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比特币是加密泉币收集中第一个成熟的代表产物，也是因为比特币收集的显现，才后继发展出以太坊等天下较量机雏形。
不外后续公链为了性能需求，做了过多变动和添加，此中最紧张的是把公链的共识彻底变动为PoS，尽管以太坊还没有彻底改变，但也已经提上日程。
我们不禁必要思虑，能不克不修改PoW共识，而到达其性能呢？我们就以本文商议一下，PoW共识该如何进化。
因为共识算法主要应用在区块链收集布局的共识层，能够懂得为layer1。而如果对PoW共识进行变动，那比拟对象便是比特币的PoW中本聪共识和以太坊的ethhash，本日不消谈其对ASIC芯片和GPU芯片的划定，而是在PoW出块验证过程中的转变。
中本聪共识是区块链早期广泛使用的一种共识方法。眼前为止中本聪共识仍是容错能力最好的，其设计简洁，通信开销低，经由了数十年的验证。然则该共识有一个天然的吞吐量限定。其吞吐能力较低，出块时间过长，用户体验较差。
如果你想进步吞吐量，你能够做两件事：一是增加块巨细（如比特币现金，比特币无穷），二是低落块距离，但这会增加孤块率。消耗带宽，也晦气于生意确认。跟着孤块率的增加，体系的平安性降落，吞吐量降落。
当孤块率非常高时，攻击者很容易秘密天生更长的链。攻击者则不必要 51% 的算力，能够用更少的算力覆盖区块链。
如果我们想突破吞吐量限定，必需想法子低落孤块率。
孤块显现的原因来自于块的流传耽误，如果在流传另一个块时发现一个块，则此中一个注定是孤块。
而一些区块的流传速率较慢，是因为这些区块相关有更多的新生意，新生意是在区块打包前的 10 秒内天生的未同步生意，因此矿工必需先同步这些生意，然后才气进一步流传这些块。
例如，当节点 A 向节点 B 流传一个块而且此中没有新的生意时，节点 B 能够立刻将这些块传输给它的所有邻近节点。
然则，如果区块中有新生意，节点 B 必需首先从节点 A 同步这些生意，然后验证这些生意的签名，这也必要时间。只有当整个区块的有效性获得验证时，节点 B 才气继续流传这个区块。
以太坊显现后，对中本聪共识并没有实质性的改善。其只是简洁地缩短了出块距离。
而且以太坊还有一个问题，因为生意的有效性取决于区块内的生意顺序，验证生意，必需比及区块收到后，因此无法在收到现实区块之前验证生意有效性。
也即是因为这样，每个区块中的每笔生意都会被视为新生意。生意流传中有很多冗余。例如一个以太坊客户端可能会将统一笔生意流传到分歧的节点七次，而这些生意就意味着以太坊会显现非常高的孤块率，内容表明，可能有时高达 30%，严重占用收集资源，造成生意堵塞。
以太坊还有叔块的设置，如果这些孤块被纳入最长链，能够拿到部门嘉奖，但叔块的数量和嘉奖无济于事。
因此，这些缓慢的生意确认流程和手艺现象，造成了PoW共识显示出的比特币收集和以太坊收集的问题。
那能够如何改善PoW共识?
在现有的设计案例中，能够看到两种需要的方法。
首先是挖矿难度调整，这是对于较量出块难易水平的预估，比特币和以太坊是定期调整的，而且是较长周期内调整，而改善后的PoW共识内能够通过一个小周期（时隙）来调整，一个时隙会包括多少个块，以包管快速调整到安稳的难度值。这对出块时间也是紧张的。
第二个需要的改进便是调整出块时间，而这涉及到很细节的过程。在上文中，因为区块打包前的新生意会不绝耽误区块链流传时间，那如果让流传节点不再因新生意显现而耽误同步，出块就会变快速，但必要将新生意，以及漏掉的生意进行新的验证打包。这就必要一个新的生意提交渠道。
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