Александр Цихилов - Блокчейн. Принципы и основы

необходимых процедур Биткоин-адрес может приобрести, например, следующий вид:

Теперь у пользователя есть свой адрес в сети Биткоин, хотя сама сеть об этом

пока еще ничего не знает, поскольку пользователь осуществлял генерацию

адреса на своем локальном устройстве. Но имея пару ключей и

сформированный из них адрес, пользователь может получать на него

криптосредства, а затем отправлять их на любой другой адрес, который

пожелает. И тогда с первой транзакцией, по мере ее распространения по сети, об этом адресе начнут узнавать как о новом участнике системы. Возникает

вопрос: куда именно попадет транзакция? Логично было бы предположить, что

она должна быть включена в блок, который в данный момент формируется

сетью. Однако это не совсем так — сначала транзакция рассылается по всей

сети через прямые соединения между различными узлами. При этом каждый

из узлов, получив новую транзакцию, осуществляет ее проверку на

«валидность». Узлы проверяют, располагает ли в действительности

отправитель той суммой, которую он желает переслать. Осуществить такую

проверку возможно, вычисляя все «непотраченные выходы» по предыдущим

транзакциям в пользу данного отправителя. Также математически проверяется

соответствие цифровой электронной подписи отправителя указанному им

своему открытому ключу. Это нужно для того, чтобы удостовериться, что

отправитель транзакции обладает закрытым ключом от адреса, с которого он

собирается потратить деньги. Если транзакция успешно прошла все

необходимые проверки, то она попадает во временное хранилище, которое

называется «мемпул» (mempool).

Мемпул — это что-то вроде очереди транзакций, ожидающих, пока их включат

в блок. Каждый узел самостоятельно определяет размер мемпула, который он

будет у себя хранить. Разница между обычной очередью и мемпулом состоит в

различной форме приоритизации поступающих на обработку транзакций. Если

в обычной очереди данные обрабатываются в зависимости от времени их

поступления, то в мемпуле их ранжируют по величине комиссии, которую

отправители определили для своих транзакций. Как уже упоминалось, величина транзакционной комиссии устанавливается отправителем

самостоятельно, исходя из его пожеланий в отношении скорости включения

данной транзакции в ближайшие создаваемые блоки. Поскольку создатель

блока забирает всю комиссию по всем включенным в него транзакциям в свою

пользу, логично было бы предположить, что он будет в первую очередь

включать в блок транзакции с наибольшей комиссией.

Если учесть тот факт, что размер блока в сети Биткоин ограничен одним

мегабайтом, а средний размер транзакции составляет около 300 байт, то в

один блок можно поместить около 4000 транзакций, что само по себе

достаточно немного. Сеть Биткоин настроена таким образом, что каждый

новый блок создается примерно один раз в десять минут, поэтому пропускная

способность всей сети составляет около семи транзакций в секунду. В периоды

повышенной нагрузки на сеть, когда количество транзакций может

существенно возрасти, мемпул начинает сильно увеличиваться в своих

размерах, в то время как скорость включения транзакций в блоки уменьшается.

Поэтому, чтобы транзакция попала в новый блок как можно быстрее, отправители начинают увеличивать комиссию. В декабре 2017 года был

отмечен рекордный размер мемпула — около 140 мегабайт, при этом

количество транзакций, ожидающих обработки, превысило 200 000. Однако

уже спустя полгода напряжение в сети Биткоин существенно снизилось, величина мемпула упала до единиц мегабайт, а комиссия за обработку

транзакций вернулась к обычным значениям.

Как уже отмечалось, каждый участник сети, являясь равнозначным по правам с

остальными участниками узлов, получает на свое локальное устройство (как

правило, это обычный компьютер) всю информацию обо всех блоках и

транзакциях сети Биткоин. Поскольку база блоков со временем растет, объем

передаваемой для синхронизации информации постоянно увеличивается в

размере. Очевидно, что, если узел получил информацию о созданных блоках

ранее, ему уже не нужно ее обновлять, поскольку со временем она не

меняется. Тем не менее он должен продолжать получать информацию о вновь

создаваемых блоках, а также хранить у себя мемпул, куда постоянно

поступают новые транзакции, еще не включенные в блоки.