區塊鏈:內存池——交易的驛站

01交易是區塊鏈的基石

交易是區塊鏈的基石，我們每天都會接觸到各式交易，不論你是操作DeFi，還是轉賬購買NFT，或者只是單純的從交易所提現/充值，交易都是上述操作的基礎。

不過，鮮有人知曉交易的中轉站——內存池的重要性，由于大量教材為大家提供了“區塊鏈是一個不需要中介的交易賬本”這個概念，如果不深入了解區塊鏈的技術細節往往會忽略內存池，并導致在一些特殊時刻出現不必要的損失。

比特幣、以太坊、WisdomChain都有內存池設計，幾乎所有的區塊鏈項目都離不開內存池，那么究竟什么是內存池？內存池又在交易過程中扮演了什么角色呢？

02內存池是什么？

要了解內存池的概念，首先我們需要回顧交易的狀態。

Lido Finance：交易過載導致大多數Solana節點出現內存溢出錯誤:9月14日消息，以太坊2.0質押流動性解決方案Lido Finance在推特上表示，Solana區塊鏈暫停出塊是因為交易過載導致大多數Solana節點（包括驗證節點）出現內存溢出（Out Of Memory，簡稱 OOM）錯誤。目前團隊中的工程師和節點運營商正在努力尋求解決方案，如有必要，驗證者正在為可能的重啟做準備。[2021/9/15 23:25:13]

相信大家在操作以太坊，尤其是近期擁堵的以太坊時，如果設置了較低的手續費，那么交易將會被等待一段時間才會被礦工打包。

等待的這段時間交易將會儲存在收到這筆交易的礦工節點中，而礦工節點則會將這些等待被它打包的交易存放在“內存池”中。

波卡回顧上個月客戶端事故 系內存不足導致:6月7日消息，Polkadot官方發文回顧，5月24日要求波卡驗證節點將客戶端降級至0.8.30版本事故，系內存不足導致。Polkadot表示，在試圖構建區塊5202216時因內存不足（OOM）錯誤而失敗。該區塊包含驗證人選舉的鏈上解決方案，該解決方案通常是在鏈下計算的，只有在沒有提交鏈下解決方案的情況下才會在鏈上進行。由于提名者的數量眾多，選舉溢出了Wasm環境中分配的內存。為解決這個問題，當時驗證者被要求暫時將他們的節點軟件降級到至0.8.30版本并且使用「--execution=native」命令。該本地版本不受Wasm內存分配器的限制，網絡在70分鐘停機后恢復。之后在5203204區塊，幾個節點因「存儲根不匹配」錯誤而失敗，這是由于構建本地運行時和鏈上Wasm運行時的編譯器版本不同造成的。解決方案是用一個具有正確編譯器版本的Wasm運行時來覆蓋鏈上Wasm運行時。Polkadotv0.9.3版本上線后修復了該類問題，Polkadot表示未來可能會支持4GB的Wasm分配內存。現在選舉必須在鏈下進行，并且禁用鏈上選舉。在分配器被改進之前，鏈下工作者將使用比鏈上Wasm運行時更高的內存限制確保鏈下選舉不會耗盡內存并能成功提交。另外，Polkadot將確保本地和Wasm構建中使用相同的編譯器版本。[2021/6/7 23:18:48]

放在內存池中的交易，礦工一般會按照手續費價格的多少來進行排序，優先打包價格較高的交易，至于手續費比較少的交易自然就必須排隊了。

Blockchain.com昨日系統故障，比特幣內存池跟蹤器驟降至零:金色財經報道，3月13日，加密錢包服務和區塊鏈數據供應商Blockchain.com突發系統故障，其比特幣內存池跟蹤器驟降至零。在未經確認的比特幣交易大幅增加之后，Blockchain.com上的內存池圖表從32MB急劇下降至零。其他跟蹤器（如Satoshi.info）指出，在Blockchain.com圖表崩潰期間，其內存池的大小約為35 MB。截至目前，圖表已恢復到30 MB左右。Satoshi.info指出，這顯然是Blockchain.com獨有的一個系統漏洞。[2020/3/14]

不過由于礦工每時每刻都會接收到其他節點發來的新交易，這些交易也會不斷的更新到內存池中，因此礦工也會在一定時間后重新排列交易池中的順序——換句話說，如果你的手續費太低，那么交易有可能一輩子都不會被打包。

聲音 | 央行穆長春：穩定幣利率將影響各國內存貸款利率的確定:中國人民銀行數字貨幣研究所所長穆長春10日在“第十屆財新峰會：開放的中國與世界”上表示，如果全球性穩定幣和本幣自由轉換，穩定幣利率將影響本國內存貸款利率的確定，進一步削弱貨幣政策傳導的有效性。

