Bitcoins Cluster Mempool: Wie eine 15-jährige Architekturüberholung den Gebührenmarkt neu schreibt
Seit fünfzehn Jahren wird der Mempool von Bitcoin – der Wartesaal, in dem unbestätigte Transaktionen liegen, bevor sie in Blöcke gemined werden – auf einer Architektur betrieben, die entworfen wurde, als ein einziger Bitcoin noch Centbeträge wert war. Diese Ära geht zu Ende. Am 25. November 2025 hat Bitcoin Core den Pull Request #33629 gemergt, eine umfassende Neugestaltung namens Cluster Mempool, die die veraltete Transaktions-Sortier-Engine durch ein vereinheitlichtes, clusterbasiertes Framework ersetzt. Geplant für Bitcoin Core 31.0 in der zweiten Jahreshälfte 2026, gehört dieses Upgrade im Stillen zu den folgenreichsten Änderungen auf Protokollebene, die Bitcoin seit SegWit erlebt hat.
Keine neuen Opcodes. Kein Token-Standard. Kein glitzerndes Narrativ. Nur ein fundamentales Überdenken der Art und Weise, wie jeder Bitcoin-Node entscheidet, welche Transaktionen am wichtigsten sind – und warum diese Entscheidung jahrelang subtil fehlerhaft war.
Das Problem, über das niemand spricht: Zwei Rankings, die nicht übereinstimmen
Bitcoins Mempool hat schon immer zwei getrennte Reihenfolgen für unbestätigte Transaktionen beibehalten. Die Ancestor-Feerate stuft Transaktionen ein, indem sie rückwärts durch die Abhängigkeiten der Eltern-Transaktionen schaut. Die Descendant-Feerate stuft sie ein, indem sie vorwärts durch die Kind-Transaktionen schaut. Mining-Software nutzt die Ancestor-Feerate, um Blöcke zu bauen. Die Eviction-Logik – der Prozess des Entfernens von Transaktionen mit niedriger Priorität, wenn der Mempool voll ist – nutzt die Descendant-Feerate.
Dieses duale Ranking-System erzeugt eine stille, aber beständige Fehlausrichtung. Was Miner in einen Block aufnehmen wollen und was Nodes für am ehesten entbehrlich halten, wird auf völlig unterschiedlichen Skalen bewertet. Die Folgen wirken sich auf das gesamte Bitcoin-Ökosystem aus:
- Wallets schätzen Gebühren falsch ein. Die Gebührenschätzung beruht auf der Vorhersage, welche Transaktionen Miner einbeziehen werden. Wenn das Ranking, das Blöcke baut, von dem Ranking abweicht, das die Mempool-Kapazität verwaltet, zahlen Wallets häufig zu viel oder zu wenig – was entweder zu verschwendeten Sats oder zu hängengebliebenen Transaktionen führt.
- Replace-By-Fee (RBF) verhält sich inkonsistent. Ein Transaktionsersatz, der unter einem Ranking-System günstig erscheint, könnte unter dem anderen abgelehnt werden, was eine unvorhersehbare UX für jeden schafft, der Gebühren durch Fee-Bumping erhöht.
- Lightning-Network-Penalty-Transaktionen sind mit Unsicherheit konfrontiert. Layer-2-Protokolle hängen von einer rechtzeitigen Transaktionsweiterleitung und -bestätigung ab. Wenn das Mempool-Verhalten vom Miner-Verhalten abweicht, können Durchsetzungsmechanismen wie Lightning-Penalty-Transaktionen die Weiterleitung an Miner nicht garantieren – ein sicherheitskritisches Problem.
- Die Blockkonstruktion lässt Geld liegen. Miner, die Blöcke aus nach Ancestor-Feerate sortierten Transaktionen bauen, verpassen manchmal profitablere Arrangements, wodurch geschätzt 2–5 % der potenziellen Einnahmen verloren gehen.
Diese Probleme sind nicht theoretisch. Im Jahr 2025 lag die durchschnittliche Bitcoin-Transaktionsgebühr bei etwa 0,62 während Überlastungsphasen. Während dieser Spitzen weitete sich die Lücke zwischen dem, was Wallets schätzten, und dem, was Nutzer tatsächlich zahlen mussten – manchmal um Größenordnungen.
