特色 |
|---|---|
| Bitcoin | SegWit 升級後以權重單位衡量;每個區塊可容納多 4 倍的交易 |
| Ethereum | 區塊建構者會建立經過最佳化的交易組合 |
結論
記憶池是區塊鏈交易的重要組成部分。它就像候診室,未確認的交易會在此等待驗證,並最終納入新區塊。對加密貨幣使用者而言,了解記憶池的運作方式,例如交易排隊、驗證和手續費優先排序,至關重要。
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常見問題(FAQ)
Q1:加密貨幣中的記憶池是什麼?
記憶池是區塊鏈節點上的候處理區,用於儲存尚未挖出的交易,等待將其加入區塊鏈。這個詞由 memory(記憶體)和 pool(池)組合而成。
Q2:記憶池如何運作?
使用者發起交易後,交易會傳送至節點,並以排隊狀態加入該節點的記憶池。通過驗證後,交易便會進入待處理狀態。接著,礦工或驗證者會挑選手續費最高的待處理交易,將其加入新區塊。
Q3:記憶池壅塞是什麼原因造成的?
當交易需求超出區塊空間容量時,記憶池就會壅塞。造成壅塞的原因包括網路擁塞、代幣發行或空投等突發事件,以及網路升級或分叉。
Q4:記憶池中的交易如何排序?
礦工和驗證者會優先處理手續費較高的交易。他們會根據每單位資料所支付的手續費為交易排序,並在區塊填滿前選取出價最高的交易。
Q5:記憶池滿了會怎麼樣?
節點可以為記憶池設定大小上限(Bitcoin 為 300MB)。記憶池滿載時,節點可能會要求交易支付最低手續費,並移除手續費較低的交易,以避免當機。
Q6:Bitcoin 記憶池和 Ethereum 記憶池有何不同?
SegWit 升級後,Bitcoin 記憶池以權重單位衡量交易。Ethereum 則使用區塊建構者,從記憶池彙整經過最佳化的交易組合,提供給驗證者。
風險聲明:本文僅供參考,不構成財務、投資或法律建議。加密貨幣交易涉及網路手續費,且可能延遲。做出任何投資決策前,請務必自行研究。
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