比特幣業務如何運作?

2022年06月10日 Learn Bybit 閱讀需8分鐘

比特幣業務如何運作?

比特幣是一種加密貨幣網絡,使用戶能夠在世界任何地方發送和接收電子支付。沒有實物比特幣,也沒有持有比特幣的賬戶。相反,比特幣充當電子現金的一種形式,用戶可以使用比特幣區塊鏈進行點對點(P2P) 業務,比特幣區塊鏈充當一種電子分類賬。區塊鏈由節點不斷更新,節點在網絡上共享更新的餘額和數據。但是,在將業務添加到區塊鏈之前,它們必須先進入內存池。

比特幣業務如何運作?

在我們到達內存池之前,讓我們瞭解比特幣業務的工作原理。所有比特幣業務都只是待處理的業務,僅在確認之前存在於內存池中。每當用戶發起比特幣業務時,都會對其進行加密簽名併發送到比特幣網絡,等待礦工驗證業務並將其添加到區塊鏈中。每筆經過驗證的業務都是公開可用的,並且可以在公共分類賬上訪問,作爲透明地記錄每筆比特幣業務的分類賬並將其分發到賬本上而不能被操縱的一種手段。

區塊鏈技術使去中心化成爲可能,但也有其侷限性。例如,比特幣網絡每秒處理大約4.6筆業務每秒事務數(TPS) 是區塊鏈網絡每秒可以處理的事務數或...或TPS。將此與處理1,700 TPS 的VisaNet 進行比較。雖然可以進行一些調整以提高區塊鏈技術的可擴展性,但系統仍然相對較慢,這導致了高額費用和偶爾的延遲,尤其是在業務量大的時期。

區塊鏈最初旨在允許比特幣在沒有 Bank 、 政府 監督、監管機構或其他中央機構的情況下運行。雖然比特幣不需要外部機構來操作,但它仍然需要能夠驗證業務,這是通過加密密鑰來完成的。

比特幣的公鑰密碼學作爲用戶的身份識別,使他們能夠訪問他們的錢包或賬戶,主要是爲了確保業務的完整性。每個用戶都有一個自己使用的私鑰和一個對系統上的每個人都可見的公鑰。這些密鑰一起作爲數字簽名來驗證業務。

當兩個用戶就特定業務達成一致後,下一步就是授權。每筆業務都必須經過授權才能添加到區塊鏈中。這是通過共識完成的,這意味着所有去中心化的各方,如網絡計算機或節點,都需要客觀地同意業務是經過授權和有效的。節點的所有者(礦工)被激勵通過工作共識證明或PoW來驗證未經確認的業務,這要求他們解決密碼問題或複雜的數學難題。

一旦這個問題得到解決,業務就被驗證並可以添加到區塊中。當比特幣區塊被填滿時,它被添加到稱爲終結的區塊鏈中,並打開下一個區塊。

什麼是比特幣內存池?

內存池或內存池是一個虛擬等候室,它收集有效的待處理業務,直到礦工處理它們以將其添加到下一個塊中。每個節點維護自己的內存池,每個節點都有自己的未確認業務存儲容量。當業務被確認幷包含在一個區塊中時,它就會從內存池中刪除。

節點通過相互中繼簽署的業務直到它到達整個網絡來共享內存池數據。當整個內存池在高業務量期間達到滿容量時,節點會根據高於閾值費用的投標業務費用來判斷業務的優先級。任何低於門檻費用的業務都將從內存池中刪除,只有符合最低費用的新業務纔會被添加回內存池。換句話說,較高費用的業務被優先處理並從內存池中清除並添加到區塊中。

比特幣的內存池和業務費用之間的相關性

如果我們把內存池想象成一個等候室,當它很擁擠時,就會有大量的業務量等待清理。通常,業務在經過驗證並添加到區塊時會平穩地進出內存池,但偶爾,內存池會變得擁擠。

擁堵期通常可以追溯到大量業務或業務哈希突然下降。在這些期間,內存池變得擁擠,可能會發生延遲,從而導致費用增加。

“業務哈希”一詞指的是區塊鏈挖礦難度。那時可能沒有足夠的礦工來處理區塊鏈的複雜性或擁塞。因此,某些業務必須等待更長時間才能得到確認。

每筆比特幣業務都位於內存池中,直到它準備好被確認爲止,但不存在單一的、總體的內存池。每個節點都有其關聯的內存池,默認情況下,內存池通常不超過300 MB。

當內存池擁堵時,用戶可以選擇支付更高的費用,這可以將他們的業務推到最前面,以便更快地確認。另一方面,較低費用的業務將保留在內存池中,在那裏它們將保持未確認狀態,直到擁塞清除。同樣,在業務量低的最小擁堵時期,費用相應地較低。一旦業務被提取並添加到已確認的塊中,它就會從內存池中刪除。

