Wenn du Kryptowährung sendest, erscheint die Transaktion normalerweise nicht sofort in einem bestätigten Block. Zwischen dem Klick auf „Senden“ und der Bestätigung gibt es oft eine wichtige Zwischenstufe: den Transaktions-Mempool.

Ein Mempool, kurz für „Memory Pool“, ist eine temporäre Sammlung gültiger Transaktionen, die an ein Blockchain-Netzwerk übertragen, aber noch nicht in einen Block aufgenommen wurden. Er dient als Wartebereich, in dem Transaktionen um den begrenzten Platz in Blöcken konkurrieren.

Wenn du verstehst, wie Mempools funktionieren, kannst du besser nachvollziehen, warum manche Transaktionen fast sofort bestätigt werden, während andere länger dauern, warum Netzwerkgebühren plötzlich steigen können und warum eine Transaktion manchmal festzustecken scheint.

Was ist ein Transaktions-Mempool?

Ein Transaktions-Mempool ist ein temporärer Speicherbereich, den Blockchain-Nodes für Transaktionen verwalten, die empfangen und validiert, aber noch nicht auf der Blockchain bestätigt wurden.

Wenn du eine Transaktion erstellst und überträgst, prüfen die beteiligten Nodes, ob sie den Regeln des Netzwerks entspricht. Je nach Blockchain können diese Prüfungen die Verifizierung digitaler Signaturen, die Kontrolle eines ausreichenden Guthabens des Absenders, die Prüfung, ob Inputs bereits ausgegeben wurden, sowie die korrekte Formatierung der Transaktion umfassen.

Wenn die Transaktion die erforderlichen Prüfungen besteht, kann ein Node sie seinem lokalen Mempool hinzufügen.

Von dort können Miner oder Validatoren Transaktionen auswählen, um sie in zukünftige Blöcke aufzunehmen.

Das wichtige Wort hierbei ist lokal. Eine Blockchain hat nicht unbedingt einen einzigen universellen Mempool, der bei allen Teilnehmern identisch ist. Einzelne Nodes verwalten ihre eigenen Transaktionspools, und diese können sich leicht unterscheiden, da sich Transaktionen mit der Zeit im Netzwerk verbreiten und Nodes unterschiedliche Konfigurationen oder Ressourcenlimits verwenden können.

Der Weg einer Blockchain-Transaktion

Eine typische Transaktion durchläuft mehrere Phasen, bevor sie Teil der Blockchain wird.

Zunächst erstellt eine Wallet die Transaktion. Der Nutzer gibt Details wie das Ziel, den Betrag und, bei Netzwerken, bei denen dies erforderlich ist, die Transaktionsgebühr an.

Anschließend wird die Transaktion mit dem entsprechenden privaten Schlüssel digital signiert. Diese Signatur beweist, dass die Transaktion autorisiert wurde, ohne den privaten Schlüssel selbst offenzulegen.

Danach überträgt die Wallet die signierte Transaktion an einen oder mehrere Nodes im Netzwerk.

Diese Nodes validieren die Transaktion. Wenn sie als gültig angesehen wird und ihren Richtlinien entspricht, können sie sie in ihre Mempools aufnehmen und an andere Nodes weiterleiten.

Die Transaktion wartet dann darauf, dass ein Miner, Validator, Blockproduzent oder ein anderer zuständiger Netzwerkteilnehmer sie in einen Block aufnimmt.

Sobald der Block mit der Transaktion vom Netzwerk akzeptiert wurde, gilt die Transaktion als bestätigt.

Der Mempool befindet sich also zwischen der Übertragung und der Bestätigung.

Warum müssen Transaktionen warten?

Blockchains verfügen grundsätzlich über eine begrenzte Transaktionskapazität.

Ein Block kann je nach Aufbau des Netzwerks nur eine bestimmte Menge an Daten, Berechnungen oder Transaktionen enthalten. Gleichzeitig können Nutzer Tausende von Transaktionen übertragen, die um diese Kapazität konkurrieren.

Wenn die eingehende Nachfrage geringer als die verfügbare Kapazität ist, können Transaktionen den Mempool schnell durchlaufen.

Wenn die Nachfrage höher ist als das, was das Netzwerk sofort verarbeiten kann, entsteht ein Rückstau.

Stell dir einen Bahnhof vor, an dem Hunderte von Fahrgästen warten, aber jeder Zug nur eine begrenzte Anzahl an Sitzplätzen hat. Wenn Fahrgäste schneller ankommen, als die Züge sie mitnehmen können, wird der Bahnhof immer voller.

Ein stark ausgelasteter Mempool funktioniert auf ähnliche Weise.