Cluster Mempool: Ein Ranking, sie alle zu beherrschen
Cluster Mempool, entworfen von den Bitcoin-Core-Mitwirkenden Suhas Daftuar und Pieter Wuille, eliminiert das Problem des dualen Rankings durch die Einführung eines einzigen, vereinheitlichten Frameworks.
Wie Cluster funktionieren
Ein Cluster ist eine maximale Menge von Transaktionen, die durch Ausgabeverhältnisse verbunden sind. Wenn Transaktion A einen Output erstellt, den Transaktion B ausgibt, gehören sie zum selben Cluster. Wenn Transaktion C einen Output von B ausgibt, bilden alle drei einen Cluster. Die entscheidende Erkenntnis ist, dass diese verbundenen Transaktionen zusammen und nicht einzeln bewertet werden sollten.
Jeder Cluster wird dann linearisiert – intern nach Feerate in monoton fallende „Chunks“ sortiert. Ein Chunk besteht aus einer oder mehreren Transaktionen innerhalb des Clusters, die als Einheit aufgenommen (oder ausgeschlossen) werden sollten. Dieser Linearisierungsprozess nutzt hochentwickelte Algorithmen, die Wuille im Jahr 2025 umfassend getestet hat, einschließlich eines auf linearer Programmierung basierenden Spanning-Forest-Ansatzes, der sich sowohl als effizienter als auch als praktischer erwies als einfachere Suchen nach Kandidatensätzen.
Vereinheitlichte Abläufe
Mit Clustern und Chunks verwendet nun jeder Mempool-Vorgang dieselbe Reihenfolge:
| Operation | Alter Ansatz | Cluster-Mempool-Ansatz |
|---|---|---|
| Blockkonstruktion | Sortierung nach Ancestor-Feerate | Auswahl der Chunks mit der höchsten Feerate über alle Cluster hinweg |
| Eviction (Räumung) | Sortierung nach Descendant-Feerate | Entfernen der Chunks mit der niedrigsten Feerate |
| RBF-Bewertung | Prüfung von absoluter Gebühr und Feerate | Vergleich der Chunk-Feerates; Erfordernis einer strikten Verbesserung des Feerate-Diagramms |
| Gebührenschätzung | Heuristikbasiert, oft ungenau | Direkt aus der Chunk-Reihenfolge abgeleitet |
Die Ausrichtung ist elegant: Was Miner minen wollen, ist genau das, was Nodes als am wertvollsten erachten. Was Nodes entfernen, ist genau das, was Miner weglassen würden. Keine Fehlausrichtung mehr.
Cluster-Limits
Das neue System erzwingt ein globales Limit von 64 Transaktionen und 101 kvB pro Cluster. Diese Einschränkung ersetzt die alten Ancestor- und Descendant-Limits, die separat deckelten, wie viele Eltern oder Kinder eine Transaktion haben konnte. Das Cluster-Limit ist flexibler – eine Transaktion kann unbegrenzt viele Vorfahren haben, solange der gesamte Cluster innerhalb der Grenzen bleibt – während es für eine ständige Neusortierung rechentechnisch handhabbar bleibt.
Was dies für das Bitcoin-Ökosystem bedeutet
Für Wallet-Entwickler: Zuverlässige Gebührenschätzung
Der größte UX-Vorteil von Cluster Mempool ist die vorhersehbare Gebührenschätzung. Wenn das interne Ranking des Mempools mit dem tatsächlichen Verhalten der Miner übereinstimmt, können Wallets den Zustand des Mempools beobachten und direkt die Gebühr berechnen, die für ein bestimmtes Bestätigungsfenster erforderlich ist. Man muss sich nicht mehr auf historische Bestätigungsdaten verlassen, die hinter den Echtzeitbedingungen zurückbleiben.
Dies ist besonders wichtig in Phasen hoher Netzwerkauslastung. Ende 2024 schlugen die Entwickler von Bitcoin Core Aktualisierungen für die Methoden zur Gebührenschätzung vor, und Cluster Mempool liefert die architektonische Grundlage, damit diese Methoden wie beabsichtigt funktionieren.
Für Miner: Bessere Block-Einnahmen
Die Erstellung von Block-Templates wird zu einem einfachen Merge-Sort über Cluster-Chunks. Die Chunks mit der höchsten Gebührenrate aus jedem Cluster werden zuerst ausgewählt, ohne die Approximationsfehler, die dem Ancestor-Feerate-Algorithmus eigen sind. Während die Umsatzverbesserung auf 2 – 5 % pro Block geschätzt wird, summiert sich dies über Tausende von Blöcken pro Monat – was für Mining-Betriebe mit geringen Margen von Bedeutung ist.