瞭解內存池大小和事務計數

內存池大小(以字節爲單位)是估計擁塞將持續多長時間的指標,而內存池事務計數圖表清晰地顯示了導致擁塞的事務涌入。內存池越大,通常意味着網絡越擁擠,這將導致更長的平均確認時間,並且將業務添加到區塊需要更高的優先級費用。但是,如果內存池大小下降,則意味着節點已收到一個新的有效塊,並最終從內存池中刪除了包含在該塊中的待處理事務。

通常,內存池大小可能會波動,因爲它取決於正在中繼的業務數量。由於每個節點根據其存儲未確認業務的能力也有自己的待處理業務再現,這也解釋了內存池大小變化的原因。


相反,如果內存池業務數增加,則意味着內存池中未確認的業務總數正在激增。因此,產生了更高的費用。例如,2021 年 10 月 4 日,比特幣的內存池包含 4.25k 筆待處理業務,平均業務費用爲 2.45 美元。將此與 2021 年 10 月 25 日進行比較,當時內存池大小達到 6.6k 筆業務的高位,平均業務費用爲 3.09 美元。

如果業務超載怎麼辦?

在流量高峯期,比特幣網絡最終可能會出現大量業務積壓,從而增加等待時間並推高業務費用。當需求超過供應時,礦工在選擇首先處理哪些業務方面有很大的餘地。在這種情況下,即使是那些支付了豐厚費用的人,等待的時間也可能比預期的要長。

有幾件事導致積壓,包括比特幣的區塊鏈不容易擴展這一事實——這意味着它也很容易過載。在處理高度擁堵的時期時,您可以選擇等待,或者切換到閃電網絡以完成主鏈外的較小業務,或者支付更高的業務費用。

業務發送後,您仍然有一些選項可以加快業務速度。如果您的業務在隊列中停滯不前,您可以選擇加入按費用替換或選擇加入RBF,這允許您以更高的費用重新發送您的業務。然而,並非所有錢包都支持此選項。如果您沒有,則需要考慮替代方案,例如“孩子爲父母付費”或 CPFP。使用 CPFP,礦工選擇包含最大綜合費用的業務。您還可以使用業務加速器,它允許您將每千字節至少 0.1 mBTC 的業務提交到ViaBTC礦池進行優先確認。

最後,您可以使用閃電網絡,這是第2 層解決方案。閃電網絡允許您打開一個新通道,完成與傳統比特幣網絡所需的鏈外業務一樣多的業務,然後在業務驗證後關閉支付通道。使用閃電網絡時,您基本上可以跳過擁擠的隊列,而且您的費用也可能會顯着降低。

如果閃電網絡或任何其他解決方案都不可行,請放心,即使業務卡住,您的比特幣也不會丟失。它將保留在您的錢包中,直到業務得到確認。

那麼,如果內存池不存在呢?

每筆業務都必須經過內存池才能添加到區塊鏈中。在高流量和擁塞時期,內存池收集並存儲業務,直到礦工可以將它們添加到區塊中。

內存池還使節點可以訪問其他節點的內存池,從而在確認之前爲它們提供有關特定業務的更多詳細信息。雖然大多數用戶希望在內存池中花費盡可能少的時間,但這並不總是可行的——尤其是當到達的業務數量超過了可以及時清除的數量時。當一個區塊被挖出時,它包含的所有業務都將從內存池中清除,從而相應地減小內存池的大小。

如果沒有內存池,節點將無法查看傳入的業務,並且他們不知道區塊鏈網絡有多擁擠。不可能理解或查明交通擁堵、高額費用和其他與擁堵相關的問題的根源。

結論

等待業務清算可能令人沮喪。雖然你可能會責怪內存池,但它是比特幣網絡的一個重要功能,因爲它用於聚合和保存業務,直到它們準備好添加到區塊鏈。瞭解內存池的工作原理可以幫助您充分利用它來確保您的業務按時處理- 並減少您在處理未完成時的挫敗感。

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