ビットコインの Cluster Mempool：15 年におよぶアーキテクチャの抜本的見直しが手数料市場をいかに再構築するか
15年間、ビットコインのメンプール — 未承認のトランザクションがブロックに採掘されるのを待つ待機室 — は、1ビットコインが数セントだった時代に設計されたアーキテクチャで運用されてきました。その時代が終わりを告げようとしています。2025年 11月 25日、Bitcoin Core にプルリクエスト #33629 がマージされました。これは「クラスターメンプール（Cluster Mempool）」と呼ばれる大規模な再設計で、従来のトランザクション・ソートエンジンを、統一されたクラスターベースのフレームワークに置き換えるものです。2026年後半の Bitcoin Core 31.0 での導入を目指すこのアップグレードは、ビットコインが SegWit 以来経験した中で、最も重要かつ根本的なプロトコルレベルの変更の一つに数えられます。
新しいオペコードも、トークン規格も、派手なナ ラティブもありません。ただ、すべてのビットコインノードがどのトランザクションを最も重要と判断するかという根本的な仕組みの再考であり、そしてなぜその判断基準が長年にわたって密かに損なわれていたのかという問いへの答えです。
誰も語らない問題：食い違う 2 つのランキング
ビットコインのメンプールは、未承認トランザクションに対して常に 2 つの個別の順序を維持してきました。「先祖手数料率（Ancestor feerate）」は、親の依存関係を遡ってトランザクションをランク付けします。「子孫手数料率（Descendant feerate）」は、子のトランザクションを追ってランク付けします。マイニングソフトウェアはブロックを構築するために先祖手数料率を使用します。一方で、メンプールが満杯になった際に優先度の低いトランザクションを削除する「エビクション（Eviction）」ロジックは、子孫手数料率を使用します。
この二重ランキングシステムは、目立たないながらも持続的な不一致を生み出します。マイナーがブロックに含めたいものと、ノードが最も使い捨て可能と見なすものが、全く異なる基準でランク付けされているのです。その影響はビットコインエコシステム全体に波及します：
- ウォレットの手数料見積もりの誤り：手数料の見積もりは、マイナーがどのトランザクションをブロックに含めるかを予測することに依存しています。ブロックを構築するランキングと、メンプールの容量を管理するランキングが異なると、ウォレットは頻繁に過払い、あるいは過少支払いをしてしまい、sats（サトシ）の無駄遣いやトランザクションの停滞を招きます。
- RBF（Replace-By-Fee）の不安定な挙動：一方のランキングシステムでは有利に見えるトランザクションの置き換えが、もう一方では拒否されることがあり、手数料を増額しようとするユーザーにとって予測不可能な UX（ユーザー体験）を生み出します。
- ライトニングネットワークのペナルティ・トランザクションの不確実性：レイヤー 2 プロトコルは、タイムリーなトランザクションの伝播と承認に依存しています。メンプールの挙動がマイナーの挙動と乖離すると、ライトニングのペナルティ・トランザクションのような執行メカニズムがマイナーへの伝播を保証できなくなり、セキュリティ上の重大な問題となります。
- ブロック構築における収益の取りこぼし：先祖手数料率でソートされたトランザクションからブロックを構築するマイナーは、より収益性の高い組み合わせを見逃すことがあり、潜在的な収益の推定 2～5% が未回収のままになっています。
これらの問題は理論上の話ではありません。2025年、ビットコインの平均取引手数料は約 0.62 ドルで推移し、混雑時には 2 ドルを超えるスパイクが発生しました。これらのスパイク時には、ウォレットが見積もった金額とユーザーが実際に支払う必要があった金 額の差が、時には桁違いに広がりました。
クラスターメンプール：すべてを統べる一つのランキング
Bitcoin Core コントリビューターの Suhas Daftuar 氏と Pieter Wuille 氏によって設計されたクラスターメンプールは、単一の統一されたフレームワークを導入することで、この二重ランキングの問題を解消します。
クラスターの仕組み
「クラスター（Cluster）」とは、支出関係を通じて接続されたトランザクションの最大集合です。トランザクション A が作成したアウトプットをトランザクション B が使用する場合、それらは同じクラスターに属します。トランザクション C が B のアウトプットを使用する場合、3 つすべてが 1 つのクラスターを形成します。重要な洞察は、これらの関連するトランザクションを個別ではなく、まとめて評価すべきであるということです。
各クラスターはその後、「線形化（Linearization）」されます。これは手数料率によって内部的にソートされ、単調減少する「チャンク（Chunks）」に分割されるプロセスです。チャンクとは、クラスター内の 1 つ以上のトランザクションの集合で、ユニットとして包含（または除外）されるべきものです。この線形化プロセスには、Wuille 氏が 2025年に入念にベンチマークを行った高度なアルゴリズムが使用されています。これには、単純な候補セット探索よりも効率的で実用的であることが証明された、線形計画法ベースのスパンニングフォレスト・アプローチが含まれます。