Wie Transaktionsgebühren den Mempool beeinflussen

In vielen Blockchain-Netzwerken beeinflussen Transaktionsgebühren, welche Transaktionen bevorzugt behandelt werden.

Bitcoin ist dafür ein bekanntes Beispiel. Miner haben einen wirtschaftlichen Anreiz, Blöcke mit Transaktionen zusammenzustellen, die im Verhältnis zu dem von ihnen beanspruchten Blockplatz attraktive Gebühren einbringen.

Das bedeutet, dass in Zeiten hoher Auslastung Transaktionen mit höheren wettbewerbsfähigen Gebührensätzen möglicherweise vor Transaktionen mit niedrigeren Gebührensätzen bestätigt werden.

Eine Transaktion mit einer niedrigen Gebühr ist nicht unbedingt ungültig. Sie kann einfach unbestätigt bleiben, weil andere Transaktionen für Miner attraktiver sind.

Wenn die Nachfrage nach Blockplatz steigt, können Nutzer miteinander konkurrieren, indem sie ihre Gebühren erhöhen. Dadurch entsteht ein sogenannter Gebührenmarkt.

Der Mempool liefert daher einen nützlichen Hinweis auf die aktuelle Nachfrage nach Blockchain-Kapazität.

Auch die Transaktionsgröße spielt eine Rolle

Ein häufiges Missverständnis ist, dass die Priorität einer Transaktion ausschließlich von der absoluten Höhe der Gebühr bestimmt wird.

Bei Netzwerken wie Bitcoin ist das Verhältnis zwischen Gebühr und Transaktionsgröße besonders wichtig.

Eine Transaktion, die eine relativ hohe Gesamtgebühr zahlt, kann trotzdem weniger attraktiv sein als eine andere Transaktion, wenn sie deutlich mehr Blockplatz beansprucht.

Deshalb werden Bitcoin-Gebühren häufig anhand eines Gebührensatzes angegeben, der in Satoshis pro virtuellem Byte, kurz sat/vB, gemessen wird.

Zum Beispiel können zwei Transaktionen dieselbe Gesamtgebühr zahlen, aber wenn eine davon nur halb so viel Blockplatz benötigt, ist ihr Gebührensatz höher.

Wallet-Software schätzt normalerweise geeignete Gebührensätze anhand der aktuellen Netzwerkbedingungen und der vom Nutzer gewünschten Bestätigungsgeschwindigkeit.

Was passiert, wenn der Mempool überlastet ist?

In Zeiten hoher Blockchain-Aktivität kann die Anzahl unbestätigter Transaktionen erheblich steigen.

Das kann bei starken Marktbewegungen, Token-Launches, NFT-Aktivitäten, plötzlichen Anstiegen des Handelsvolumens, beliebten Anwendungen mit vielen Nutzern oder anderen Ereignissen passieren, die eine hohe Transaktionsnachfrage erzeugen.

Wenn der Mempool wächst, können verschiedene Dinge passieren.

Die durchschnittlichen Bestätigungszeiten können steigen. Wettbewerbsfähige Transaktionsgebühren können höher werden. Wallets können höhere Gebühren empfehlen, und Transaktionen mit ungewöhnlich niedrigen Gebühren können länger als erwartet ausstehend bleiben.

Eine Überlastung bedeutet nicht unbedingt, dass die Blockchain nicht mehr funktioniert. In vielen Fällen bedeutet sie lediglich, dass die Nachfrage nach Blockplatz vorübergehend die verfügbare Kapazität übersteigt.

Warum kann eine Transaktion stecken bleiben?

Eine Transaktion kann scheinbar „feststecken“, wenn sie lange Zeit in Mempools verbleibt, ohne bestätigt zu werden.

Ein häufiger Grund dafür ist, dass die Transaktionsgebühr im Verhältnis zur aktuellen Netzwerknachfrage zu niedrig war.

Angenommen, ein Nutzer überträgt eine Transaktion zu einem Zeitpunkt, an dem die empfohlenen Gebühren relativ niedrig sind. Kurz darauf steigt die Netzwerkaktivität stark an und Nutzer beginnen, deutlich höhere Gebühren zu zahlen.

Miner können wiederholt diese Transaktionen mit höheren Gebühren auswählen, während die ursprüngliche Transaktion weiter wartet.

Je nach verwendeter Blockchain und Wallet gibt es möglicherweise Mechanismen, um mit dieser Situation umzugehen.

Bitcoin unterstützt beispielsweise Techniken wie Replace-by-Fee (RBF), bei denen eine geeignete unbestätigte Transaktion durch eine andere Version mit einer höheren Gebühr ersetzt werden kann.

