一部のブロックがトランザクションとパッケージ化されていないのはなぜですか?鉱夫たちは忘れてしまったのでしょうか？

Vernacular Blockchain の「ビットコインマイナーは 1 日にどれくらい稼ぐのか?」という記事で紹介されています。ビットコインのブロック報酬には、システム報酬 (Coinbase 報酬とも呼ばれる) と取引手数料報酬 (マイナー手数料とも呼ばれる) の 2 つの部分があります。マイナーは、取引をマイニングしたブロックにパッケージ化した後にのみ、取引手数料を受け取ることができます。

例え話をすると、この問題は非常に簡単に理解できます。

ブロックを採掘するマイナーはバスの運転手に相当します。システムによってバス運転手に与えられる報酬に加えて、バス運転手は乗せた乗客ごとに運賃を受け取ることができます。バスの運転手はついにバスを出発する権利を握り、バスが満員になるまで乗客を詰め込もうと全力を尽くします（バスの定員には限りがあります）。

鉱夫たちは皆合理的です。利益を最大化するために、マイナーは、確認するトランザクションが十分にある場合、各ブロックをできるだけ多くのトランザクションで埋める必要があります。一部のブロックに Coinbase 報酬以外のトランザクションがないのはなぜですか?何かが異常なときは、何かが間違っているに違いありません。今日は「モンスターを捕まえよう」。

01 負けない唯一の格闘技はスピードだ

Plain Language Blockchain の「2 人のマイナーが同時に新しいブロックを採掘した場合、ブロック報酬は誰が受け取るべきでしょうか?」では、マイナーがブロックを採掘した後、ブロックが早くリリースされるほど、マイナーにとって有利になると紹介されています。

Plain Language Blockchain は、「3 分でビットコイン マイニングを理解するのに役立つ古典的な物語」という記事で、ブロックの構造を紹介しました。ブロックは主に、ブロック ヘッダーとブロック本体の 2 つの部分で構成されています。ブロック ヘッダーのサイズはわずか 80 バイトです。完全にロードされたブロックのサイズは 1M で、これはブロック ヘッダーのサイズの 12,500 倍です。

データが小さいほど、送受信が速くなることは知られています。したがって、ブロックをネットワーク全体に速く公開するために、新しいブロックをマイニングするマイナーは、ブロック ヘッダーとブロック本体の情報を別々に公開します。わずか 80 バイトのブロック ヘッダーは、他のマイナーに高速で送信できます。

上記の紹介によれば、新しいブロックがマイニングされると、マイナーはブロック ヘッダー情報をより速く受信し、次にブロック本体情報を受信することがわかります。

02 時間との戦い

現時点では、マイナーには 2 つの選択肢があります。

ブロックヘッダーを受信したら、すぐにブロックを構築してマイニングを開始します。
ブロック本体の受信を待機し、マイニングを開始する前にブロック内のすべてのトランザクションを検証し続けます。

ブロック ヘッダーを受信して​​から、ブロック本体内のすべてのトランザクションを受信して​​検証するまでには時間差があります。この時間差は 10 秒であると仮定します。この 10 秒間待つことを選択した場合、一方ではマイニング マシンが無駄に動作し、エネルギーを消費します。一方、マイニングは競争であり、「時は金なり」です。鉱夫たちはこの10秒間をかけて戦います。この間に適切な乱数を見つけると、新しいブロックをマイニングしてビットコインの報酬を得ることができます。

この時間差内でマイニングすることを選択した場合は、パッケージングトランザクションを放棄する必要があります。これは、マイナーが前のブロック内のトランザクションを検証せず、どのトランザクションが前のブロックにパッケージ化されていたかを判断できなかったためです。パッケージ化されたトランザクションが前のブロックで繰り返された場合、マイナーが新しいブロックをマイニングしたとしても、確認されたトランザクションが繰り返しパッケージ化されているため無効とみなされます。このため、一部のブロックチェーンには Coinbase トランザクション (システムがマイナーに報酬を与えるトランザクション) が 1 つしかありません。

03 結論

まとめると、マイナーが空のブロックを詰める主な理由は、マイニング マシンを最大限に活用するために、マイナーが新しいブロックのブロック ヘッダー情報を受信して​​からブロック内のトランザクションを検証するまでの時間差内でマイニングを行うためです。この時間枠内にブロックがマイニングされた場合、マイナーは空のブロックをパックしてブロックを公開することを選択します。前のブロックにどのトランザクションがパッケージ化されていたか不明なため、マイナーがパッケージ化したトランザクションが前のブロックにパッケージ化されていたトランザクションと同じである可能性があり、その結果、マイナーがマイニングしたブロックが無効（違法）と判断され、全体像を把握しながらも全体像を見失うリスクがあります。

マイナーがブロックをマイニングした後、特定のトランザクションが前のブロックに含まれていなかったことが明らかな場合、そのトランザクションを現在マイニングされているブロックに追加して公開することはできますか?コメント欄であなたの意見を自由に共有してください。