統一されたオペレーション
クラスターとチャンクの導入により、すべてのメンプール操作が同じ順序を使用するようになります：
| 操作 | 従来のアプローチ | クラスターメンプールの手法 |
|---|---|---|
| ブロック構築 | 先祖手数料率によるソート | すべてのクラスターから最も手数料率の高いチャンクを選択 |
| エビクション（削除） | 子孫手数料率によるソート | 最も手数料率の低いチャンクを削除 |
| RBF の評価 | 絶対手数料と手数料率をチェック | チャンク手数料率を比較し、手数料率ダイアグラムの厳密な改善を要求 |
| 手数料見積もり | ヒューリスティックベースで不正確なことが多い | チャンクの順序から直接導出 |
この整合性は非常にエレガントです。マイナーが採掘したいものは、まさにノードが最も価値があると見なすものになります。ノードが削除するものは、まさにマイナーが除外するものになります。不一致はもうありません。
クラスター制限
新しいシステムでは、1 クラスターあたり 64 トランザクションおよび 101 kvB というグローバルな制限が適用されます。この制約は、トランザクションが持つことができる親または子の数を個別に制限していた従来の先祖・子孫制限に代わるものです。クラスター制限はより柔軟であり、クラスター全体が制限内に収まる限り、トランザクションは無制限に先祖を持つことができます。同時に、一定の再ソートを行うための計算量も扱いやすい範囲に維持されます。
ビットコインエコシステムにとっての意味
ウォレット開発者：信頼性の高い手数料見積もり
Cluster Mempool による最大の UX の向上は、予測可能な手数料見積もりです。メモリプールの内部ランキングがマイナーの実際の動作と一致することで、ウォレットはメモリプールの状態を観察し、目標とする確認ウィンドウに必要な手数料を直接計算できるようになります。リアルタイムの状況から遅れる過去の確認データに頼る必要はもうありません。
これは、混雑時において特に重要です。2024 年後半、Bitcoin Core 開発者は手数料見積もり方法の更新を提案しました。Cluster Mempool は、それらの手法を意図通りに機能させるためのアーキテクチャ上の基盤を提供します。
マイナー：ブロック収益の向上
ブロックテンプレートの構築は、クラスターチャンクにわたる単純なマージソートになります。祖先手数料率（ancestor-feerate）アルゴリズムに固有の近似誤差なしに、すべてのクラスターから最も手数料率の高いチャンクが最初に選択されます。収益の改善は 1 ブロックあたり 2 〜 5% と推定されていますが、これは月間数千ブロックにわたって蓄積され、薄利で運営されているマイニング事業にとって大きな意味を持ちます。
レイヤー 2 プロトコル：セキュリティの保証
ライトニングネットワークや Ark、その他のレイヤー 2 プロトコルは、ネットワークを通じて伝播しマイナーに届く、時間制約のあるトランザクションをブロードキャストできる能力に依存しています。旧システムのトランザクション置換に関する不整合な処理は、ペナルティトランザクションが一部のノードで受け入れられてもマイナーに伝播されないというエッジケースを生み出していました。
Cluster Mempool の統合フレームワークは、より強力な保証を提供します。RBF（手数料による置換）ルールでは、置換によってメモリプール全体の手数料率ダイアグラムが厳密に改善されることが求められるようになりました。これはアドホックな手数料のしきい値ではなく、数学的に正確な条件です。これにより、プロトコル開発者はトランザクションの伝播について、より高い確信を持って論理的に考えることができます。
Ordinals とインスクリプションの経済学
Ordinals、BRC-20 トークン、Runes といったビットコインのインスクリプションエコシステムは、古いメモリプールアーキテクチャに負荷をかけるトランザクションパターンを導入しました。複 雑な CPFP（Child-Pays-For-Parent）チェーン、大規模なトランザクションクラスター、インスクリプション発行時の高手数料競争は、すべて統合ランキングシステムの恩恵を受けます。以前は手数料の引き上げ（fee-bump）が困難だったインスクリプショントランザクションも、チャンクベースの評価を通じて、より予測通りに管理できるようになります。
エンジニアリングの歩み：1989 年から 2026 年へ
Cluster Mempool の開発史は、Bitcoin Core のアプローチを定義するような、深く粘り強いエンジニアリングを物語っています。
このプロジェクトは、マイニングとエビクション（排除）のランキング間の根本的な不整合を特定した 2023 年の提案（GitHub issue #27677）にまで遡ります。しかし、その解決策を支えるアルゴリズムは数十年にわたる研究に基づいています。2025 年初頭、Stefan Richter は 1989 年の 最大比閉包問題（maximum-ratio closure problem） に関する論文をクラスターの線形化に応用できることを発見しました。これは、40 年近く前の学術的ブレイクスルーが暗号通貨インフラに再利用された例です。
