In aktuellen Diskussionen über Änderungen und Unterschiede zwischen Bitcoin-Clients werden zwei grundsätzlich verschiedene Arten von Bitcoin-Regeln häufig miteinander vermischt oder gar verwechselt. Zu verstehen, welche Art von Regeln eine Bitcoin-Node durchsetzt – und zu welchem Zweck – ist entscheidend, um Änderungen am Bitcoin-Protokoll oder Diskussionen darüber richtig einordnen zu können. Werfen wir also einen genaueren Blick auf den Unterschied zwischen Konsensregeln und sogenannten Mempool-Richtlinien.

Konsensregeln

Im Kern ist Bitcoin nichts anderes als eine Reihe von Regeln, die unabhängig von Tausenden von Nodes und Minern weltweit durchgesetzt werden. Einige dieser Regeln – die wohl wichtigsten – bestimmen, ob ein Block gültig ist. Sie sind essentiell, um einen Konsens im Netzwerk zu erreichen, da sich alle Teilnehmer auf sie einigen müssen, um die „echte Bitcoin-Blockchain“ identifizieren zu können. Ohne Konsens über diese Regeln gäbe es kein funktionierendes Bitcoin-Netzwerk – daher nennen wir sie Konsensregeln.

Viele dieser Regeln sind offensichtlich und intuitiv nachvollziehbar, wenn man über die Gültigkeit eines Bitcoin-Blocks nachdenkt: Transaktionen dürfen keine Bitcoin doppelt ausgeben, Miner dürfen in einem neuen Block nicht mehr Bitcoin erzeugen, als aktuell erlaubt ist, und die Blockgröße darf das festgelegte Maximum nicht überschreiten.

„Your node, your rules“ (also “Deine Node, deine Regeln”) ist ein oft zitierter Spruch unter Bitcoinern, die ihre eigene Node betreiben. Im Kern stimmt das, doch in der Praxis ist es nicht so leicht, alleine “eigene Regeln zu machen“. Wenn man zum Beispiel seine Node so umprogrammiert, dass sie nur noch Blöcke unter 0,1 MB akzeptiert statt 4 MB, würde die Node schlicht neue Blöcke ablehnen – und das war’s. Man würde sich selbst aus dem restlichen Netzwerk ausschließen, ohne dass es jemand bemerkt.

Eine Änderung der Konsensregeln passiert bei Bitcoin äußerst selten und führt immer zu einem Hard- oder Soft-Fork. Bekannte Beispiele für Soft-Forks sind das SegWit-Update (2017) oder das Taproot-Update (2021). Ein Beispiel für einen eher kontroversen Hard-Fork ist die Abspaltung von Bitcoin Cash im Jahr 2017. In all diesen Fällen war die Änderung der Konsensregeln aber ein mehr oder weniger koordinierter Prozess zwischen vielen Nutzern, Minern und Entwicklern.

Mempool-Richtlinien

Nicht alle Regeln, über die in Bitcoin gesprochen wird, beeinflussen den Konsens über die Blockgültigkeit. Einige „Regeln“ sind lediglich lokale Einstellungen einzelner Nodes – etwa, um Ressourcen effizienter zu verwalten oder Transaktionen gezielter zu verbreiten. Da diese Einstellungen beeinflussen, welche Transaktionen lokal im Mempool der Node gespeichert und an andere weitergeleitet werden, nennt man sie Mempool-Richtlinien (oder “mempool policies”).

Wenn du eine Transaktion erstellst, sendet deine Wallet sie an die verbundene Bitcoin-Node, die z.B. in der BitBoxApp hinterlegt ist. Diese leitet sie dann an andere Nodes weiter, die wiederum dasselbe tun, bis sich die Transaktion im gesamten Netzwerk ausgebreitet hat. Die Mempool-Richtlinien der Nodes beeinflussen also direkt, wie effektiv Transaktionen durchs Netzwerk propagiert werden – zumindest bis zu einem gewissen Grad.

Letztlich erreichen die meisten Transaktionen fast alle Nodes – selbst wenn einige sie nicht weiterleiten, wie man es auch etwas vereinfacht in der Grafik erkennen kann.

Einige Beispiele für Mempool-Richtlinien sind:

  • Die Mindestgebühr (Fee Rate), die eine Transaktion zahlen muss, um weitergeleitet zu werden.
  • Die maximale Menge von Daten in OP_RETURN Outputs, damit eine Transaktion weitergeleitet wird.
  • Die maximale Mempool-Größe, bevor Transaktionen mit niedriger Gebühr entfernt werden.
  • Ob nicht-standardisierte Transaktionen weitergeleitet werden oder nicht.
  • Und viele mehr…

Diese Richtlinien sind jederzeit konfigurierbar und können beliebig geändert werden, da sie die Gültigkeit einer Transaktion ohnehin nicht beeinflussen. Selbst wenn deine Node eine Transaktion aus ihrem Mempool entfernt, kann ein und dieselbe Transaktion im nächsten Block auftauchen – und deine Node wird sie trotzdem als gültig markieren, weil sie eben keine Konsensregeln verletzt.

