比特币内存池：交易的“候车大厅”

从技术层面讲，并没有一个“官方”的比特币内存池。每个运行比特币的完整节点都维护着自己的内存池，可以把它看作是一个缓存区，里面存放着已经广播到网络上，但尚未被矿工打包进区块的有效交易。节点之间会互相“打听”，交换彼此知道或不知道的交易信息。

内存池是什么？

比特币，作为区块链技术的先驱，采用了一种名为工作量证明（PoW）的机制来激励矿工验证交易并维护网络安全。

为了提高效率，我们需要一个系统来存储、验证和排序交易，并赋予它们不同的优先级。

在比特币网络中，交易验证流程大致如下：

1. 发起交易：比特币用户发起一笔交易。
2. 进入内存池：交易经过注册、加密后，会被发送到内存池进行分析，等待被打包进新的区块。
3. 矿工验证：矿工负责验证交易，验证通过后，交易会被添加到区块链上。
4. 完成或拒绝：交易成功上链或被拒绝后，矿工会继续处理下一个区块，节点也会继续将其添加到区块链中。

那么，在交易被矿工处理之前，它们都存放在哪里呢？答案就是内存池。

内存池的运作方式

比特币共识机制下的每个节点都有自己的内存池，就像一个拥有一定存储空间的“容器”。当内存池的数据量达到上限时，节点会优先处理那些支付了较高手续费的交易，而那些免费或手续费较低的交易则会被“踢出”内存池。

这种根据手续费高低来排列交易优先级的机制，可以有效提高处理速度。

你可以把每个内存池想象成一个独立的“岛屿”，岛屿之间通过水下通道相连。内存池越大，水下的“岛屿”就越深。矿工、交易平台、区块链浏览器，他们都希望拥有最深的“岛屿”，以便掌握所有等待打包的交易信息。矿工需要知道哪些交易最有利可图，交易平台需要了解所有待处理的交易，区块链浏览器则需要尽可能完整地展示区块链和内存池的数据。而你，作为一个普通节点，只需要“岛屿”足够深，能够容纳手续费最高的那些交易即可。

把每笔交易想象成一滴液体，手续费越高，液体的密度就越大。这些液体在矿池之间的通道中流动，到达每个矿池后，会被复制一份，然后通过通道发送到其他尚未收到该液体的矿池。当矿池快满时，密度较低的液体（手续费较低的交易）会首先溢出。

最终，一些幸运的矿工会从矿池底部舀出一定量的液体，将其倒入最新的“玻璃槽”中，形成一条长长的、永远凝固在那里的“历史”（区块链）。这是一种理解系统运作方式的直观方法。

这种矿池互联的安排，为不同的用户提供了不同的用途。

内存池是如何形成的？

（内容与前文重复，已省略）

为什么要有内存池？

内存池提供了一种有效的方式来跟踪所有等待验证的交易。每个节点都有自己的队列，交易在其中排队等待处理。最近，内存池机制得到了改进，外部节点现在可以访问其他节点的内存池，从而加快了积压交易的处理速度。交易处理得越快，用户体验就越好，系统拥塞的可能性就越小。

通常，处理时间过长是因为内存池内积压的交易数量过多，或者挖矿难度迅速增加且没有足够的矿工参与。

矿工根据供需关系投入时间和算力，用于验证和将区块添加到链上，该系统为矿工提供了一个公平的奖励机制。

通过让待处理交易有序地在一个队列中等待，可以节省节点的存储空间，避免系统因数据量过大而崩溃，也更不易受到攻击。内存池的大小取决于当时的交易量。

风险

虽然内存池是一种安全的交易排列方法，但也存在一些潜在风险。理论上，恶意用户可能会利用大量传入请求来拖延进度，尝试验证一定数量的数字资产，然后撤回交易。

因此，用户通常被告知只有在交易被区块链接受、验证并成为区块链的一部分后，才算真正完成。只有那些被添加到区块链的交易才是被认可的。

交易者

用户在进行交易时，内存池有两个主要用途：

1. 将交易发送给矿工：如果交易没有进入矿工的内存池，就不可能被打包成块。内存池之间的互联互通确保了交易一旦进入一个内存池，最终都会进入所有矿工的内存池。
2. 费用估算：这对于 Layer 2 用户尤其重要，因为他们需要确保对无效状态的响应交易能够及时确认。通过查看区块中交易的费率，可以估算费用，但这无法提供关于最新区块之后内存池状态的信息。

接收方

当你收到比特币时，你的节点会验证该交易以及包含该交易的整个区块。支付给你的交易会被广播，最终进入矿工的内存池，矿工会找到一个区块，该区块会被广播到网络，然后你的节点会下载并验证该区块。

但实际上，你的节点会在内存池首次收到每笔交易时进行验证，并将其缓存为有效的比特币交易。当矿工找到一个区块时，他们只会转发区块头和一小段压缩信息，你的节点会抓取预先验证的交易，验证区块头，如果全部通过，则将“紧凑区块”转发出去。

矿工

矿工希望看到所有内容，他们是利润驱动的，希望能够从尽可能大的待处理交易集合中筛选出包含最高费用的交易。

他们实际上是从内存池中获取收益。他们获取任何有效付费交易的动机非常强烈，以至于他们建立了众多系统，甚至是非正式安排，旨在允许用户直接向矿工提交交易，而不是通过开放的点对点网络。

区块链浏览器、链上分析工具等等

他们和矿工一样，希望看到每一笔已创建并向全世界广播的待处理交易。不同之处在于，矿工直接通过这些交易收取费用来获利，而区块链浏览器和分析公司则通过展示、分析并提供信息分析来间接地获利。

链上分析公司会定期购买私下获取的链上交易活动元数据。他们还运营着“女巫”比特币节点，这些节点会尽可能广泛地与整个网络中的节点进行连接，以便缩小最初广播交易的节点范围。

区块链浏览器也通过区块链和内存池数据的可视化展示来获利。

信息渴望流动

所有这些不同类型的用户都受益于“一个”公共内存池，因为信息在它们之间自由流动。只要有足够的费用通过最低中继过滤器，它就符合共识，并且不会对单个节点造成拒绝服务或资源耗尽风险，它就能为各类用户在网络中每个单独的内存池中传播信息提供价值。

如果没有一个功能齐全的公共内存池，唯一可行的替代方案就是中心化的解决方案，或者是一个难以管理的混乱局面，即草率且杂乱无章地尝试构建碎片化的公共内存池，每个用户都需要单独跟踪这些公共内存池。

这不仅可能带来操纵费率数据、欺骗用户以及因私下中继交易而导致矿工可提取价值的担忧。如果没有一个健康开放的公共内存池，这些都是比特币必须面对的问题。

延展：比特币的记忆池是什么？如何运作？

（内容与前文重复，已省略）