Für Layer-2-Protokolle: Sicherheitsgarantien
Das Lightning-Netzwerk, Ark und andere Layer-2-Protokolle sind darauf angewiesen, zeitkritische Transaktionen übertragen zu können, die sich im Netzwerk verbreiten und die Miner erreichen. Die inkonsistente Behandlung von Transaktionsersetzungen im alten System schuf Grenzfälle, in denen Penalty-Transaktionen von einigen Knoten akzeptiert, aber nicht an die Miner weitergeleitet wurden.
Das einheitliche Framework von Cluster Mempool bietet stärkere Garantien. RBF-Regeln erfordern nun, dass eine Ersetzung das gesamte Gebührenraten-Diagramm des Mempools strikt verbessern muss – eine mathematisch präzise Bedingung anstelle eines Ad-hoc-Gebührenschwellenwerts. Dies bedeutet, dass Protokollentwickler die Transaktionsverbreitung mit größerem Vertrauen beurteilen können.
Für Ordinals und die Ökonomie von Inschriften
Das Inschriften-Ökosystem von Bitcoin – Ordinals, BRC-20-Token und Runes – hat Transaktionsmuster eingeführt, die die alte Mempool-Architektur belasten. Komplexe CPFP-Ketten (Child-Pays-For-Parent), große Transaktionscluster und der Wettbewerb um hohe Gebührenraten während Inscription-Mints profitieren alle von dem einheitlichen Ranking-System. Inschrift-Transaktionen, deren Gebühren früher nur schwer zu erhöhen waren (Fee-Bumping), können nun durch die Chunk-basierte Bewertung vorhersehbarer verwaltet werden.
Die technische Reise: Von 1989 bis 2026
Die Entwicklungsgeschichte von Cluster Mempool offenbart die Art von tiefgründigem, geduldigem Engineering, das den Ansatz von Bitcoin Core definiert.
Das Projekt geht auf einen Vorschlag aus dem Jahr 2023 zurück (GitHub-Issue #27677), der die grundlegende Diskrepanz zwischen Mining- und Eviction-Rankings identifizierte. Doch die Algorithmen, die die Lösung antreiben, basieren auf jahrzehntelanger Forschung. Anfang 2025 entdeckte Stefan Richter, dass ein Paper aus dem Jahr 1989 über das Maximum-Ratio-Closure-Problem auf die Cluster-Linearisierung angewendet werden konnte – ein akademischer Durchbruch, der fast vier Jahrzehnte später für die Kryptowährungsinfrastruktur neu genutzt wurde.
Wuille verbrachte im Jahr 2025 Monate damit, drei Linearisierungsansätze zu evaluieren: eine einfache Suche in der Kandidatenmenge, einen auf linearer Programmierung basierenden Spanning-Forest-Algorithmus und einen auf Min-Cut basierenden Ansatz. Seine Benchmarks zeigten, dass die beiden fortgeschrittenen Methoden „viel effizienter“ als die einfache Suche waren, wobei der Spanning-Forest-Ansatz in Bezug auf die Praktikabilität gewann.
Die tatsächliche Implementierung wurde am 25. November 2025 als PR #33629 zusammengeführt, nach Jahren der Überprüfung, des Testens und inkrementeller Pull-Requests. Das Release von Bitcoin Core 31.0, das für das zweite Halbjahr 2026 erwartet wird, wird die erste Version sein, die Cluster Mempool für das breitere Netzwerk bereitstellt.
Vergleich mit anderen Gebührenmarkt-Designs
Das Cluster-Mempool-Upgrade von Bitcoin erfolgt zu einem Zeitpunkt, an dem andere Blockchains ihre Gebührenmarkt-Designs bereits weiterentwickelt haben:
- EIP-1559 von Ethereum (August 2021) führte eine Basisgebühr ein, die sich dynamisch an die Nachfrage anpasst, plus ein Trinkgeld (Priority Tip) für Miner. Es veränderte grundlegend die Art und Weise, wie Ethereum-Nutzer Gebühren erleben – vorhersehbarer und mit automatischen Rückerstattungen bei Überzahlung. EIP-1559 befasst sich jedoch nicht mit der internen Organisation des Mempools; es ändert den Gebührenmechanismus selbst.
