Wat is een mempool?
Ook zo’n hekel aan wachten? In de mempool (kort voor Memory Pool) staan blockchain-transacties te wachten om gevalideerd te worden. Hoewel ze weinig besproken worden, zijn mempools essentieel voor een snel verloop van blockchain-overschrijvingen. Hoe werken ze precies, en hoe kun jij ervoor zorgen dat jouw transacties als eerste behandeld worden?
Wat is een mempool?
Een mempool kan het beste gezien worden als een opslagruimte waar nieuwe blockchain-transacties geplaatst worden in afwachting van hun validatie – eenmaal gevalideerd worden ze in een block opgenomen. Per blockchain kan de werking van de mempool verschillend zijn.
Vaak krijgen transacties prioriteit naarmate er hogere gas fees betaald zijn: betaal je meer gas fees, dan komt jouw overschrijving eerder bij de validators terecht. Hoe voller de mempool, hoe trager de transacties verlopen, en hoe hoger de gas fees kunnen worden. Veel blockchains doen er dan ook alles aan de wachttijden zo kort mogelijk te houden.
Hoe werkt een mempool?
Wanneer je een transactie doet op een blockchain, is deze niet meteen doorgevoerd en definitief. Een transactie zal eerst in een mempool moeten wachten, voordat deze echt officieel bekrachtigd is. Een mempool werkt als volgt:
- Je verstuurt een transactie vanuit je crypto wallet of vanuit een dApp.
- De wallet of applicatie stuurt door transactie door naar een node, die het op de blockchain moet plaatsen.
- De node controleert of de transactie correct is, en plaatst deze in de mempool
- De node licht andere nodes in over de transactie, zodat ook deze de transactie in hun mempools op kunnen nemen.
- Nodes geven voorrang aan transacties met hogere gas feest – deze zullen dus eerst behandeld worden.
- Zijn alle nodes akkoord met een transactie, dan wordt deze opgenomen in een block en uit de mempool verwijderd. De transactie is nu compleet.
De mempools van verschillende nodes kunnen enigszins verschillend zijn, omdat ze over andere opslagcapaciteiten beschikken en transacties op andere moment ontvangen.
Waarom is de mempool belangrijk?
Mempools zijn zeer belangrijk in het transctieproces op blockchains. Zij zorgen ervoor dat op basis van gas fees belangrijke transacties voorrang krijgen, wat ervoor zorgt dat het netwerk efficiënt blijft werken. Zeker wanneer er een groot aantal transacties plaatsvindt, is dit van levensbelang. Dankzij de mempool zal een blockchain immers minder snel verstopt raken.
Mempools worden vaak gebruikt door ontwikkelaars en analisten om transactie-patronen te monitoren. Dit moet leiden tot optimale prestaties van de blockchain, en kan de schaalbaarheid vergroten. Door goed te begrijpen hoe transacties zich door de mempool bewegen, kunnen ontwikkelaars de juiste beslissingen maken omtrent schaalbaarheid en mogelijke verbeteringen aan het netwerk.
Met een mempool explorer kun je zelf ook toegang krijgen tot alle informatie omtrent de mempool. Zo kun je zelf je transactie fees aanpassen om sneller aan de beurt te komen.
Mempool kosten en prioriteit van transacties
Bitcoin blokken hebben slechts een gelimiteerde opslagcapaciteit. Dit heeft tot gevolg dat niet alle transacties gezamenlijk in hetzelfde block kunnen worden geplaatst. Wanneer het aantal transacties hoger is dan de beschikbare ruimte, moet het netwerk zodoende prioriteit geven aan bepaalde transacties: uiteraard krijgt degene die het meest betaald heeft, voorrang.
Gas fees worden gebruikt om een efficiënt opererende blockchain te behouden. Zeker in periodes met veel handel en transacties, zorgen gas fees ervoor dat het systeem niet verstopt raakt. Daarbij is het vragen van gas fees een effectief middel tegen spammers die proberen om met veel transacties tegelijkertijd de blockchain op tilt te laten slaan.