Eine weitere Technik ist Child Pays for Parent (CPFP). Dabei gibt eine neue Transaktion einen Output einer unbestätigten Transaktion aus und bietet gleichzeitig eine ausreichend attraktive Gebühr. Dadurch kann ein Miner einen Anreiz haben, beide Transaktionen gemeinsam zu bestätigen.

Die Unterstützung dieser Methoden hängt von der Transaktion, der Wallet, den Richtlinien der Nodes und dem Netzwerk ab.

Können Transaktionen aus einem Mempool verschwinden?

Ja.

Die Aufnahme in einen Mempool garantiert nicht, dass eine Transaktion letztendlich auf der Blockchain erscheint.

Nodes verfügen über begrenzte Ressourcen und legen Richtlinien dafür fest, wie lange Transaktionen in ihren Mempools verbleiben. Transaktionen können irgendwann entfernt werden, wenn sie zu lange unbestätigt bleiben, mit einer anderen akzeptierten Transaktion in Konflikt stehen, veränderte Richtlinienanforderungen nicht mehr erfüllen oder verworfen werden müssen, weil der Mempool eines Nodes seine konfigurierte Kapazität erreicht hat.

Da Nodes ihre eigenen Mempools verwalten, kann ein Node eine Transaktion entfernen, während ein anderer sie weiterhin speichert.

Wenn eine Transaktion aus dem Mempool eines bestimmten Nodes verschwindet, bedeutet das außerdem nicht automatisch, dass die Mittel verloren sind. Wenn die Transaktion nie bestätigt wurde, bestimmt letztendlich der bestätigte Zustand der Blockchain, welche Mittel weiterhin ausgegeben werden können.

Mempools sind nicht bei jeder Blockchain identisch

Der Begriff „Mempool“ wird häufig mit Bitcoin in Verbindung gebracht, aber viele Blockchain-Systeme verfügen über eine Form von temporärem Speicher für ausstehende Transaktionen.

Der genaue Mechanismus kann sich jedoch erheblich unterscheiden.

Ethereum verfügt beispielsweise ebenfalls über Pools für ausstehende Transaktionen, aber seine kontobasierte Architektur und sein Gebührensystem führen zu einer anderen Dynamik bei der Auswahl von Transaktionen als das UTXO-basierte Modell von Bitcoin.

Andere Blockchain-Architekturen können ausstehende Transaktionen anders handhaben oder Begriffe wie Transaktionspool, Pending Pool oder Transaktionswarteschlange verwenden.

Einige Netzwerke basieren auf Architekturen, bei denen das traditionelle Mempool-Konzept nach Bitcoin-Art eine weniger zentrale Rolle spielt oder ganz anders funktioniert.

Aus diesem Grund ist es besser, einen Mempool als allgemeines Konzept zu verstehen, anstatt davon auszugehen, dass jede Blockchain ihn auf genau dieselbe Weise umsetzt.

Der Mempool und die Transparenz von Blockchains

Öffentliche Mempool-Daten können interessante Einblicke in die Netzwerkaktivität geben.

Blockchain-Explorer und spezialisierte Monitoring-Dienste können Informationen wie die Anzahl ausstehender Transaktionen, geschätzte Transaktionsgebühren, die Größe des Rückstaus, die Verteilung der Transaktionsgebühren und aktuelle Veränderungen der Netzwerknachfrage anzeigen.

Diese Informationen können Nutzern dabei helfen zu entscheiden, ob sie eine Transaktion sofort senden oder warten sollten, bis die Auslastung zurückgeht.

Sie können Forschern und Analysten außerdem einen nahezu in Echtzeit verfügbaren Einblick in die Transaktionsnachfrage geben, bevor Transaktionen dauerhaft in Blöcken gespeichert werden.

Mempool-Informationen sollten jedoch nicht als perfekte Darstellung des gesamten Netzwerks betrachtet werden, da einzelne Nodes unterschiedliche Gruppen ausstehender Transaktionen sehen können.

Mempools und Datenschutz

Die öffentliche Verbreitung von Transaktionen hat auch Auswirkungen auf den Datenschutz.

Bevor Transaktionen bestätigt werden, werden sie über ein Peer-to-Peer-Netzwerk verbreitet. Forscher und technisch versierte Beobachter können analysieren, wie sich Transaktionen zwischen Nodes verbreiten, um Informationen über ihren möglichen Ursprung zu erhalten.

Datenschutzorientierte Techniken und Schutzmaßnahmen auf Netzwerkebene können diese Art der Analyse erschweren, aber die Aktivität im Mempool erinnert daran, dass Datenschutz bei Blockchains mehr umfasst als nur das, was letztendlich in einem Block erscheint.