Wuille は 2025 年の数ヶ月を費やして、単純な候補セット探索、線形計画法に基づく全域森（spanning-forest）アルゴリズム、最小カット（min-cut）ベースのアプローチという 3 つの線形化手法を評 価しました。彼のベンチマークは、2 つの高度な手法が単純な探索よりも「はるかに効率的」であることを示し、実用性の面で全域森アプローチが採用されました。
実際の修正は、数年にわたるレビュー、テスト、段階的なプルリクエストを経て、2025 年 11 月 25 日に PR #33629 としてマージされました。2026 年後半に予定されている Bitcoin Core 31.0 リリースが、広範なネットワークに Cluster Mempool を提供する最初のバージョンとなる見込みです。
他の手数料市場設計との比較
ビットコインの Cluster Mempool アップグレードは、他のブロックチェーンがすでに手数料市場の設計を反復している中で登場しました。
- Ethereum の EIP-1559（2021 年 8 月）は、需要に応じて動的に調整されるベースフィーと、マイナーへの優先チップを導入しました。これにより、Ethereum ユーザーの手数料体験は根本的に変わり、過払いの自動払い戻しなど、予測可能性が高まりました。しかし、EIP-1559 はメモリプールの内部組織を解決するものではなく、手数料メカニズム自体を変更するものです。
- Solana のローカル手数料市場（2024 年導入）は、トランザクションが接触するアカウントごとに手数料競争をセグメント化します。需要の高い NFT ミントが、異なるステートに触れる単純なトークン送金の手数料を押し上げることはありません 。
- ビットコインの Cluster Mempool はその両方と異なります。手数料メカニズムを変更する（ビットコインは依然として第一価格オークションを使用）ことも、手数料市場をセグメント化することもしません。代わりに、既存のメカニズムが正しく機能するように内部の配管を修理します。暖房システムを再設計するのではなく、壊れた温度計を修理するようなものだと考えてください。
この違いは重要です。ビットコインの手数料市場は、主要なブロックチェーンの中で間違いなく最も単純です。ユーザーは手数料を入札し、マイナーは最も高い支払いを行うトランザクションを選択します。Cluster Mempool はこのモデルに複雑さを加えるのではなく、単純なモデルが意図通りに機能することを妨げていた内部の不整合を取り除きます。
次に来るもの
Cluster Mempool は、以前は実用的ではなかったいくつかの継続的な改善を可能にします。
- パッケージ・リレー：関連するトランザクションのグループを、1 つずつではなくまとめてブロードキャストします。クラスター対応のメモリプールにより、ノードはパッケージをユニットとして評価でき、CPFP の信頼性が向上します。
- 改善された RBF ポリシー：単に絶対的な手数料が高くなったかどうかだけでなく、置換が実際にメモリプールを改善するかどうかを評価できる、より正確な置換ルール。
- メモリプールベースの手数料見積もり：過去の確認率モデルを置き換える、現在のメモリプールの状態からの最適手数料の直接計算。
これらは投機的な機能ではありません。Bitcoin Core 開発者は、この基盤となる変更がマージされるのを待ちながら、何年も前から Cluster Mempool アーキテクチャに基づいたパッケージ・リレーと改善された RBF を設計してきました。
静かなる革命
ETF 、 ミームコイン 、 レイヤー 2 のローンチといった派手なナラティブに惹かれがちなエコシステムにおいて、 Cluster Mempool は、見出しを飾ることは稀ですが、その上に構築されるすべてを形作るようなインフラのアップグレードを象徴しています。より信頼性の高い手数料は、トランザクションの滞留が減ることを意味します。より優れたブロック構築は、マイナーが正当な報酬を得ることを意味します。より強力な伝播の保証は、レイヤー 2 プロトコルがベースレイヤーを信頼できることを意味します。
Bitcoin Core 31.0 は 2026 年下半期までリリースされず、ネットワーク全体への普及にはさらに数ヶ月を要するでしょう。しかし、それが実現したとき、ライトニング ・ チャネルのクローズから Ordinals のインスクリプション、単純なピア ・ ツー ・ ピア決済に至るまで、すべてのビットコイン ・ トランザクションは、ビットコインの歴史上初めて根本的に再構築されたインフラを通過することになります。
最も重要なアップグレードとは、時に、決して気づかれることのないものなのです。
BlockEden.xyz は、最も重要なプロトコル上で構築を行う開発者のために、高性能なビットコインおよびマルチチェーンのノード ・ インフラを提供しています。ビットコインの内部アーキテクチャが進化するにつれ、適切に管理されたノードへの信頼できる RPC アクセスは、この移行期にあるウォレット、取引所、レイヤー 2 プロトコルにとって極めて重要になります。 API マーケットプレイスを探索 して、ビットコインの次の時代のために設計されたインフラ上で構築を開始してください。