Einer schlägt 99,9%

Ein entscheidender Punkt ist, dass Mempool-Richtlinien nicht auf Protokollebene durchgesetzt werden können – sonst wären wir nämlich wieder bei den Konsensregeln. Daher ist es sehr schwierig (und oft unmöglich), alleine durch Mempool-Richtlinien zu beeinflussen, welche Transaktionen tatsächlich in neuen Blöcken landen.

Ein Beispiel: Du hast vielleicht schon von der Mindestgebühr von 1 sat/vB gehört. Sie ist weit verbreitet, und die meisten Wallets erlauben gar keine niedrigeren Werte. Trotzdem handelt es sich nicht um ein hart festgelegtes Minimum. Obwohl fast alle Nodes diese Richtlinie gleichzeitig anwenden, da sie standardmäßig festgelegt wird, ist sie rein konventionell.

Es ist zwar schwieriger, Transaktionen unterhalb dieser Gebühr auf normalem Weg zu verbreiten, aber aus Sicht der Konsensregeln ist eine Transaktion ohne Gebühr vollkommen in Ordnung. Solche Transaktionen tauchen sogar regelmäßig auf – etwa Coinbase-Transaktionen oder Transaktionen, die Miner bewusst priorisieren. Der 1 sat/vB Wert ist also nur eine weit verbreitete Standardkonfiguration, keine zwingende Regel.

In einigen Blöcken tauchen kürzlich häufig Transaktionen unter 1 sat/vB auf.

Wenn du die Diskussion um die Datenbeschränkung für OP_RETURN verfolgt hast, lässt sich eigentlich dasselbe Prinzip anwenden: Auch diese Begrenzung ist lediglich eine Mempool-Richtlinie. Selbst wenn 99,9% aller Nodes keine OP_RETURN-Transaktionen mehr weiterleiten, reicht ein einziger Miner aus, der sie akzeptiert und in einen Block aufnimmt.

Nicht alle Nodes sind gleich

Technisch können sich Nodes stark voneinander unterscheiden. Eine Node auf einem kleinen Raspberry Pi hat deutlich weniger Arbeitsspeicher und Rechenleistung als eine leistungsstarke Node in der Cloud. Beide sind nützlich, haben aber unterschiedliche Ressourcen zur Verfügung.

Hier kommen Mempool-Richtlinien ins Spiel: Eine leistungsfähige Node kann ihre maximale Mempool-Größe auf mehrere Gigabyte erhöhen, sodass auch ältere Transaktionen oder solche, mit niedriger Gebühr länger gespeichert bleiben. Eine Node auf einem Raspberry Pi hingegen sollte die Mempool-Größe begrenzen, um sich auf aktuelle Transaktionen mit hoher Gebühr zu konzentrieren, die ohnehin bald in Blöcken landen – so bleibt das Verifizieren und Verarbeiten von Transaktionen möglichst effizient.

Spam begrenzen

Zur Abwechslung sind mit “Spam” in diesem Absatz nicht arbiträre Daten in der Blockchain gemeint, sondern ein weiterer positiver Effekt von Mempool-Richtlinien: Angenommen, eine Node hat keine Mindestgebühr und keine maximale Mempool-Größe festgelegt. Ein Angreifer könnte sie mit kostenlosen „Spam-Transaktionen“ fluten, die unnötigerweise alle verifiziert werden, bis die Node irgendwann überlastet ist oder komplett abstürzt. Eine Node mit festgelegter Mindestgebühr würde solche Transaktionen einfach direkt ablehnen und bei hoher Auslastung die Mindestgebühr sogar dynamisch anheben. So wirken Mempool-Richtlinien als praktische Schutzmechanismen, die Nodes innerhalb sicherer und sinnvoller Betriebsgrenzen halten.

Fazit

Wenn Mempool-Richtlinien an die technischen Grenzen einer Node und den Präferenzen des Betriebers angepasst sind, können sie zu einem effizienteren und stabileren Bitcoin-Netzwerk beitragen – und die Node dabei sogar aktiv vor Missbrauch schützen. Aber: Mempool-Richtlinien sind keine Konsensregeln. Sie können nicht „aufgezwungen“ werden, egal wie viele Nodes dieselbe Konfiguration verwenden. Sie definieren nicht, was Bitcoin ist, sondern nur, wie individuelle Nodes mit dem Netzwerk interagieren und Daten verarbeiten.

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