Auch die Art und Weise, wie eine Transaktion das Netzwerk erreicht, kann eine Rolle spielen.

Mempools und Double-Spending

Mempools spielen auch eine Rolle dabei, wie Nodes mit widersprüchlichen Transaktionen umgehen.

Stell dir vor, zwei Transaktionen versuchen, dieselben Mittel auszugeben.

Beide können im bestätigten Zustand der Blockchain letztendlich nicht gültig sein. Nodes verwenden Konsensregeln und lokale Transaktionsrichtlinien, um zu bestimmen, wie mit widersprüchlichen Transaktionen vor der Bestätigung umgegangen wird.

Das ist einer der Gründe, warum eine unbestätigte Transaktion nicht immer wie eine bestätigte Transaktion behandelt werden sollte.

In Situationen mit geringem Risiko können Unternehmen sich manchmal dafür entscheiden, unbestätigte Transaktionen zu akzeptieren, dabei gelten jedoch andere Sicherheitsannahmen als beim Warten auf eine Bestätigung durch die Blockchain.

Was uns Mempools über die Skalierbarkeit von Blockchains verraten

Mempools machen eine der grundlegenden Herausforderungen von Blockchain-Systemen sichtbar: begrenzte Kapazität.

Wenn die Transaktionsnachfrage die Geschwindigkeit übersteigt, mit der ein Netzwerk Transaktionen verarbeiten kann, muss festgelegt werden, welche Transaktionen die knappen Ressourcen erhalten.

In einigen Netzwerken werden Gebühren zum wichtigsten Mechanismus.

Andere Systeme versuchen, die Kapazität durch größere oder häufigere Blöcke, alternative Konsensarchitekturen, Layer-2-Netzwerke, Rollups, Zahlungskanäle, parallele Ausführung oder andere Skalierungstechnologien zu erhöhen.

Ein wachsender Mempool ist daher mehr als nur eine Sammlung verzögerter Transaktionen. Er kann das Verhältnis zwischen Netzwerknachfrage, verfügbarer Kapazität und den wirtschaftlichen Mechanismen zur Verteilung von Blockchain-Ressourcen sichtbar machen.

Solltest du den Mempool prüfen, bevor du Krypto sendest?

Bei Netzwerken, deren Transaktionsgebühren stark schwanken, kann es sinnvoll sein, vor dem Senden einer Transaktion die aktuellen Netzwerkbedingungen zu prüfen.

Wenn die Übertragung nicht dringend ist, kann das Warten auf eine ruhigere Phase die erforderliche Gebühr reduzieren. Wenn die Bestätigungsgeschwindigkeit wichtig ist, können die aktuellen Bedingungen im Mempool dabei helfen einzuschätzen, ob die von einer Wallet vorgeschlagene Gebühr angemessen ist.

Moderne Wallets führen diese Analyse häufig automatisch durch, indem sie Gebühren anhand der letzten Blöcke und ausstehenden Transaktionen schätzen.

Trotzdem hilft es, die Vorgänge im Hintergrund zu verstehen, um diese Gebührenoptionen deutlich besser einschätzen zu können.

Die Wahl zwischen Optionen wie „langsam“, „normal“ und „schnell“ bedeutet häufig, dass du entscheidest, wie konkurrenzfähig deine Transaktion gegenüber anderen Transaktionen positioniert wird, die auf den begrenzten Blockplatz warten.

Der Mempool ist der Warteraum der Blockchain

Der Mempool gehört zu den weniger sichtbaren, aber wesentlichen Bestandteilen der Funktionsweise vieler Blockchain-Netzwerke.

Er verbindet den Moment, in dem eine Transaktion übertragen wird, mit dem Moment, in dem diese Transaktion Teil der Blockchain wird. Während eine Transaktion dort wartet, konkurriert sie mit anderen Transaktionen um die begrenzte Netzwerkkapazität.

Wenn du diesen Prozess verstehst, lassen sich viele alltägliche Erfahrungen mit Krypto erklären: schwankende Gebühren, ausstehende Transaktionen, Verzögerungen bei Bestätigungen, Gebührenschätzungen und Netzwerküberlastung.

Wenn eine Wallet das nächste Mal „Ausstehend“ statt „Bestätigt“ anzeigt, ist mit der Transaktion nicht unbedingt etwas schiefgelaufen. Sie wartet möglicherweise einfach in der Transaktionswarteschlange des Netzwerks auf die Gelegenheit, in einen Block aufgenommen zu werden.