Wie gelangt eine Transaktion von einem Wallet zur Aufnahme in einen Block?

Einleitung einer Kryptowährungstransaktion

1. Wenn ein Benutzer beschließt, Kryptowährung aus seinem Wallet zu senden, beginnt der Prozess mit der Erstellung einer Transaktion. Diese Transaktion enthält wesentliche Daten wie die öffentliche Adresse des Absenders, die öffentliche Adresse des Empfängers, den zu überweisenden Betrag und eine digitale Signatur, die mit dem privaten Schlüssel des Absenders erstellt wurde.

2. Die digitale Signatur stellt sicher, dass nur der rechtmäßige Eigentümer des Geldes die Überweisung veranlassen kann. Wallet-Software verarbeitet diesen kryptografischen Prozess normalerweise automatisch und ermöglicht es Benutzern, Transaktionen mit einfachen Schnittstellenaktionen wie dem Klicken auf „Senden“ zu bestätigen.

3. Nach der Unterzeichnung wird die Transaktion nicht sofort in der Blockchain aufgezeichnet. Stattdessen verbleibt es in einem unsignierten Zustand in der Wallet, bis es an das Netzwerk gesendet wird. Zu diesem Zeitpunkt befindet es sich lokal und hat keine Auswirkungen auf das Hauptbuch.

4. Das Wallet sendet die Transaktion dann an nahegelegene Knoten im Peer-to-Peer-Netzwerk. Bei diesen Knoten handelt es sich um Computer, auf denen Client-Software ausgeführt wird, die mit dem Blockchain-Protokoll kompatibel ist, beispielsweise Bitcoin Core oder Geth für Ethereum.

5. Nach dem Empfang führt jeder Knoten vorläufige Validierungsprüfungen durch. Dazu gehören die Überprüfung der digitalen Signatur, die Sicherstellung eines ausreichenden Guthabens des Absenders (basierend auf nicht ausgegebenen Transaktionsausgaben) und die Bestätigung, dass die Transaktion den Protokollregeln entspricht. Ungültige Transaktionen werden sofort verworfen.

Verbreitung im gesamten Netzwerk

1. Gültige Transaktionen werden von Knoten zu Knoten im dezentralen Netzwerk weitergeleitet. Diese Ausbreitung erfolgt aufgrund des Gossip-Protokolls schnell, bei dem jeder Knoten neu empfangene gültige Transaktionen an seine verbundenen Peers weiterleitet.

2. Während dieser Phase gelangt die Transaktion in einen temporären Aufbewahrungsbereich, der als Mempool (Speicherpool) bekannt ist. Der Mempool wird von jedem vollständigen Knoten individuell verwaltet und speichert alle verifizierten Transaktionen, die darauf warten, in einen Block aufgenommen zu werden.

3. Miner oder Validatoren – je nachdem, ob das Netzwerk Proof-of-Work oder Proof-of-Stake verwendet – überwachen den Mempool auf neue Transaktionen. Sie priorisieren die einzubeziehenden Transaktionen anhand von Faktoren wie Transaktionsgebühren. Transaktionen mit höheren Gebühren werden im Allgemeinen schneller bearbeitet.

4. Bei einigen Wallets können Benutzer individuelle Gebührensätze festlegen und so die Bestätigungsgeschwindigkeit steuern. Wenn die Gebühr zu niedrig ist, bleibt die Transaktion möglicherweise längere Zeit im Mempool hängen, insbesondere in Zeiten hoher Netzwerküberlastung.

5. Während eine Transaktion im Mempool verbleibt, bleibt sie in bestimmten Protokollen formbar. Beispielsweise wurde in Bitcoin Segregated Witness (SegWit) eingeführt, um Probleme bei der Formbarkeit von Transaktionen zu reduzieren, die dazu führen könnten, dass Transaktions-IDs vor der Bestätigung geändert werden.

Aufnahme und Bestätigung blockieren

1. Ein Miner oder Validator sammelt eine Reihe von Transaktionen aus dem Mempool und bildet einen Kandidatenblock. Dazu gehört die Auswahl von Transaktionen basierend auf der Gebühr pro Byte oder dem Gaspreis, abhängig von der Blockchain.

2. Neben diesen Transaktionen enthält der Block Metadaten wie einen Zeitstempel, den Hash des vorherigen Blocks und eine Nonce (in PoW-Systemen). Der Miner versucht dann, ein kryptografisches Rätsel zu lösen, das einen erheblichen Rechenaufwand erfordert.

3. Sobald eine gültige Lösung gefunden wurde, wird der Block an das Netzwerk gesendet. Andere Knoten überprüfen die Lösung und die Gültigkeit jeder Transaktion innerhalb des Blocks. Wenn alles funktioniert, wird der Block an die Blockchain angehängt.

4. Sobald eine Transaktion in einen bestätigten Block eingebettet wird, erhält sie ihre erste Bestätigung. Jeder nachfolgend hinzugefügte Block erhöht die Anzahl der Bestätigungen und erhöht so die Sicherheit vor einer Umkehrung.

5. Die meisten Dienste erfordern mehrere Bestätigungen, bevor eine Transaktion als abgeschlossen gilt. Börsen warten beispielsweise oft auf sechs Bitcoin Bestätigungen, um Risiken im Zusammenhang mit Kettenreorganisationen oder verwaisten Blöcken zu mindern.

Häufig gestellte Fragen

Was passiert, wenn meine Transaktion nicht bestätigt wird? Transaktionen können aufgrund niedriger Gebühren oder Netzwerküberlastung unbestätigt bleiben. Benutzer können manchmal Mechanismen wie „Replace-by-Fee“ (RBF) oder „Child-pays-for-parent“ (CPFP) verwenden, um die Bestätigung zu beschleunigen.

Kann eine Transaktion aus dem Mempool entfernt werden? Ja, Knoten entfernen normalerweise Transaktionen aus ihrem Mempool nach einer Zeitüberschreitung oder wenn die Speichergrenzen erreicht sind. Wenn eine Transaktion außerdem Eingaben ausgibt, die bereits an anderer Stelle verwendet wurden, wird sie ungültig und verworfen.

Wie überprüfe ich, ob sich meine Transaktion im Mempool befindet? Sie können Blockchain-Explorer wie Blockstream.info oder Etherscan.io verwenden. Durch Eingabe Ihrer Transaktions-ID können Sie sehen, ob diese ausstehend (im Mempool) oder bereits in einem Block bestätigt ist.

Haben alle Knoten den gleichen Mempool? Nein, jeder Knoten verwaltet seine eigene Version des Mempools. Unterschiede entstehen aufgrund von Netzwerklatenz, Filterregeln oder Transaktionsrichtlinien. Konsenskritische Validierungsregeln stellen jedoch sicher, dass nur legitime Transaktionen weit verbreitet werden.