Een netwerk als Ethereum maakt gebruik van een fee-per-byte mechanisme. Hierbij wordt niet gekeken naar de geldelijke waarde van de gas fee, maar naar de procentuele waarde. Hierdoor komen ook kleinere transacties snel aan de beurt.
Voorbeelden van blockchain mempools
Hoewel het doel van mempools vaak niet verschillend is (het vormen van een digitale wachtrij voor transacties) is de uitvoering van de mempool dat vaak wel. Met name het gebruikte consensusmechanisme zorgt voor verschillen in werkwijze. Om dit nader toe te lichten, nemen we de mempools van Bitcoin, Ethereum en Solana onder de loep.
Bitcoin mempool
Bitcoin maakt net zoals Litecoin en Dogecoin gebruik van een proof-of-work consensusmechanisme. Dit betekent dat zij gebruik maken van gespecialiseerde nodes (miners) om transacties te valideren en de veiligheid van het netwerk te waarborgen.
Miners lossen ingewikkelde wiskundige cryptografische puzzels op – de eerste die het antwoord heeft krijgt het recht om nieuwe blokken met transacties aan de blockchain toe te voegen. Bitcoin blokken hebben slechts gelimiteerde ruimte beschikbaar, dus miners kiezen ervoor om transacties met hogere fees als eerst op te nemen. Dit levert hen immers meer op.
Ethereum mempool
Ethereum maakt anders dan bijvoorbeeld Bitcoin gebruik van een proof-of-stake consensusmechanisme. Voor de goedkeuring en doorvoering van transacties uit de mempool maakt het netwerk dan ook geen gebruik van miners, maar van ‘validators’.
In het PoS mechanisme selecteren validators transacties uit de mempool gebaseerd op de betaalde gas fees en de efficiëntie van het netwerk. Anders dan bij Bitcoin, waar er een competitie bestaat tussen verschillende nodes die allen dezelfde puzzels oplossen, zijn de validators van PoS systemen meer gefocust op het onderhouden van een gebalanceerd en efficiënt netwerk.
Ethereum validators worden gekozen om nieuwe blocks te maken op basis van het aantal tokens dat zij in een smart staking contract stoppen. Hoe meer tokens, hoe vaker je de kans krijgt om bij te dragen aan het valideren van transacties.
Solana mempool
De Solana blockchain maakt gebruik van een zeer bijzonder systeem, waarbij transacties vrijwel direct kunnen worden doorgevoerd zonder dat er sprake is van een mempool. Het gaat hier om een Proof-of-History consensusmechanisme. Elke transactie krijgt van de Solana nodes een tijdstempel wanneer ze binnenkomen.
Hierdoor kunnen transacties achteraf in de juiste volgorde aan de blockchain worden toegevoegd. Hierdoor is er geen behoefte meer aan een mempool als wachtrij, en blijft het netwerk snel en efficiënt. Als gevolg hiervan kent Solana ook bijzonder lage gas fees.
Een ander voordeel is dat er geen gecentraliseerde pool vol onbevestigde transacties is – en dat deze dus ook niet aangevallen kan worden door hackers.
Wat is een Mempool Explorer?
Een mempool explorer is een handig hulpmiddel waarmee onbevestigde transacties binnen de mempool van een blockchain in beeld kunnen worden gebracht. Hierdoor krijg je een actueel overzicht in de status van transacties die gedaan worden: ontstaan er opstoppingen, wat zijn de transactie fees, welke prioriteiten gelden er?
Uiteraard is het handig om deze informatie te hebben. Zo kun je inschatten hoe lang het nog zal duren voordat jouw transactie in een block opgenomen zal worden. Ook is het mogelijk om transactie fees aan te passen om zo voorrang te krijgen op anderen.
Niet iedereen is echter even gelukkig met het bestaan van mempool explorers. Zo kunnen scammers de informatie gebruiken om spam-aanvallen te openen op een blockchain. Ook zijn er ‘frontrunners’ actief, die de transparantie misbruiken om hun transacties sneller te laten plaatsvinden dan die van anderen. Dit kan de transactie fees onevenredig opdrijven.
