COMPRENDRE LE MEMPOOL ET LES TRANSACTIONS BLOCKCHAIN

Le terme « mempool » signifie « pool de mémoire » et désigne l'ensemble des transactions non confirmées diffusées sur un réseau blockchain, mais qui n'ont pas encore été ajoutées à un bloc. On peut le comparer à une file d'attente numérique où les transactions attendent confirmation. Chaque nœud d'un réseau blockchain gère sa propre version du mempool, qui est mise à jour en continu à mesure que de nouvelles transactions sont reçues ou confirmées.

Lorsqu'un utilisateur initie une transaction, comme l'envoi de bitcoins, celle-ci est validée par son logiciel, puis diffusée sur le réseau. Elle n'est pas immédiatement intégrée à la blockchain.

Au lieu de cela, elle entre dans le mempool, où elle attend d'être sélectionnée par un mineur ou un validateur pour être incluse dans un prochain bloc.

Le mempool remplit plusieurs fonctions essentielles :

• Gestion des transactions : Permet aux nœuds de gérer les transactions qui doivent être validées.
• Marché des frais : Les transactions avec des frais plus élevés sont souvent priorisées pour une inclusion plus rapide dans les blocs.
• Synchronisation du réseau : Maintient les nœuds informés des transactions en attente.

La taille et l'état du mempool peuvent affecter considérablement les délais de confirmation et les frais des transactions. Lorsque le réseau est actif et que le mempool est saturé, les utilisateurs peuvent devoir payer des frais plus élevés pour que leurs transactions soient prioritaires. Inversement, pendant les périodes de faible activité, les frais peuvent baisser en raison d'une moindre concurrence.

Il est important de noter que le mempool n'est pas une entité unique et universelle. Étant donné que chaque nœud conserve sa propre version, différents nœuds peuvent avoir des vues légèrement différentes du mempool à un instant donné. Cependant, le concept de base reste le même : il s’agit d’une zone de stockage temporaire pour les transactions non confirmées au sein de l’infrastructure blockchain.

Comprendre comment une transaction est intégrée au mempool commence par sa création et sa diffusion via le portefeuille ou l'application de l'utilisateur. Voici le détail du processus :

1. Création de la transaction : Un utilisateur ou une application crée une transaction en spécifiant l'expéditeur, le destinataire et le montant. Des signatures cryptographiques garantissent l'authenticité et l'intégrité de la transaction.
2. Validation : Avant sa propagation, la transaction est validée localement afin de vérifier sa conformité : l'expéditeur dispose des fonds suffisants et le format est correct.
3. Diffusion : La transaction est ensuite diffusée aux nœuds connectés au portefeuille. Ces nœuds la vérifient par rapport à leur copie actuelle de la blockchain et, si elle est jugée valide, l'ajoutent à leur mempool.
4. Propagation : Ces nœuds relaient la transaction à leurs pairs, et elle continue de se propager sur l'ensemble du réseau. Les nœuds qui acceptent la transaction l'ajouteront à leur mempool.La plupart des nœuds de la blockchain appliquent des règles pour gérer leur mempool. Les transactions doivent respecter des critères de taille, de frais et de validité. Si une transaction ne respecte pas ces seuils (généralement en termes de frais), elle peut être rejetée ou retardée indéfiniment.Le mempool sert de zone dynamique où les transactions sont stockées temporairement. Les nœuds peuvent imposer des limites de taille à leur mempool afin de préserver les ressources mémoire. Si le nombre de transactions non confirmées dépasse la capacité d'un nœud, les transactions à faibles frais peuvent être supprimées pour libérer de l'espace pour les transactions prioritaires.Les transactions incluent généralement des frais, appelés frais de mineur ou frais de priorité. Ces frais incitent les mineurs ou les validateurs à inclure une transaction dans le bloc suivant. En période de forte congestion du réseau, la concurrence pour l'espace de bloc s'intensifie, ce qui fait grimper les frais moyens dans le mempool.La durée de présence d'une transaction dans le mempool dépend de l'activité du réseau, des frais associés et de la vitesse à laquelle de nouveaux blocs sont minés. Si une transaction reste non confirmée pendant une période prolongée, le portefeuille ou l'application émettrice peut permettre à l'utilisateur de la « remplacer par des frais » (RBF), augmentant ainsi les frais pour accélérer son inclusion, ou finalement annuler la transaction.

Une fois les transactions dans le mempool, l'étape suivante consiste à les inclure dans un bloc ; c'est là que les mécanismes de consensus de la blockchain entrent en jeu. Pour les réseaux fonctionnant sur la preuve de travail (par exemple, Bitcoin), les mineurs sont chargés de collecter les transactions du mempool et de les intégrer dans les nouveaux blocs minés. Voici comment cela fonctionne :Création du modèle de bloc : Un mineur crée un modèle de bloc en sélectionnant dans le mempool un groupe de transactions valides et à frais élevés. La sélection est souvent motivée par des considérations économiques, l'objectif étant de maximiser les frais perçus.Calcul du nonce : Le mineur commence à résoudre un problème cryptographique appelé preuve de travail. Ce processus consiste à modifier des variables comme le nonce jusqu'à ce que le hachage du bloc résultant réponde à certains critères de difficulté.Diffusion du bloc : Lorsqu'un mineur résout correctement le problème, le nouveau bloc est diffusé sur le réseau. D'autres nœuds valident les transactions du bloc et la solution du problème cryptographique.Confirmation du bloc : Si le bloc est accepté, ses transactions sont retirées du mempool, car elles ne sont plus en attente et font désormais partie de l'enregistrement immuable de la blockchain.Pour la preuve d'enjeu (PoS) ou d'autres types de consensus, les validateurs jouent un rôle similaire à celui des mineurs, en sélectionnant les transactions en fonction des frais, de la validité et de la priorité. Les transactions sélectionnées sont intégrées au bloc suivant ajouté à la chaîne grâce à un mécanisme de consensus convenu.Toutes les transactions du mempool ne sont pas incluses dans le bloc suivant. Les blocs ont des limites de taille (par exemple, Bitcoin impose une taille de bloc d'environ 1 Mo), ce qui signifie que seule une partie du mempool — généralement celles avec les frais les plus élevés — sera sélectionnée. Cela introduit une dynamique de marché des frais, incitant les utilisateurs à appliquer des frais compétitifs s'ils souhaitent des confirmations rapides.

Des considérations particulières peuvent également influencer l'inclusion :

• Transactions urgentes : Certains portefeuilles marquent les transactions comme urgentes en fonction des échéances ou des fenêtres d'exécution.
• Paiement par l'enfant pour le parent (CPFP) : Les utilisateurs peuvent « faire remonter » les transactions bloquées plus anciennes en y associant des transactions dépendantes à frais plus élevés.
• Dépendances entre transactions : Les transactions qui dépendent de la confirmation préalable d'autres transactions seront regroupées par ordre, dans la mesure du possible.

En résumé, le parcours d'une transaction, de sa diffusion à son blocage, comprend plusieurs étapes : validation, agrégation dans le mempool, sélection du mineur ou du validateur et confirmation finale. Ces mécanismes fonctionnent de concert pour garantir l'intégrité, l'efficacité et la fiabilité des réseaux blockchain.