- Solanas lokalisierte Gebührenmärkte (eingeführt 2024) segmentieren den Gebührenwettbewerb nach den Konten, die eine Transaktion berührt. Ein NFT-Mint mit hoher Nachfrage erhöht nicht die Gebühren für einen einfachen Token-Transfer, wenn diese unterschiedliche Zustände betreffen.
- Bitcoins Cluster Mempool unterscheidet sich von beiden: Es ändert weder den Gebührenmechanismus (Bitcoin verwendet weiterhin eine First-Price-Auktion) noch segmentiert es den Gebührenmarkt. Stattdessen repariert es die interne Struktur („Plumbing“), damit der bestehende Mechanismus korrekt funktioniert. Man kann es sich eher wie die Reparatur eines defekten Thermometers vorstellen als wie die Neugestaltung des Heizungssystems.
Diese Unterscheidung ist wichtig. Bitcoins Gebührenmarkt ist wohl der einfachste unter den großen Blockchains – Nutzer bieten Gebühren an, Miner wählen die am besten bezahlten Transaktionen aus. Cluster Mempool fügt diesem Modell keine Komplexität hinzu. Es beseitigt die internen Inkonsistenzen, die verhinderten, dass das einfache Modell wie beabsichtigt funktioniert.
Was als Nächstes kommt
Cluster Mempool ermöglicht mehrere darauf aufbauende Verbesserungen, die zuvor unpraktikabel waren:
- Package Relay: Das gemeinsame Übertragen von Gruppen zusammengehöriger Transaktionen anstatt einzelner Transaktionen. Mit Cluster-bewussten Mempools können Knoten Pakete als Einheiten bewerten, was die Zuverlässigkeit von CPFP verbessert.
- Verbesserte RBF-Richtlinien: Präzisere Ersetzungsregeln, die bewerten können, ob eine Ersetzung den Mempool tatsächlich verbessert und nicht nur, ob sie eine höhere absolute Gebühr zahlt.
- Mempool-basierte Gebührenschätzung: Direkte Berechnung optimaler Gebühren aus dem aktuellen Mempool-Zustand, was die historischen Bestätigungsraten-Modelle ersetzt.
Dies sind keine spekulativen Funktionen. Die Entwickler von Bitcoin Core haben Package Relay und verbessertes RBF seit Jahren um die Cluster-Mempool-Architektur herum entworfen und darauf gewartet, dass die grundlegende Änderung integriert wird, bevor sie darauf aufbauen.
Die stille Revolution
In einem Ökosystem, das zu lautstarken Narrativen neigt — ETFs, Memecoins, Layer-2-Launches — stellt der Cluster Mempool die Art von Infrastruktur-Upgrade dar, das selten Schlagzeilen macht, aber alles prägt, was darauf aufbaut. Zuverlässigere Gebühren bedeuten weniger hängengebliebene Transaktionen. Eine bessere Blockkonstruktion bedeutet, dass Miner das verdienen, was sie sollten. Stärkere Propagationsgarantien bedeuten, dass Layer-2-Protokolle der Basisschicht vertrauen können.
Bitcoin Core 31.0 wird erst in H2 2026 veröffentlicht, und die netzwerkweite Einführung wird darüber hinaus Monate dauern. Doch wenn es so weit ist, wird jede Bitcoin-Transaktion — von einer Lightning-Kanal-Schließung über eine Ordinals-Inskription bis hin zu einer einfachen Peer-to-Peer-Zahlung — eine Infrastruktur durchlaufen, die zum ersten Mal in der Geschichte von Bitcoin grundlegend neu aufgebaut wurde.
Manchmal sind die wichtigsten Upgrades diejenigen, die man nie bemerkt.
BlockEden.xyz bietet hochperformante Bitcoin- und Multi-Chain-Knoteninfrastruktur für Entwickler, die auf den wichtigsten Protokollen aufbauen. Während sich die interne Architektur von Bitcoin weiterentwickelt, wird ein zuverlässiger RPC-Zugriff auf gut gewartete Knoten entscheidend für Wallets, Börsen und Layer-2-Protokolle, die diesen Übergang meistern. Erkunden Sie unseren API-Marktplatz, um auf einer Infrastruktur aufzubauen, die für Bitcoins nächste Ära entwickelt wurde.