Waarom is mijn transactie nog in de mempool?
Niemand houdt van wachten, en daarom kan het frustrerend zijn wanneer een transactie langere tijd in een memory pool staat. Wat zijn de meest voorkomende redenen voor een onvoorziene vertraging?
- Het netwerk raakt verstopt
Crypto-netwerken kunnen maar een beperkt aantal transacties per minuut verwerken. Wanneer er veel transacties op hetzelfde moment plaatsvinden, belandt een groot deel hiervan in de mempool. Deze mempool blijft zich vullen, waardoor het gehele validatieproces vertraagd wordt. Verschillende zaken kunnen een plotselinge groei aan netwerkactiviteit veroorzaken, bijvoorbeeld een bull run of de release van nieuwe cryptomunten.
- Te lage gas fees
Hoe hoger de gas fees die jij afrekent, hoe eerder jouw transactie aan de beurt is. Betaal je slechts lage gas fees, dan sluit je bij elk nieuw block in principe achteraan aan in de wachtrij. Op het moment dat jouw transactie aan de beurt is, zit het block al vol en moet je weer achteraan aansluiten. Geen zin om nog langer te wachten? Door extra gas fees te betalen kun jij vooraan plaatsnemen in de wachtkamer.
- Een lage hash rate
De hash rate is de totale waarde van de computerkracht die gebruikt wordt om transacties door te voeren op een PoW crypto-netwerk. Een afgenomen hash rate laat zien dat er minder computers zijn die transacties verifiëren. Het gevolg? Het duurt langer voordat alle transacties geverifieerd zijn en transacties zullen ook langer in de mempool staan.
Wat te doen als een transactie vastzit in de mempool
Geen zin om nog langer te wachten? Er zijn diverse manieren – in sommige gevallen zelfs gratis – om eerder aan de beurt te komen bij het doen van transacties.
- Replace-by-Fee (RBF): Wat doe je wanneer het je te langzaam gaat? Inderdaad, extra gas geven! Dat is precies wat je met een RBF doet: door extra gas fees te betalen, kun je eerder aan de beurt komen. Je originele transactie moet wel RBF-enabled zijn. Is dit niet het geval, dan kun je de transactie nogmaals uitvoeren met een hogere fee – miners vervangen deze dan voor de originele transactie.
- Child Pays for Parent (CPFP): Je kunt er ook voor kiezen om een nieuwe transactie met hoge fees aan te maken (de child) en deze te koppelen aan de eerdere, vastgelopen transactie (de parent). Hierdoor zullen miners eerder beide transacties opnemen in hun nieuwe block.
- Accelerator service: Een accelerator service werkt samen met een miner met als doel om transacties van aangesloten consumenten sneller te laten verlopen. Wanneer de druk op een netwerk groot is, kan het gebruik van een dergelijke dienst een uitkomst bieden. Voorbeelden van dergelijke accelerators zijn ViaBTC en BTC.com.
Er zijn nog twee andere keuzes: je kunt de transactie annuleren (en eventuele betaalde gas fees verliezen) of geduldig blijven. Uiteindelijk zal ook jouw transactie echt wel doorgevoerd worden.
Mempool beveiligingsrisico’s en kwetsbaarheden
In sommige gevallen valt de mempool werkelijk aan te merken als het zwakke punt van een blockchain. Omdat het hier gaat om een ‘vijver’ vol transacties die nog niet gevalideerd zijn, is het logisch dat hackers en scammers op zoek gaan naar beveiligingsrisico’s en kwetsbaarheden. Welke kwetsbaarheden komen zoal voor?
- Front running: Een veiligheidsrisico waarbij mempool explorers worden geanalyseerd op zoek naar grote koersveranderende transacties. De front runner plaatst door hogere gas fees zijn transacties nog voor deze overschrijvingen – en handelt op deze manier ‘met voorkennis’. In 2021 wist een frontrunner een contract upgrade in Polynetwork voor te zijn en zo $600 miljoen buit te maken. Gelukkig ging het om een ethische hacker, en werd de buit teruggestort.