如果持有人在類存款賬戶中長期存放穩定幣，銀行端個人零售存款規模減少，銀行對批發性融資的依賴性增強，而相比個人零售存款，批發性融資對利率更加敏感，銀行存款來源穩定性下降，引發銀行惜貸，長期貸款更受影響，加劇融資難和融資貴，放大貨幣政策傳導的問題。

如果穩定幣作為價值尺度進入信貸市場，代替本幣進行借貸，將實現穩定幣的貨幣創造，那么利率將以穩定幣進行標價，國內貨幣政策對借貸雙方的調控能力下降，則貨幣政策傳導效果將進一步被削弱。

如果穩定幣作為國際資產儲備。全球性穩定幣的使用將提升全球對穩定幣籃子貨幣資產的需求，引起非籃子貨幣國家資本外流，抬高這些國家的市場利率，而壓低籃子貨幣國家利率水平，造成優質資產荒，影響各國公開市場操作。[2019/11/10]

以太坊和比特幣雖然采用了完全不同的結構，但他們的交易內存池設計都是大同小異的，或者說，所有的區塊鏈項目在內存池上的設計都大同小異，我們以WisdomChain的內存池作為例子：

上述各個參數定義了WisdomChain中內存池的各個特點，我們挑選其中最重要的幾點進行解釋：

1Pending

pending代表著尚未被礦工打包的交易，這些交易已經經過了初次校驗并等待被礦工打包

2Queued

queued代表著初步被驗證過的交易，但這些交易的優先級比pending低，處于”等待進入pending“隊列的狀態。需要注意的是pending和queued隊列也會按照Nonce隨機數來進行排序。

3過期時間

過期時間。交易如果超過了一段時間將會從內存池中清除，用戶需要重新向網絡廣播交易才能讓交易被放入到礦工的內存池中

4手續費

手續費，顧名思義，避免大量無意義的交易填塞網絡導致擁堵。

5最大事務數

最大事務數。確保礦工的內存池不會儲存過多交易，導致節點宕機。

不論比特幣、以太坊，內存池的設計都離不開”交易隊列“，”手續費門檻“，”內存池上限“三大概念，WisdomChain中也是如此。

03為什么需要內存池？

試想一下，如果沒有內存池，區塊鏈會發生什么？

雖然作為點對點交易的媒介，區塊鏈看起來是一個用戶同另一個用戶直接交易，就像線下一手交錢一手交貨一樣，加入交易池作為中介媒介似乎是徒增摩擦成本。但實際上，內存池的存在不僅沒有對網絡造成負擔，甚至還是網絡減負的重要手段。

如果沒有內存池，首先區塊鏈就喪失了對粉塵攻擊的抵抗性。所謂區塊鏈上的粉塵攻擊，指的是大量毫無意義的交易填充了整個區塊網絡，而交易驗證是需要花費時間和算力的，如果用戶和礦工節點被大量的粉塵交易所填塞，那么他們將無法正常的驗證并打包本應當正常的交易。

甚至如果礦工節點不設上限地接收粉塵交易，交易將會直接填滿礦工節點的內存導致宕機。內存池的存在，通過最大事務數和手續費門檻，確保無價值的粉塵攻擊不會讓網絡陷入擁堵狀態。

交易額低數量大

其次，缺乏內存池，網絡激勵機制將會受到挑戰。內存池設置了按照隨機數手續費進行排列的交易隊列，為的是讓礦工盡可能以網絡、用戶還有礦工個人所期望的方式打包交易——即優先高手續費的交易。

如果缺乏內存池，雖然從利己角度礦工依然會選擇較高手續費的交易進行打包，但惡意礦工可以通過以低手續費門檻吸引大量的交易并孤立其他礦工，如果交易過多的聚集在某個礦工控制的節點下，發動雙花攻擊的難度也會有所下降。

另一方面，如果礦工對交易不按照隨機數進行排序，那么事務/合約的執行也會存在問題。如果一個礦工節點收到了來自一個用戶的多筆交易，在內存池的輔助下交易將會按照隨機數大小進行排列，本質上也符合交易的”理想發起時間“。

缺乏內存池，如果在網絡存在延遲的環境下，用戶發起的交易并不會按照實際發送時間廣播到礦工手中，礦工如果單純按照接收時間來執行某一用戶的多筆交易，那么對于事務/合約這種嚴格限定交易先后順序的設計，錯序交易會讓用戶無法正常的調用合約。

04?內存是交易的驛站

內存池是交易的驛站，或者說港口。所有的交易都需要在內存池進行校驗、打包、排序，之后才會經由礦工發送到區塊鏈網絡中。如果忽視內存池設計，或者忽視內存池的存在，在市場劇烈波動或者網絡環境不穩定的情況下，是會發生類似3.12MakerDAO0價格ETH拍賣烏龍事件的。

本文來自WisdomChain公鏈社區

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