- Double spending: Hetzelfde geld twee keer uitgeven? Het is binnen de cryptowereld technologisch gezien niet onmogelijk. Met name PoW netwerken kunnen hier slachtoffer van worden. Wanneer een hacker meer dan 50% van de mining power in handen heeft, kan hij de geschiedenis van een chain herschrijven en zodoende ook dubbele transacties doen.
- Spam-aanvallen: Een spam attack is een beetje te vergelijken met een DDOS aanval op een website. Spammers sturen in korte tijden duizenden zeer kleine transacties naar een netwerk, met als doel deze te ontregelen. Gewone gebruikers kunnen geen kant meer op met hun tokens, en het gehele netwerk loopt vast.
- De sandwich: Een sandwich scam verloopt in verschillende stappen. Een hacker spot met een mempool explorer een significante transactie, en zorgt ervoor dat hij vlak daarvoor een grote transactie doet. Dit verandert de markt in hun voordeel. Vervolgens vindt de originele transactie plaats, waarna de hacker met een nieuwe transactie maximaal van de prijsverschillen profiteert.
Veel van deze profiteurs maken gebruik van MEV-bots, speciaal geprogrammeerde digitale tools die automatisch de mempools scammen op zoek naar buitenkansen. Zij kunnen met precisie de mempools in hun voordeel manipuleren. Het gebruik van MEV-bots is technisch gezien wellicht niet illegaal, maar het is op z’n minst toch wel onethisch te noemen. Vaak zijn het grote bedrijven die aan dergelijke praktijken doen.
Conclusie
Voor het verloop van crypto-transacties is het gebruik van een mempool essentieel. Een mempool kan gezien worden als een soort digitale wachtrij, waarin tokentransacties plaatsnemen voordat zij door nodes gevalideerd worden. Pas als transacties vervolgens op een block geplaatst worden, zijn ze definitief.
Wanneer het druk is op een netwerk, heeft dit gevolgen voor de mempool. Deze raakt steeds voller, en gebruikers die minder gas fees betalen komen pas later aan de beurt. Door een hogere ratio aan fees te betalen, kan echter een plekje vooraan in de wachtrij verzekerd worden. Betaal je niet? Dan kan het een stuk langer duren voordat jouw transactie een feit is.
Mempools zijn essentieel voor de beveiliging van blokchain netwerken, maar vormen ook een doelwit voor hackers en scammers. Met name MEV-bots azen op kansen om de markt in het voordeel van hun gebruiker te manipuleren.
Veelgestelde Vragen
Kan een Bitcoin-transactie vast komen te zitten in de mempool?
Ja, dit kan. Wanneer een gebruiker weinig gas fees heeft betaald en er sprake is van een groot aantal transacties op Bitcoin, kan het lang duren voordat een transactie daadwerkelijk wordt doorgevoerd. Dit kan simpel verholpen worden door de transactie-fee te verhogen.
Hoe controleer ik een onbevestigde Bitcoin-transactie?
Met behulp van een mempool explorer kun je de status van onbevestigde transacties inzien, en krijg je inzicht in de mogelijk stappen die je kunt zetten om deze transactie sneller door te laten voeren.
Hoe communiceren nodes met de mempool?
Nodes gebruiken de mempool om transacties te vinden die zij in hun blocks op kunnen nemen. Daarbij gaan transacties met hogere fas gees per byte voor transactie waar porcentueel minder betaald is.
Wat is een mempool API?
Met een mempool API krijg je inzicht in de de status van een mempool en kun je in veel gevallen ook simulaties doorvoeren. Hiermee krijg je strategisch inzicht in (bijvoorbeeld) het beste moment om tegen lage gas fees een transactie te doen.
Referenties
- Kleine cryptobelegger verliest het van machtige cryptomiljonairs – (Het Financieele Dagblad)
- ‘White hat’ hacker behind $610m crypto heist returns most of money – (The Guardian)
Betrouwbaarheid
2M+
250+
8
70
in numbers
